高中物理牛顿运动定律同步练习文档格式.docx
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A．200N B．280N
C．320ND．920N
选B.根据牛顿第二定律有mg－F＝ma,得绳子的拉力大小等于F＝320N,然后再对人进行受力分析,由物体的平衡知识得m0g＝F＋FN,得FN＝280N,根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为280N．B正确．
6.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为（ ）
A．（M＋m）g
B．（M＋m）g－ma
C．（M＋m）g＋ma
D．（M－m）g
选B.对竿上的人分析：
受重力mg,摩擦力Ff,有mg－Ff＝ma.竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力——摩擦力,且大小相等,方向相反．对竿分析：
受重力Mg,摩擦力Ff,方向向下,支持力FN,Mg＋Ff＝FN,又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律,得FN＝（M＋m）g－ma.
二、不定项选择题
7．（慈溪中学月考）就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是（ ）
A．采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明,可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了
C．货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性
D．摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的
选C.只有改变物体的质量,才能改变惯性,故C对．
8．（高考广东卷）下列关于力的说法正确的是（ ）
A．作用力和反作用力作用在同一物体上
B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用
C．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变
D．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因
选BD.作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,A错误；
太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力,且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳,B正确,C错误；
伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因,D正确．
9．（台州模拟）“嫦娥二号”的成功发射,一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列,另一方面“嫦娥二号”的发射也带动了高科技的发展．目前计算机的科技含量已相当高,且应用于各个领域或各个方面．如图是利用计算机记录的“嫦娥二号”发射时,火箭和地面的作用力和反作用力变化图线,根据图线可以得出的结论是（ ）
A．作用力大时,反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
选B.作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上的,A、C错,B对．牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关,D错．
10．2008年9月25日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心,“长征”号火箭第109次发射,将“神舟”七号载人航天飞船发射到太空,并成功完成了中国宇航员第一次太空行走．下面关于飞船与火箭起飞的情形,叙述正确的是（ ）
A．火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力
B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C．火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力
D．飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
选AD.火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层,是否在空气中飞行无关,因而B、C选项错误,A项正确；
当飞船进入轨道后,飞船与地球之间依然存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故D项正确．
三、计算题
11.（高考安徽卷）在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示．设运动员质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g＝10m/s2,当运动员与吊椅一起以a＝1m/s2的加速度上升时,试求：
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
（2）运动员对吊椅的压力．
（1）设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为（M＋m）g,向上的拉力为2F,根据牛顿第二定律
2F－（M＋m）g＝（M＋m）a
F＝440N
根据牛顿第三定律,运动员拉绳的力大小为440N,方向竖直向下．
（2）以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用,重力大小Mg,绳的拉力F,吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律
F＋FN－Mg＝Ma
FN＝275N
根据牛顿第三定律,运动员对吊椅压力大小为275N,方向竖直向下．
（1）440N
（2）275N
12．如图所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A,A与地面的摩擦不计．
（1）当卡车以a1＝
g的加速度运动时,绳的拉力为
mg,则A对地面的压力为多大？
（2）当卡车的加速度a2＝g时,绳的拉力为多大？
（1）卡车和A的加速度一致．由图知绳的拉力的分力使A产生了加速度,故有：
mgcosα＝m·
g
解得cosα＝
sinα＝
.
设地面对A的支持力为FN,则有
FN＝mg－
mg·
sinα＝
mg
由牛顿第三定律得：
A对地面的压力为
mg.
（2）设地面对A弹力为零时,物体的临界加速度为a0,
则a0＝g·
cotθ＝
g,
故当a2＝g>
a0时,物体已飘起．此时物体所受合力为mg,则由三角形知识可知,拉力F2＝
＝
（1）
mg
（2）
mg
第二节 牛顿第二定律 两类动力学问题
1.如图所示,车内绳AB与绳BC拴住一小球,BC水平,车由原来的静止状态变为向右加速直线运动,小球仍处于图中所示的位置,则（ ）
A．AB绳、BC绳拉力都变大
B．AB绳拉力变大,BC绳拉力变小
C．AB绳拉力变大,BC绳拉力不变
D．AB绳拉力不变,BC绳拉力变大
选D.如图,车加速时,球的位置不变,则AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为FT1cosθ,且等于重力G,即FT1＝
故FT1不变．向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供,故FT2增加,所以D正确．
2．（嘉兴模拟）一物块以某一初速度沿粗糙的斜面向上沿直线滑行,到达最高点后自行向下滑动,不计空气阻力,设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同,下列图象能正确表示物块在这一过程中的速率与时间关系的是（ ）
3．（北京西城区抽样测试）如图所示,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,小物体A与传送带相对静止,重力加速度为g.则（ ）
A．只有a>
gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用
B．只有a<
C．只有a＝gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用
D．无论a为多大,A都受沿传送带向上的静摩擦力作用
选B.A与传送带相对静止,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,A有沿斜面向下的加速度a,对A受力分析可知只有a<
gsinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用,B正确．
4．如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下,以加速度a做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度为a1和a2,则（ ）
A．a1＝a2＝0
B．a1＝a,a2＝0
C．a1＝
a,a2＝
a
D．a1＝a,a2＝－
选D.首先研究整体,求出拉力F的大小F＝（m1＋m2）a.突然撤去F,以A为研究对象,由于弹簧在短时间内弹力不会发生突变,所以A物体受力不变,其加速度a1＝a.以B为研究对象,在没有撤去F时有：
F－F′＝m2a,而F＝（m1＋m2）a,所以F′＝m1a.撤去F则有：
－F′＝m2a2,所以a2＝－
a.D项正确．
5.（杭州模拟）如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°
的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为（ ）
A．0B.
C．gD.
选B.撤离木板时,小球所受重力和弹簧弹力没变,二者合力的大小等于撤离木板前木板对小球的支持力FN,由于FN＝
mg,所以撤离木板后,小球加速度大小为：
a＝
g.B项正确．
6.如图所示,放在光滑面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用而静止不动,现保持F1大小和方向不变,F2方向不变,使F2随时间均匀减小到零,再均匀增加到原来的大小,在这个过程中,能正确描述木块运动情况的图象是（ ）
7．如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连．设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是（ ）
A．向右做加速运动B．向右做减速运动
C．向左做加速运动D．向左做减速运动
选AD.弹簧压缩,小球受向右的弹力,由牛顿第二定律知小球加速度必向右,因此,小球可能向右加速或向左减速,A、D正确,B、C错误．
8．（高考上海卷）将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体（ ）
A．刚抛出时的速度最大
B．在最高点的加速度为零
C．上升时间大于下落时间
D．上升时的加速度等于下落时的加速度
选A.最高点速度为零,物体受重力和阻力,合力不可能为零,加速度不为零,故B项错．上升时做匀减速运动,h＝
a1t
下落时做匀加速运动,h＝
a2t
又因为a1＝
a2＝
所以t1<
t2,故C、D错误．根据能量守恒,开始时只有动能,因此开始时动能最大,速度最大,故A项正确．
9．（高考山东卷改编）如图甲所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接．图乙中v、a、Ff和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．图乙中正确的是（ ）
选C.物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用,其摩擦力大小为Ff1＝μmgcosθ,做初速度为零的匀加速直线运动,其v－t图象为过原点的倾斜直线,A错,加速度大小不变,B错,其s－t图象应为一段曲线,D错；
物体到达水平面后,所受摩擦力Ff2＝μmg>
Ff1,做匀减速直线运动,所以正确选项为C.
10.（江苏南京模拟）如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0,同时对环施加一个竖直向上的作用力F,并使F的大小随v的大小变化,两者的关系为F＝kv,其中k为常数,则环运动过程中的v－t图象可能是（ ）
选ABD.若F＝mg,则合力为0,环做匀速运动,A正确；
若F>
mg,则合力等于μ（F－mg）＝μ（kv－mg）,环做减速运动,随着v减小,合力减小,加速度也减小,当速度减小到一定值时,F＝mg,环匀速运动,D正确；
若F<
mg,则合力等于μ（mg－F）＝μ（mg－kv）,环做减速运动,随着v减小,合力增大,加速度也增大,最终速度减小为0,B正确．
11．（杭州二中调研）在倾斜角为θ的长斜面上,一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,滑块（连同风帆）的质量为m,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,风帆受到的沿斜面向上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比,即Ff＝kv.滑块从静止开始沿斜面下滑的v－t图象如图所示,图中的倾斜直线是t＝0时刻速度图线的切线．
（1）由图象求滑块下滑的最大加速度和最大速度的大小．
（2）若m＝2kg,θ＝37°
g＝10m/s2,求出μ和k的值．
（1）由图象知：
vm＝2m/s
t＝0时,加速度a最大am＝
＝3m/s2.
（2）根据牛顿第二定律得mgsin37°
－μmgcos37°
＝mam
解得μ＝
＝0.375
达最大速度后,滑块做匀速直线运动,有：
mgsin37°
＝μmgcos37°
＋kvm
解得k＝
＝3N·
s/m.
（1）3m/s2 2m/s
（2）0.375 3N·
s/m
12．（广东惠州调研）有一种大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处,然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面．（取g＝10m/s2）求：
（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？
（2）座椅在匀减速阶段的时间是多少？
（3）在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？
（1）设座椅在自由下落结束时刻的速度为v,
由v＝gt1 得：
v＝20m/s.
（2）设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h,总时间为t,则h＝40－4＝36（m）
由h＝
t 得：
t＝3.6s
设座椅匀减速运动的时间为t2,则t2＝t－t1＝1.6s.
（3）设座椅匀减速阶段的加速度大小为a,座椅对游客的作用力大小为F,由v＝at2,得a＝12.5m/s2
由牛顿第二定律得：
F－mg＝ma
所以
＝2.25.
（1）20m/s
（2）1.6s （3）2.25
第三节 牛顿运动定律的综合应用
1．（江苏金陵中学期中测试）一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至屋顶的雨滴能尽快地流离房顶,要设计好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,且屋顶的底边长是固定的,那么图所示四种情况中符合要求的是（ ）
选C.本题考查了牛顿第二定律和运动学的结合问题．设底边长为L,坡度夹角为θ,可以求出房顶到屋檐的距离为
可由牛顿第二定律得出下淌的加速度为gsinθ,由运动学公式可以得出
gsinθ·
t2,故t＝
因此当2θ＝90°
即θ＝45°
时,雨滴下淌的时间最短．
2.（金丽衢十二校联考）如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是（ ）
A．质量为2m的木块受到四个力的作用
B．当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断
C．当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳还不会被拉断
D．轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为
FT
3.（温州模拟）如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量均为2kg,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10N,方向竖直向下的力施加在物块A上,则此瞬间,A对B的压力大小为（g＝10m/s2）（ ）
A．10NB．20N
C．25ND．30N
选C.对AB整体分析,当它们处于静止状态时,弹簧的弹力等于整体AB的重力,当施加力F的瞬间,弹力在瞬间不变,故A、B所受合力为10N,则a＝F合/（2m）＝2.5m/s2,后隔离A物块受力分析,得F＋mg－FN＝ma,解得FN＝25N,所以A对B的压力大小也等于25N.
4.（江苏淮阴中学高三学情调研）物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB,用水平拉力F拉物体A、B,所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示,则（ ）
A．μA＝μB,mA>
mB
B．μA>
μB,mA<
C．可能有mA＝mB
D．μA<
μB,mA>
选B.本题考查了用图象处理动力学问题．斜率表示物体质量的倒数,所以A的质量小于B的质量,A的重力小于B的重力,由于横坐标截距为物体受到的摩擦力大小,则A、B受到的摩擦力相等,那么μA>
μB,所以B正确．
5．如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为（ ）
A．μmgB．2μmg
C．3μmgD．4μmg
选C.当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大,此时,对于A物体所受的合外力为μmg
由牛顿第二定律知aA＝
＝μg
对于A、B整体,加速度a＝aA＝μg
由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg.
6．（高考福建卷）质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t＝0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示．重力加速度g取10m/s2,则物体在t＝0至t＝12s这段时间的位移大小为（ ）
A．18mB．54m
C．72mD．198m
选B.物体与地面间最大静摩擦力Ff＝μmg＝0.2×
2×
10N＝4N．由题给F－t图象知0～3s内,F＝4N,说明物体在这段时间内保持静止不动.3～6s内,F＝8N,说明物体做匀加速运动,加速度a＝
＝2m/s2.6s末物体的速度v＝at＝2×
3＝6（m/s）,在6～9s内物体以6m/s的速度做匀速运动.9～12s内又以2m/s2的加速度做匀加速运动,作v－t图象如下．故0～12s内的位移x＝（
×
3×
6）×
2＋6×
6＝54（m）．故B项正确．
7.（高考海南卷）如图所示,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块,木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为（ ）
A．加速下降B．加速上升
C．减速上升D．减速下降
选BD.当木箱静止时,箱顶对物块的压力为FN,方向竖直向下．弹簧对木块向上的压力为F,由平衡条件有FN＋mg＝F,故F>
mg.当物块对箱顶刚好无压力时,FN＝0,而弹簧的压缩量未变．弹簧对物块的压力大小和方向均未变,仍为F,物块所受合外力应为F－mg,方向竖直向上,即加速度竖直向上,因此木箱运动状态可能为加速上升或减速下降,选项B、D正确．
8.（台州调研）如图所示,运动员“10m跳板跳水”运动的过程可简化为：
运动员走上跳板,将跳板从水平位置B压到最低点C,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A,然后运动员做自由落体运动,竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计,则下列说法正确的是（ ）
A．运动员向下运动（B→C）的过程中,先失重后超重,对板的压力先减小后增大
B．运动员向下运动（B→C）的过程中,先失重后超重,对板的压力一直增大
C．运动员向上运动（C→B）的过程中,先超重后失重,对板的压力先增大后减小
D．运动员向上运动（C→B）的过程中,先超重后失重,对板的压力一直减小
选BD.运动员由B→C的过程中,先向下加速后向下减速,即先失重后超重,但跳板的形变量一直变大,所以跳板所受的压力一直变大,A项错,B项对；
运动员由C→B的过程中,先向上加速后向上减速,即先超重后失重,跳板所受的压力一直变小,C项错,D项对．
9．（学军中学一模）如图甲所示,质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>
tanθ,图乙中表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线（以初速度v0的方向为正方向）,可能正确的是（ ）
选AC.本题考查了用牛顿运动定律处理斜面问题．物块的运动情况是先向上做减速运动,所受滑动摩擦力为μmgcosθ,方向沿斜面向下,达到最高点后由于μ>
tanθ即mgsinθ<
μmgcosθ,滑块不会向下滑动,而是保持静止,静摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsinθ,小于上滑时的摩擦力μmgcosθ,所以A、C正确．
10．如图所示,小车的质量为M,人的质量为m,人用恒力F拉绳,若人与车保持相对静止,且地面为光滑的,又不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力可能是（ ）
A．0B．（
）F,方向向右
C．（
）F,方向向左D．（
选ACD.取人和小车为一整体,
2F＝（M＋m）a
设车对人的摩擦力大小为Ff,方向水平向右,则对人由牛顿第二定律得：
F－Ff＝ma,解得：
Ff＝
如果M>
m,Ff＝
F,方向向右,D正确．
如果M＝m,Ff＝0,A正确．
如果M<
m,Ff＝－
F,负号表示方向水平向左,C正确,B错误．
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