高考物理牛顿定律及其应用.docx

高考物理牛顿定律及其应用.docx

《高考物理牛顿定律及其应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理牛顿定律及其应用.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理牛顿定律及其应用

课时作业（十二）　[第12讲　牛顿第一定律、牛顿第三定律]

1．2012·厦门模拟用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图K12－1所示，下列说法正确的是（　　）

图K12－1

A．F1的施力物体是弹簧

B．F2的反作用力是F3

C．F3的施力物体是地球

D．F4的反作用力是F1

2．关于惯性，下列说法中正确的是（　　）

A．在月球上物体的重力只有在地面上的

，但是惯性没有变化

B．卫星内的仪器由于完全失重，惯性消失了

C．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼惯性，使其飞得更远

D．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了

3．2011·金华模拟跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中（　　）

A．运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小

B．运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小

C．运动员所受的支持力和重力相平衡

D．运动员所受的合力一定向上

4．2011·海淀模拟物体同时受到F1、F2、F3三个力的作用而保持平衡状态，则以下说法正确的是（　　）

A．F1与F2的合力一定与F3大小相等，方向相反

B．F1、F2、F3在任一方向的分量之和均为零

C．F1、F2、F3中的任何一个力变大，则物体必然做加速运动

D．若突然撤去F3，则物体一定沿着F3的反方向做匀变速直线运动

5．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，车手一方面要控制速度适当，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

6．计算机已经应用于各个领域．如图K12－2所示是利用计算机记录的某作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是（　　）

图K12－2

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

7．我国《道路交通安全法》中规定：

各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，这是因为（　　）

A．系好安全带可以减小惯性

B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响

C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害

D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害

8．2011·廉江模拟关于物体运动状态的变化，下列说法中正确的是（　　）

A．运动物体的加速度不变，则其运动状态一定不变

B．物体的位置在不断变化，则其运动状态一定在不断变化

C．做直线运动的物体，其运动状态可能不变

D．做曲线运动的物体，其运动状态也可能不变

9．如图K12－3所示，在一辆足够长的小车上，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个滑块（m1＞m2）原来随车一起运动，当车突然停止后，如不考虑其他阻力影响，则两个滑块（　　）

图K12－3

A．一定相碰

B．一定不相碰

C．若车原先向右运动，则可能相碰

D．若车原先向左运动，则可能相碰

10．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图K12－4所示．已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为（　　）

图K12－4

A.Mg＋f

B.Mg－f

C.Mg＋mg

D.Mg－mg

11．如图K12－5所示，两块小磁铁质量均为0.5kg，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长L0＝10cm，劲度系数k＝100N/m.当A、B均处于静止状态，弹簧的长度为L＝11cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间的相互作用，则地面对B的支持力FN为多大？

图K12－5

12.如图K12－6所示，质量均为m的甲、乙两同学分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧测力计的两端，稳定后弹簧测力计的示数为F，若弹簧测力计的质量不计，求：

（1）台秤P的读数；

（2）两台秤的读数之和为多少？

图K12－6

13．如图K12－7所示，在台秤上放半杯水，台秤示数为G′＝50N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a＝10cm的金属块，金属块的密度ρ＝3×103kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b＝4cm处时，弹簧测力计和台秤示数分别为多少？

（水的密度是ρ水＝103kg/m3，g取10m/s2）

图K12－7

课时作业（十三）　[第13讲　牛顿第二定律]

1．2011·黄冈联考如图K13－1所示绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2时，紧急刹车时的刹车痕（即刹车距离s）与刹车前车速v的关系曲线，则μ1和μ2的大小关系为（　　）

A．μ1<μ2　　　　　　　B．μ1＝μ2

C．μ1>μ2D．条件不足，不能比较

图K13－1　　　　　　　　图K13－2

2．2011·泸州二模用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图K13－2所示，取g＝10m/s2，水平面各处粗糙程度相同，则由此可以计算出（　　）

A．物体与水平面间的静摩擦力

B．物体与水平面间的动摩擦因数

C．外力F为12N时物体的速度

D．物体的质量

3．质量分别为m和2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同．当用水平力F作用于B上使两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，如图K13－3甲所示；当用同样大小的力F竖直提升B使两物块共同加速时，弹簧的伸长量为x2，如图乙所示；当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉B使两物块共同加速运动时，弹簧的伸长量为x3，如图丙所示，则x1∶x2∶x3等于（　　）

甲　　　　　　乙　　　　　　丙　

图K13－3

A．1∶1∶1　　　　　　B．1∶2∶3

C．1∶2∶1D．无法确定

图K13－4

4．如图K13－4所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的摩擦力恒定，则（　　）

A．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动

B．物体从A到O速度越来越小，从O到B加速度不变

C．物体从A到O先加速运动后减速运动，从O到B一直减速运动

D．物体运动到O点时所受合力为零

5．2012·荆州质检如图K13－5所示，小车上有一直立木板，木板上方有一槽，槽内固定一定滑轮，跨过定滑轮的轻绳一端系一重球，另一端系在轻质弹簧测力计上，弹簧测力计固定在小车上．开始时小车处于静止状态，轻绳竖直且重球恰好紧挨直立木板．假设重球和小车始终保持相对静止，则下列说法正确的是（　　）

A．若小车匀加速向右运动，弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变

B．若小车匀加速向左运动，弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变

C．若小车匀加速向右运动，弹簧测力计读数变大，小车对地面压力变小

D．若小车匀加速向左运动，弹簧测力计读数变大，小车对地面压力不变

图K13－5　　　　　　　　图K13－6

6．如图K13－6所示，物块A、B叠放在水平桌面上，装沙的小桶C通过细线牵引A、B一起在水平桌面上向右加速运动，设A、B间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2.若增大C桶内沙的质量，而A、B仍一起向右运动，则摩擦力f1和f2的变化情况是（　　）

A．f1不变，f2变大　　　　　B．f1变大，f2不变

C．f1、f2都变大D．f1、f2都不变

图K13－7

7．在工厂里经常能看到利用汽车通过钢绳移动物体的情景．如图K13－7所示，假设钢绳的质量可忽略不计，物体的质量为m，物体与水平地面间的动摩擦因数为μ，汽车的质量为m0，汽车运动中受到的阻力跟它对地面的压力成正比，比例系数为k，且k>μ.要使汽车匀速运动时的牵引力最小，α角应为（　　）

A．0°B．30°

C．45°D．60°

8．一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在此过程中其余各力均不变．那么，图K13－8中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是（　　）

　　　　A　　　　　B　　　　　C　　　　　D

图K13－8

图K13－9

9．如图K13－9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

图K13－10

10．如图K13－10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图象不可能是图K13－11中的（　　）

　　　　　A　　　　B　　　　　C　　　　　D

图K13－11

11．2012·济南模拟如图K13－12甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角θ＝37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v－t图象如图乙所示．试求：

（1）拉力F的大小．

（2）t＝4s时物体的速度v的大小．

图K13－12

12．2011·广东调研有一种大型游戏机叫“跳楼机”（如图K13－13所示），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？

图K13－13

13．2012·荆州质检如图K13－14所示，水平面上放有质量均为m＝1kg的物块A和B（均视为质点），A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1＝0.4和μ2＝0.1，相距L＝0.75m．现给物块A一初速度v0使之向物块B运动，与此同时给物块B一个水平向右F＝3N的力使其由静止开始运动，取g＝10m/s2.求：

（1）物块B运动的加速度大小；

（2）若要使A能追上B，v0应满足什么条件？

图K13－14

课时作业（十四）　[第14讲　牛顿运动定律的应用]

1．2011·眉山二诊某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图K14－1所示的v－t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（　　）

A．在5s～10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力

B．在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态

C．在10s～20s内，该同学所受的支持力在减小，该同学的机械能在减小

D．在20s～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于超重状态

图K14－1　　　　　　　　图K14－2

2．2011·深圳模拟如图K14－2所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，这一现象表明（　　）

A．电梯一定是在下降

B．电梯可能是在上升

C．电梯的加速度方向一定是向上

D．乘客一定处在失重状态

3．2011·黑龙江测试如图K14－3所示，一个箱子中放有一物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态，则下列说法正确的是（　　）

A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小

B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大

C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力可能越来越大

D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力可能越来越小

图K14－3　　　　　图K14－4

4．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图K14－4所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法正确的是（　　）

A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小

B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大

C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小

D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小

5．2011·黄冈模拟如图K14－5甲所示，静止在水平面C上的长木板B左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图K14－5乙所示．设A、B和B、C之间的滑动摩擦力大小分别为F1和F2，各物体之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力，且F1大于F2，则在A、B没有分离的过程中，图K14－6中可以定性地描述长木板B运动的v－t图象是（　　）

图K14－5

　　　　　　　A　　　　　　　　　B

　　　　　　　C　　　　　　　　　D

图K14－6

6．2011·武汉模拟在上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演令参观者大开眼界．若风洞内总的向上的风速风量保持不变，让质量为m的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果．假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的

，风洞内人体可上下移动的空间总高度为H.开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好可以静止或匀速漂移；后来，人从最高点A由静止开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C处减速为零，则下列说法错误的是（　　）

A．表演者向上的最大加速度是g

B．表演者向下的最大加速度是

C．B、C间的高度是

H

D．由A至C全过程表演者克服风力做的功为mgH

图K14－7

图K14－8

7．2011·台州调研如图K14－8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

8．如图K14－9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，则车对人的摩擦力不可能是（　　）

A．0　　　　　　　　　　B.

F，方向向右

C.

F，方向向左D.

F，方向向右

　　　图K14－9　　　　　　　　图K14－10

9．如图K14－10所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是（　　）

A．杆对小环的作用力大于m1g＋m2g

B．若m1不变，则m2越大，β越小

C．θ＝β，与m1、m2无关

D．若杆不光滑，则β可能大于θ

10．2012·丹东模拟如图K14－11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（　　）

图K14－11

A．加速下降　　　　　　　B．加速上升

C．减速上升D．减速下降

11．2012·武汉调研如图K14－12所示，水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A，它的上表面与水平面平行，它的右侧是一个倾角θ＝37°的斜面．放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连，细绳的一部分与水平面平行，另一部分与斜面平行．现对A施加一水平向右的恒力F，使A、B、C恰好保持相对静止．已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦，求恒力F的大小．（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

图K14－12

12．2011·四川一模如图K14－13所示，在水平地面上有A、B两个小物体，质量分别为mA＝3.00kg、mB＝2.00kg，它们与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.1.A、B之间由一原长为L＝15.0cm、劲度系数为k＝500N/m的轻质弹簧连接．分别用方向相反的两个水平恒力F1、F2同时作用在A、B两物体上．当运动达到稳定时，A、B两物体以共同加速度a＝1.00m/s2做匀加速运动．已知F1＝20.0N，g取10m/s2.求：

运动稳定时A、B之间的距离．

图K14－13

课时作业（十五）　[第15讲　实验：

验证牛顿第二定律]

1．在“验证牛顿第二定律”的实验中，以下做法正确的是（　　）

A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量（M′和m′）以及小车质量M，直接用公式a＝

g求出

2．关于验证牛顿第二定律的实验，下列说法中不符合实际的是（　　）

A．通过同时改变小车的质量及受到的拉力的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

3．如图K15－1所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若两个相同的小车1、2所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有（　　）

图K15－1

A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2

B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1

C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2

D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1

4．2011·福州模拟某实验小组设计了如图K15－2甲所示的实验装置，通过改变重物的质量来探究滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图乙所示．

甲　　　　　　　　　　乙

图K15－2

（1）图线①是轨道处于________（选填“水平”或“倾斜”）情况下得到的实验结果；

（2）图线①②的倾斜程度（斜率）一样，说明的问题是________（填选项前的字母）．

A．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是一样的

B．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是不一样的

C．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是否一样不能确定

5．2011·唐山二模某实验小组设计了如图K15－3甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图乙所示．滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________.（重力加速度g取10m/s2）

　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙

图K15－3

6．做“验证牛顿第二定律”实验时，按实验要求安装好器材后，应按一定的步骤进行实验，下列给出供选择的操作步骤：

A．保持小盘和其中砝码的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次

B．保持小车质量不变，改变小盘里砝码的质量，测出加速度，重复几次

C．用天平测出小车和小盘的质量

D．在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力

E．根据测出的数据，分别画出a－F和a－

图象

F．用秒表测出小车运动的时间

G．将装有砝码的小盘用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点

以上步骤中，不必要的步骤是________，正确步骤的合理顺序是________．（填写代表字母）

7．某实验小组利用如图K15－4甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．

（1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d.则滑块经过光电门1时的速度表达式v1＝____；滑块加速度的表达式a＝______.（以上表达式均用已知字母表示）如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为________mm.

图K15－4

（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（如图甲所示）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是________．

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大

B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变

C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变

D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小

8．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲K15－5所示．

　　　　　　　　　　　甲

　　　　　　　　　　　乙

图K15－5

（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.（结果保留两位有效数字）

（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

砝码盘中砝码总重力F/N

0.196

0.392

0.588

0.784

0.980

加速度a/（m·s－2）

0.69

1.18

1.66

2.18

2.70

　请根据实验数据在图中K15－6作出a－F的关系图象．

图K15－6

（3）根据提供的实验数据作出的a－F图线