高考物理二轮复习 专题03 牛顿运动定律（测）（含解析）1

专题03 牛顿运动定律（测）【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中， 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1如图，一截面为椭圆形的容器内壁光滑其质量为M，置于光滑水平面上，内有一质量为m的小球，当容器受到一个水平向右的力F作用时，小球偏离平衡位置如图，则由此可知，此时小球对椭圆面的压力大小为： （ ）A BC D条件不足，以上答案均不对【答案】B【名师点睛】本题是连接体问题，两个物体的加速度相同，采用整体法和隔离法相结合进行研究先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再对小球研究，求出椭圆面对小球的支持力大小，由牛顿第三定律得到小球对椭圆面的压力大小2如图所示，A、B两球质量相同，光滑斜面的倾角为，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有： （ ）A两图中两球的加速度均为B两图中A球的加速度均为0C图乙中轻杆的作用力一定不为0D图甲中B球的加速度是图乙中B球的加速度的2倍【答案】D【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时，一定要注意，哪些力不变，（弹簧的的形变量来不及变化，弹簧的弹力不变），哪些力变化（如绳子断了，则绳子的拉力变为零，或者撤去外力了，则外力变为零，）然后结合整体隔离法，应用牛顿第二定律分析解题3如图所示，物块M在静止的足够长的传送带上以速度匀速下滑，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由零逐渐增加到后匀速运动的过程中，则以下分析正确的是： （ ）AM下滑的速度不变BM开始在传送带上加速到后向下匀速运动CM先向下匀速运动，后向下加速，最后沿传送带向下匀速运动DM受的摩擦力方向始终沿传送带向上【答案】C【解析】传送带静止时，物体匀速下滑，故，当传送带转动时，由于传送带的速度大于物块的速度，故物块受到向下的摩擦力，根据受力分析可知，物体向下做加速运动，当速度达到传送带速度，物块和传送带具有相同的速度匀速下滑，故C正确【名师点睛】解决本题的关键通过分析M所受摩擦力的大小，判断出摩擦力和重力沿斜面的分力相等，然后判断出物体的运动特点4甲、乙两球质量分别为、，从同一地点（足够高）处同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小仅与球的速率成正比，与球的质量无关，即（为正的常量）。两球的图象如图所示。落地前，经时间两球的速度都已达到各自的稳定值、。则下列判断正确的是 ： （ ）A释放瞬间甲球加速度较大BC甲球质量大于乙球D时间内两球下落的高度相等【答案】C【名师点睛】由图看出两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，重力与空气阻力平衡，根据平衡条件和牛顿第二定律列式分析。5一个质量为2kg的物体，在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态现同时撤去大小分别为15N和20N的两个力，关于此后该物体运动的说法中正确的是： （ ）A一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2B可能做匀减速直线运动，加速度大小是2m/s2C一定做匀变速运动，加速度大小可能是15m/s2D可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是5m/s2【答案】C【解析】由平衡条件得知，余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为25N和10N的两个力后，物体的合力大小范围为5NF合35N，物体的加速度范围为：2.5m/s2a17.5m/s2；撤去两个力后，加速度可能为5m/s2，但是若速度与合加速度方向不在一条直线上，则物体做曲线运动，选项A错误；撤去两个力后，加速度不可能为5m/s2，选项B错误；若物体原来做匀速直线运动，撤去两个力后，剩下力的合力恒定，物体做匀变速直线运动，加速度大小可能是15m/s2，选项C正确，D错误。【名师点睛】难度较易。物体在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态，故六个力的合力为零，撤去大小分别为15N和20N的两个力，剩下的四个力没有改变，故这四个力的合力也不变，其合力与撤去的两个力的合力等值、反向、共线，根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小，根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。6如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中： （ ）A地面对物体M的摩擦力大小相同 B地面对物体M的支持力总小于(M十m)gC地面对物体M的摩擦力先向右后向左 D地面对物体M的摩擦力先向左后向右【答案】B，物体下滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有，由上分析可知，地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变，向左，但大小不同，故ACD错误；由式，地面对物体M的支持力总小于，故B正确；【名师点睛】本题关键是对整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出支持力和静摩擦力的表达式后进行分析讨论；整体法不仅适用与相对静止的物体系统，同样也适用与有相对运动的物体之间7如图所示，质量分别为m和2m的物体AB由轻质弹簧相连后放置在一箱子C内，箱子质量为m，整体悬挂处于静止状态；当剪断细绳的瞬间，以下说法正确的是（重力加速度为g）： （ ）A物体A的加速度等于gB物体B和C之间的弹力为零C物体C的加速度等于gD物体B的加速度大于g【答案】D【名师点睛】本题是瞬时问题，关键在于BC的加速度相等，要将BC当作整体来研究，同时要知道弹簧的弹力是不能突变的.8如图所示，质量M=8kg的小车静止在光滑水平面上，在小车右端施加一水平拉力F=8N，当小车速度达到1.5m/s时，在小车的右端、由静止轻放一大小不计、质量m=2kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长，物体从放上小车开始经t=1.5s的时间，则物体相对地面的位移为（g取10m/s2）： （ ）A.1m B.2.1m C.2.25m D.3.1m【答案】B【名师点睛】该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解，难度适中。9如图所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小钩钩住质量为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计静止时p、q与竖直方向的夹角均为60.下列判断正确的有： （ ） A若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mgB若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为gC若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为mgD若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g【答案】BD【解析】原来p、q对球的拉力大小均为mgp和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q受的力沿法向和切线正交分解（见图1），得，即Fmg，合力为mgsin60=ma，A错误，B正确；q和球突然脱钩后瞬间，p的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg（见图2），球的加速度为大小为g故C错误，D正确；故选BD。【名师点睛】本题考查绳子和弹簧的性质，要注意弹簧的弹力是不能突变的，而绳子的弹力可以在瞬间发生变化，根据牛顿定律进行讨论。10将一质量为1kg的物体以一定的初速度竖直向上抛出，假设物体在运动过程中所受空气阻力的大小恒定不变，其速度时间图像如图所示，取重力加速度，则： （ ）A、物体下降过程中的加速度大小为为B、物体受到的阻力为1NC、图中D、图中【答案】ABD【名师点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移11如图所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C，质量分别为m、2m和3m，B球带负电，电荷量为q，A、C不带电，不可伸长的绝缘细线将三球连接，最上边的细线连接在斜面顶端的O点，三球均处于场强大小为E的竖直向上的匀强电场中，三段细线均伸直，三个金属球均静止于倾角为30的绝缘光滑斜面上，则下列说法正确的是： （ ）AA、B球间的细线的张力为BA、B球间的细线的张力可能为0C将线OA剪断的瞬间，B、C间的细线张力D将线OA剪断的瞬间，A、B球间的细线张力【答案】AD【名师点睛】本题主要是剪断OA线瞬间，对A、B、C三个球的运动状态的确定及受力分析，知道绳子一旦剪短之后，绳子的拉力立即为零，难度适中。12用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图所示，g取10m/s2，则可以计算出： （ ）A物体与水平面间的最大静摩擦力BF等于14N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量【答案】ACD【解析】物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：F-mg=ma解得：由a与F图线，得到 联立得，m=2Kg，=0.3，故CD正确；故a=0时，F为6N，即最大静摩擦力为6N，故A正确；由于物体先静止后又做变加速运动，无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移，又F为变力无法求F得功，从而也无法根据动能定理求速度，故B错误；故选ACD。【名师点睛】本题关键是对滑块受力分析，然后根据牛顿第二定律列方程求解出加速度与推力F的关系式，最后结合a与F关系图象得到待求量。二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分） 如图所示，一块质量为M=2kg、长为L的木板B放在光滑水平桌面上，B的左端有一质量为m=0.2kg的物块A(可视为质点)，A上连接一根很长的轻质细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮挂上一质量为m0=0.1kg的重物，用手托住重物使细绳伸直但无张力，重物距离地面的高度为h=1m；已知A与B之间的动摩擦因数为=0.2，A与滑轮间的细绳与桌面平行，B右端距离桌边定滑轮足够远；释放重物后，A相对于B滑动；重力加速度g=10m/s2；（1）求重物落地前瞬间细绳上的拉力大小和A的速度大小；（2）当AB相对静止时，A仍在B上，求从释放重物到AB相对静止的过程中A运动的时间.【答案】（1）0.8N 2m/s（2） (2)重物落地前，A运动的时间B的加速度重物落地时B的速度v2=a2t1=0.2m/s落地后，A开始做减速运动，加速度大小为a3=g=2m/s2设经过时间t2,AB速度相等，则有v1-a3t2=v2+a2t2解得：从释放重物到AB相对静止的过程中A运动的时间为：【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的综合应用习题；解题时要弄清两个物体运动的物理过程，认真分析物体的受力，根据牛顿定律首先求出物体的加速度，并能关联两个物体运动的位移及时间关系联立解答.14（10分）如图所示，传送带与地面的倾角=37，从A到B的长度为16，传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5的物体，它与传送带之间的动摩擦因数=0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？（sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)【答案】2s【解析】此时，物体的加速度则：；代入数据解得：；故共耗时【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力15（15分）放在水平地面上一质量为m2kg的质点，在水平恒定外力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后撤去外力，质点又运动了2 s停止，质点运动过程中所受阻力大小不变，求：（1）撤去水平恒定外力时质点的速度大小；（2）质点运动过程中所受到的阻力大小；（3）质点所受水平恒定外力的大小【答案】（1）（2）（3）6N【解析】【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力16（15分）如图所示，质量M4.0 kg的长木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m1.0 kg的小滑块A（可视为质点）初始时刻，A、B分别以v02.0 m/s向左、向右运动，最后A恰好没有滑离B板已知A、B之间的动摩擦因数0.40，取g10 m/s2.求：（1）A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向；（2）A相对地面速度为零时，B相对地面运动已发生的位移大小x；（3）木板B的长度L.【答案】（1），方向水平向右，方向水平向左（2）0.875m；（3）1.6m【解析】（1）A、B分别受到大小为mg的滑动摩擦力作用，根据牛顿第二定律得对A物体：则，方向水平向右对B物体：，则，方向水平向左【名师点睛】本题是木块在木板滑动的类型，运用牛顿第二定律、运动学、动量守恒和能量守恒结合求解比较简便，也可以采用图象法求解