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2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之牛顿运动定律


第1讲

牛顿运动定律

1.汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶,根据牛顿运动定律可知( .汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶,根据牛顿运动定律可知 A.汽车能拉着拖车向前是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 . B.汽车先对拖车施加拉力,然后才产生拖车对汽车的拉力 .汽车先对拖车施加拉力, C.加速前进时,汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力 .加速前进时,

)

D.拖车加速前进时,是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力;汽车加速 .拖车加速前进时,是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力; 是因为地面对汽车向前的作用力(牵引力 大于拖车对它的拉力 是因为地面对汽车向前的作用力 牵引力)大于拖车对它的拉力 牵引力 解析: 汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力与反作用力, 两者一定等大、 解析: 汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力与反作用力, 两者一定等大、 反向, 反向,所以选项 A 错误.作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的, 错误.作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的, 错误.不论汽车匀速运动还是加速运动,作用力和反作用力总相等, 故选项 B 错误.不论汽车匀速运动还是加速运动,作用力和反作用力总相等,故选项 C 正确.拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力(包括其他阻 正确.拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力 包括其他阻 力),汽车能加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它向后的拉力,符合 ,汽车能加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它向后的拉力, 牛顿第二定律, 正确. 牛顿第二定律,选项 D 正确. 答案: 答案:CD 2.(2010廉江中学理科测试 关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是 . 廉江中学理科测试)关于物体运动状态的改变 廉江中学理科测试 关于物体运动状态的改变,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 .运动物体的加速度不变, B.物体的位置在不断变化,则其运动状态一定在不断变化 .物体的位置在不断变化, C.做直线运动的物体,其运动状态可能不变 .做直线运动的物体, D.做曲线运动的物体,其运动状态也可能不变 .做曲线运动的物体, 解析:速度改变则运动状态改变,物体有加速度时,速度改变,运动状态一定改变,A 解析:速度改变则运动状态改变,物体有加速度时,速度改变,运动状态一定改变, 不正确;物体做匀速直线运动时,速度不变,运动状态不改变,位置发生改变, 不正确;物体做匀速直线运动时,速度不变,运动状态不改变,位置发生改变,B 不正 正确;做曲线运动的物体,其速度方向不断变化,运动状态一定改变, 不正确. 确,C 正确;做曲线运动的物体,其速度方向不断变化,运动状态一定改变,D 不正确. 答案: 答案:C 3. )

图 3-1-7 - - 如图 3-1-7 所示是一种汽车安全带控制装置的示意图, - - 所示是一种汽车安全带控制装置的示意图, 当汽车处于静止或匀速直线运 动时,摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动. 动时,摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动.当汽车突然刹 车时, 锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动. 车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动.若摆锤 从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是( ) 从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是 A.向左行驶、突然刹车 .向左行驶、 C.向左行驶、匀速直线运动 .向左行驶、 B.向右行驶、突然刹车 .向右行驶、 D.向右行驶、匀速直线运动 .向右行驶、
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解析:简化模型如右图所示,当小球在虚线位置时,小球、车具有向左的加速度, 解析:简化模型如右图所示,当小球在虚线位置时,小球、车具有向左的加速度,车的 运动情况可能为:向左加速行驶或向右减速行驶,A 错误,B 正确;当车匀速运动时, 运动情况可能为:向左加速行驶或向右减速行驶, 错误, 正确;当车匀速运动时, 无论向哪个方向,小球均处于竖直位置不摆动. 、 错误. 无论向哪个方向,小球均处于竖直位置不摆动.C、D 错误. 答案: 答案:B

4.

图 3-1-8 - - 的物体在水平面上运动, - - 质量为 0.6 kg 的物体在水平面上运动, 3-1-8 中的两条斜线分别是物体受水平拉力 图 ) 和不受水平拉力的 v-t 图象,则( - 图象, A.斜线①一定是物体受水平拉力时的图象 .斜线① B.斜线②一定是物体不受水平拉力时的图象 .斜线② C.水平拉力一定等于 0.2 N . D.物体所受的摩擦力可能等于 0.2 N . 1 2 解析:由速度图象可知,两物体均做减速运动, 解析:由速度图象可知,两物体均做减速运动,且 a1=-3 m/s2,a2=-3 m/s2,故对 =-0.2 , F =-0.4.因为所受的拉力与速度的方向关 应的合外力分别为 F1=ma1=- N, 2=ma2=- 因为所受的拉力与速度的方向关 系不确定, 、 系不确定,故 A、B 错.但两次的合外力相差 0.2 N,而物体所受的滑动摩擦力不变, ,而物体所受的滑动摩擦力不变, 故水平拉力一定等于 0.2 N,物体所受的滑动摩擦力可能等于 0.2 N. , 答案: 答案:CD 易错点:受思维惯性的影响,认为所受的拉力方向一定与速度的方向相同. 易错点:受思维惯性的影响,认为所受的拉力方向一定与速度的方向相同. 5.

图 3-1-9 - - 所示, 的光滑斜面上的物体, 如图 3-1-9(a)所示,用一水平外力 F 拉着一个静止在倾角为 θ 的光滑斜面上的物体, - - 所示 , 物体做变加速运动, 其加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 3-1-9(b)所示, 所示, 逐渐增大 F, 物体做变加速运动, - - 所示 2 根据图(b)中所提供的信息可以计算出 ) 根据图 中所提供的信息可以计算出( 若重力加速度 g 取 10 m/s .根据图 中所提供的信息可以计算出

2

A.物体的质量 2 kg . B.斜面的倾角 37° . C.加速度为 6 m/s2 时物体的速度 . D.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为 12 N . F 解析:对物体受力分析,根据牛顿第二定律得: = 解析:对物体受力分析,根据牛顿第二定律得:a=mcos θ-gsin θ,当 F=0 N 时 a= - , = =
2 2 = = = , = 由三力平衡得物体能静止在 -6 m/s ,当 F=20 N 时 a=2 m/s ,解得 θ=37°,m=2 kg.由三力平衡得物体能静止在 斜面上所施加的最小力为 F=mgsin θ=12 N,方向平行斜面向上,故选项 A、B、D 正 = = ,方向平行斜面向上, 、 、 2 由于运动情况未知,运动时间未知, 时物体的速度. 确.由于运动情况未知,运动时间未知,所以不能确定加速度为 6 m/s 时物体的速度.

答案: 答案:ABD

1.用牛顿第三定律判断下列说法正确的是( .用牛顿第三定律判断下列说法正确的是

)

A.轮船的螺旋桨旋转时,向后推水,水同时给螺旋桨一个反作用力,推动轮船前进 .轮船的螺旋桨旋转时,向后推水,水同时给螺旋桨一个反作用力, B.发射火箭时,燃料点燃后喷出的气体给空气一个作用力,推动火箭前进 .发射火箭时,燃料点燃后喷出的气体给空气一个作用力, C.马拉车前进,只有马对车的拉力大于车对马的拉力时,车才能前进 .马拉车前进,只有马对车的拉力大于车对马的拉力时, D.一个作用力和它的反作用力的合力为零 . 解析:作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体上,同时产生,同时消失, 解析:作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体上,同时产生,同时消失,大小 相等,方向相反,各自产生作用效果. 相等,方向相反,各自产生作用效果. 答案: 答案:A 2.16 世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力 . 世纪末,伽利略用实验和推理, 和运动的理论 开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中, 的理论, 和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中,与亚里士多德观点相反的 ) 是( A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快;这说明,物体受的力越大,速度就越大 .四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快;这说明,物体受的力越大, B.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来;这说明,静止状态才是物 .一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来;这说明, 体长时间不受力时的“自然状态” 体长时间不受力时的“自然状态” C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快 .两物体从同一高度自由下落, D.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力 .一个物体维持匀速直线运动, 解析:亚里士多德认为物体受的力越大,速度就越大;力是物体运动的原因, 解析:亚里士多德认为物体受的力越大,速度就越大;力是物体运动的原因,静止是不 受力的自然状态;从同一高度较重的物体下落得较快. 受力的自然状态;从同一高度较重的物体下落得较快.物体做匀速直线运动不需要受力 亚里士多德的观点相反, 与亚里士多德的观点相反,所以本题选 D. 答案: 答案:D 3.关于速度、加速度、合外力间的关系,下列说法正确的是( .关于速度、加速度、合外力间的关系,下列说法正确的是 A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大 .物体的速度越大,则加速度越大, B.物体的速度为零,则加速度为零,所受的合外力也为零 .物体的速度为零,则加速度为零, C.物体的速度为零,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大 .物体的速度为零,但加速度可能很大, )

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D.物体的速度很大,但加速度可能为零,所受的合外力也可能为零 .物体的速度很大,但加速度可能为零, 解析:加速度由力决定,加速度与速度无必然联系;物体的速度为零时,加速度可以为 解析:加速度由力决定,加速度与速度无必然联系;物体的速度为零时, 也可以不为零或很大, 零,也可以不为零或很大,所以 A、B 错,C、D 对. 、 、 答案: 答案:CD 4.

图 3-1-10 - - 建筑工人用图 - - 所示的定滑轮装置运送建筑材料. 建筑工人用图 3-1-10 所示的定滑轮装置运送建筑材料. 质量为 70.0 kg 的工人站在地 2 面上, 的加速度拉升, 面上,通过定滑轮将 20.0 kg 的建筑材料以 0.500 m/s 的加速度拉升,忽略绳子和定滑 2 轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g ) 轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为 取 10 m/s )( A.490 N . B.510 N . C.890 N . D.910 N .

解析: 解析:绳子的拉力 T=mg+ma=20(10+0.500) N=210 N.地面对人的支持力也就等于 = + = + = . - = - 工人对地面的压力大小 FN=Mg-T=700 N-210 N=490 N. = 答案: 答案:A 5.

图 3-1-11 - - (2010广州三校联考 如图 3-1-11 所示,一条轻质弹簧左端固定,右端系一小物块, 广州三校联考)如图 - - 所示,一条轻质弹簧左端固定,右端系一小物块, 广州三校联考 物块与水平面各处动摩擦因数相同,弹簧无形变时, 物块与水平面各处动摩擦因数相同,弹簧无形变时,物块位于 O 点.今先后分别把物 点由静止释放, 点左方, 块拉到 P1 和 P2 点由静止释放,物块都能运动到 O 点左方,设两次运动过程中物块速度 ) 最大的位置分别为 Q1 和 Q2 点,则 Q1 与 Q2 点( A.都在 O 点 . C.都在 O 点右方,且 Q2 离 O 点近 . 点右方, B.都在 O 点右方,且 Q1 离 O 点近 . 点右方, D.都在 O 点右方,且 Q1、Q2 在同一位置 . 点右方,

解析:物块在水平方向受弹力和滑动摩擦力,弹力是变力,故物块做变加速运动, 解析:物块在水平方向受弹力和滑动摩擦力,弹力是变力,故物块做变加速运动,当加 速度最大.根据牛顿第二定律,当弹力和摩擦力大小相等,方向相反时, 速度 a=0 时,速度最大.根据牛顿第二定律,当弹力和摩擦力大小相等,方向相反时, = 点右方同一位置, 正确. 加速度 a=0,故速度最大位置应在 O 点右方同一位置,故 D 正确. = , 答案:D 答案: 6.

图 3-1-12 - - 的长木板上向右滑行, 如图 3-1-12 所示, - - 所示, 质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上向右滑行, 木块受到向右
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的作用,长木板处于静止状态, 的拉力 F 的作用,长木板处于静止状态,已知木块与长木板间的动摩擦因数为 1,长 ) 木板与地面间的动摩擦因数为 2,则( A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是 1mg . B.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是 2(m+M)g .长木板受到地面的摩擦力的大小一定是 + C.当 F>2(m+M)g 时,长木板便会开始运动 . + D.无论怎样改变 F 的大小,长木板都不可能运动 . 的大小, 解析: ,由牛顿第三定律, 解析:木块受到的滑动摩擦力大小为 1mg,由牛顿第三定律,长木板受到 m 对它的摩 擦力大小也是 1mg,对长木板使用平衡条件得地面对长木板的静摩擦力为 2mg,A 正 , , 的大小, 受到的滑动摩擦力不会发生变化,长木板受力不变, 确.改变 F 的大小,木块 m 受到的滑动摩擦力不会发生变化,长木板受力不变,D 正 确. 答案: 答案:AD 7.

图 3-1-13 - - 保持相对静止并一起沿水平面向右做匀加速运动, 如图 3-1-13 所示, - - 所示, 物体 A 与斜面 B 保持相对静止并一起沿水平面向右做匀加速运动, 增大时,下列说法可能正确的是( ) 当加速度 a 增大时,下列说法可能正确的是 A.B 对 A 的弹力不变,B 对 A 的摩擦力可能减小 . 的弹力不变, B.B 对 A 的弹力增大,B 对 A 的摩擦力大小可能不变 . 的弹力增大, C.B 对 A 的弹力增大,B 对 A 的摩擦力一定增大 . 的弹力增大, D.B 对 A 的弹力增大,B 对 A 的摩擦力可能减小 . 的弹力增大,

解析: 本题考查牛顿第二定律的应用. 物体和斜面保持相对静止, 沿水平方向加速运动, 解析: 本题考查牛顿第二定律的应用. 物体和斜面保持相对静止, 沿水平方向加速运动, 则合力沿水平方向,竖直方向的合力为零, 则合力沿水平方向,竖直方向的合力为零,设斜面的倾角为 θ,若开始静摩擦力的方向 , 沿斜面向下, 增大, 沿斜面向下,则 FNsin θ+Ffcos θ=ma,FNcos θ=Ffsin θ+mg.若 N 增大,则 Ff 增大, + = , = + 若 增大, 都在增大.同理,若开始时静摩擦力方向沿斜面向上, 因此此时, 增大, 因此此时,a 增大,FN、Ff 都在增大.同理,若开始时静摩擦力方向沿斜面向上,则 FNsin θ-Ffcos θ=ma,FNcos θ+Ffsin θ=mg,若 FN 逐渐增大,则 Ff 沿斜面向上先逐 逐渐增大, - = , + = , 渐减小到零,再沿斜面向下逐渐增大, 的弹力增大, 渐减小到零,再沿斜面向下逐渐增大,此时 B 对 A 的弹力增大,B 对 A 的摩擦力大小 可能减小,可能为零,可能不变,可能增大, 可能减小,可能为零,可能不变,可能增大,因此 B、D 项正确. 、 项正确. 答案: 答案:BD 8.

图 3-1-14 - -
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如图 3-1-14 所示,在倾角为 θ 的光滑物块 P 的斜面上有两个用轻弹簧相连接的物体 - - 所示, A 和 B;C 为一垂直固定斜面的挡板,A、B 质量均为 m,弹簧的劲度系数为 k,系统静 ; 为一垂直固定斜面的挡板, 、 , 止在水平面上. 压缩弹簧后, 止在水平面上. 对物体 A 施加一平行于斜面向下的力 F 压缩弹簧后, 现 突然撤去外力 F, , ) 则在物体 B 刚要离开 C 时(此过程中 A 始终没有离开斜面 此过程中 始终没有离开斜面)( A.物体 B 加速度大小为 gsin θ . C.弹簧对 B 的弹力大小为 mgsin θ . B.弹簧的形变量为 mgsin θ/k . k D.物体 A 的加速度大小为 gsin θ .

解析: 受力分析可得: - 解析:当物体 B 刚要离开挡板 C 时,对物体 B 受力分析可得:kx-mgsin θ=0,则选 = , 错误, 正确; BC 由牛顿第二定律可得: + 项 A 错误, 正确; 对物体 A 由牛顿第二定律可得: x+mgsin θ=maA, k = 解得 aA=2gsin θ,选项 D 错误. 错误. , 答案: 答案:BC 9.

图 3-1-15 - - (2009安徽,22)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 安徽, 在 年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登, 安徽 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. 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, 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, 一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图 3-1-15 所示.设运动员的 - - 所示. 质量为 65 kg,吊椅的质量为 15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取 g=10 , ,不计定滑轮与绳子间的摩擦, = m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度 a=1 m/s2 上升时,试求: 上升时,试求: 当运动员与吊椅一起正以加速度 = (1)运动员竖直向下拉绳的力; 运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力. 运动员对吊椅的压力. 运动员对吊椅的压力 解析:解法一: 解析:解法一: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 , 以运动员 和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为 + 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, =440 N, - + F= 根据牛顿第三定律, = + , , 根据牛顿第三定律, 运动员拉绳的力大小为 440 N, , 方向竖直向下. 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 以运动员为研究对象, 以运动员为研究对象 运动员受到三个力的作用, , , 根据牛顿第二定律: + = , 对运动员的支持力 FN.根据牛顿第二定律:F+FN-Mg=Ma,FN=275 N,根据牛顿第 根据牛顿第二定律 , 三定律, 三定律,运动员对吊椅的压力大小为 275 N,方向竖直向下. ,方向竖直向下. 解法二: 解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m;运动员竖直向下对绳的拉力大小为 F, ; , 根据牛顿第三定律, 对吊椅的竖直向下压力大小为 FN.根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为 F,吊 根据牛顿第三定律 , 分别以运动员和吊椅为研究对象, 椅对运动员的支持力大小为 FN.分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律: 分别以运动员和吊椅为研究对象 根据牛顿第二定律: F+FN-Mg=Ma① + = ① F-FN-mg=ma② - = ② 由①②解得 F=440 N,FN=275 N ①②解得 = ,
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答案: 答案:(1)440 N,竖直向下 (2)275 N,竖直向下 , , 10.

图 3-1-16 - - 用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动.当改变拉力的大小时, 用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动.当改变拉力的大小时,物体运动的加速 变拉力的大小时 度也随之变化, 度也随之变化,a 和 F 的关系如图 3-1-16 所示.g 取 10 m/s2. - - 所示. (1)根据图线所给的信息,求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数; 根据图线所给的信息,求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数; 根据图线所给的信息 (2)若改用质量是原来 2 倍的同种材料的物体,请在图 3-1-16 的坐标系上画出这种情 若改用质量是原来 倍的同种材料的物体, - - 要求写出作图的根据) 况下的 a-F 图线.(要求写出作图的根据 - 图线. 要求写出作图的根据 1 解析: 根据牛顿第二定律 根据牛顿第二定律: - 解析:(1)根据牛顿第二定律:F-mg=ma,所以 a=mF-g = , = - 1 - 纵轴截距为- =- =-2.0 可见 a-F 图象为一条直线, - 图象为一条直线, 直线的斜率 k=m=2.0 kg 1, 纵轴截距为-g=- m/s2, 解得: 解得:物体的质量 m=0.50 kg,物体与地面间的动摩擦因数 =0.20.(也可以用横轴截 = , = 也可以用横轴截 距求动摩擦因数: 物体的加速度为零, 距求动摩擦因数:当 F=1.0 N 时,物体的加速度为零,物体所受阻力 Ff=F=1.0 N, = = , Ff 用其他方法结果正确也可) 由 Ff=mg 解得物体与水平面间的动摩擦因数 =mg=0.20.用其他方法结果正确也可 = 用其他方法结果正确也可 1 (2)当物体质量加倍时,物体的加速度 a= F-g 当物体质量加倍时, 当物体质量加倍时 =2m - 1 - 纵轴的截距不变,作出如图所示的图线. 直线斜率 k′=2m=1.0 kg 1,纵轴的截距不变,作出如图所示的图线. 答案: 答案:(1)0.50 kg (2)图见解析 图见解析 图见解 0.20

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