1、1第 6 讲 牛顿运动定律的理解A 组 基础题组1.(2017 浙江 11 月选考,2,3 分)在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是( )A.质量,千克 B.能量,焦耳C.电阻,欧姆 D.电量,库仑答案 A 在国际单位制中,基本量有:质量、长度、时间、电流、发光强度、热力学温度、物质的量,所以答案为 A。2.甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头,导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是( )A.胸部受伤,胸部受伤 B.胸部受伤,背部受伤C.背部受伤,胸部受伤 D.背部受伤,背部受伤答案 C 甲车向后倒车撞到乙车而停止运动,甲车司机相对于甲车向后运动,甲车司机由于惯性
2、继续向后运动而使背部受伤。乙车静止,乙车车头由于受到撞击而向后运动,乙车司机相对于乙车向前运动,乙车司机由于惯性保持静止而和乙车的方向盘相碰而造成乙车司机胸部受伤。故选 C。3.物体 A 的质量为 10 kg,物体 B 的质量为 20 kg,A、B 分别以 20 m/s 和 10 m/s 的速度运动,则下列说法中正确的是( )A.A 的惯性比 B 大B.B 的惯性比 A 大C.A 和 B 的惯性一样大D.不能确定 A、B 的惯性大小关系答案 B 质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,惯性大小与速度大小无关,故 B 的惯性比 A 大,选项 B 正确,A、C、D 都错。4.如图所示,小
3、车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下列说法正确的是( )A.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力C.若小车加速向右运动,表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力2D.若小车加速向右运动,表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力答案 B 甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上,不是作用力和反作用力,A 错误;不计小车与地面之间的摩擦力,小车静止时受到两个拉力而处于平衡状态,这两个拉力是一对平衡力,B 正确;小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力和反作用力,两力大小是相等的,C 错误;同理,D 错误。5.如
4、图所示,物体 A 和 B 的重力分别为 11 N 和 7 N,不计弹簧测力计、细绳的重力和一切摩擦,则下列说法正确的是( )A.弹簧测力计的读数为 14 N,A 对地面的压力为 11 NB.弹簧测力计的读数为 18 N,A 对地面的压力为 0C.弹簧测力计的读数为 7 N,A 对地面的压力为 4 ND.弹簧测力计的读数为 0,A 对地面的压力为 11 N答案 C 物体 B 保持静止,说明 B 物体合外力为零,即线上拉力为 7 N,此刻弹簧测力计静止,因此弹簧测力计的读数为 7 N,说明弹簧测力计对 A 拉力为 7 N,地面对 A 物体应有 4 N 的支持力(根据牛顿第三定律可知 A 对地面的压
5、力为 4 N),所以 C 正确。6.黑板擦被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动,下列说法正确的是( )A.黑板擦受到四个力作用,其中有三个力的施力物体是黑板B.黑板擦与黑板间在水平方向只有一对相互作用力C.黑板擦受到的磁力和弹力是一对作用力与反作用力D.黑板擦受到的摩擦力大于重力,黑板擦才不会掉下来答案 A 黑板擦受到四个力:重力 G、支持力 N、摩擦力 f、磁力 F,其中支持力、摩擦力和磁力的施力物体都是磁性黑板,故 A 正确;黑板擦与黑板间在水平方向有两对相互作用力,分别是黑板擦对黑板的磁力与黑板对黑板擦的磁力和黑板擦对黑板的弹力与黑板对黑板擦的弹力,故 B 错误;黑板擦所受的磁力3和弹力是
6、一对平衡力,不是相互作用力,故 C 错误;黑板擦在竖直方向受重力和摩擦力,是平衡的,即 f=G,故 D 错误。7.人站在地面,竖直向上提起质量为 1 kg 的物体,物体获得的加速度为 5 m/s2(g 取 10 m/s2)。则此过程中人对物体的作用力为( )A.5 N B.10 N C.15 N D.20 N答案 C 根据牛顿第二定律,物体竖直方向上有 F-mg=ma,求得 F=15 N,故选 C。8.如图所示,光滑水平面上,A、B 两物体用轻弹簧连接在一起,A、B 的质量分别为 m1、m 2,在拉力 F 作用下,A、B 共同做匀加速直线运动,加速度大小为 a,某时刻突然撤去拉力 F,此时 A
7、 和 B 的加速度大小为a1和 a2,则( )A.a1=0,a2=0 B.a1=a,a2= am2m1+m2C.a1= a,a2= a D.a1=a,a2= am1m1+m2 m2m1+m2 m1m2答案 D 撤去拉力 F 的瞬间,物体 A 的受力不变,所以 a1=a,对物体 A 受力分析得:F 弹 =m1a;撤去拉力 F的瞬间,物体 B 受到的合力大小为 F 弹 =m2a2,所以 a2= ,故选项 D 正确。m1am29.如图所示,A、B 两球质量相等,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
8、面平行,则在突然撤去挡板的瞬间( )A.两图中两球加速度均为 g sin B.两图中 A 球的加速度均为零C.图乙中轻杆的作用力一定不为零D.图甲中 B 球的加速度是图乙中 B 球加速度的 2 倍答案 D 撤去挡板前,挡板对 B 球的弹力大小为 2mg sin ,因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,图甲中 A 球所受合力为零,加速度为零,B 球所受合力为 2mg sin ,加速度为 2g sin ;图乙中杆的弹力突变为零,A、B 球所受合力均为 mg sin ,加速度均为 g sin ,可知只有 D正确。410.杭州乐园是大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫“跳楼机
9、”,可让人体验短暂的“完全失重”,非常刺激。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 50 m 高处,然后由静止释放,为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动,2 s 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 5 m 高处时速度刚好减小到 0,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=10 m/s2)求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?(2)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?答案 (1)20 m/s (2)1.8 倍解析 (1)自由下落 2 s 后速度 v=gt代入数据得:v=20 m
10、/s(2)自由下落 2 s 的位移:h 1= gt212设 H=50 m,h2=5 m,匀减速的位移:h=H-h 1-h2又因 v2=2ah设座椅对游客的作用力为 FN,由牛顿第二定律有FN-mg=ma联立,代入数据得: =1.8FNmgB 组 提升题组1.在一次交通事故中,一辆载有 30 吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室。关于这起事故原因的物理分析正确的是( )A.由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材继续向前运动,压扁驾驶室B.由于汽车紧急制动,使其惯性减小,而钢材惯性较大,所以继续向前运动C.由于车厢上的钢材所受阻力太
11、小,不足以克服其惯性,所以继续向前运动D.由于汽车制动前的速度太大,汽车的惯性比钢材的惯性大,在汽车制动后,钢材继续向前运动答案 A 由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材继续向前运动,压扁了驾驶室,惯性只与质量有关,与运动状态、受力情况无关,A 正确。52.如图所示,物体在水平力 F 作用下压在竖直墙上静止不动,则( )A.物体所受摩擦力的反作用力是重力B.力 F 就是物体对墙的压力C.力 F 的反作用力是墙壁对物体的支持力D.墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力答案 D 作用力与反作用力的性质相同,选项 A 错误;力 F 与物体对墙的压力是两个不同的力,选项 B错误;力 F 与
12、墙壁对物体的支持力是一对平衡力,选项 C 错误;墙壁对物体的弹力与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力,选项 D 正确。3.如图所示,甲运动员在球场上得到篮球之后,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲运动员要将球传给乙运动员,不计空气阻力,问他应将球向什么方向抛出( )A.抛出方向与奔跑方向相同,如图中箭头 1 所指的方向B.抛出方向指向乙的前方,如图中箭头 2 所指的方向C.抛出方向指向乙,如图中箭头 3 所指的方向D.抛出方向指向乙的后方,如图中箭头 4 所指的方向答案 C 由于球在甲手中时与甲的速度相同,球抛出后由于惯性其水平速度仍与甲、乙奔跑的速度相同,因此甲只要向垂直奔跑方向扔
13、出球,就能被乙接住,C 项正确。4.如图所示,质量为 m 的物体放在质量为 M、倾角为 的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力 F 拉物体使其沿斜面向下匀速运动,斜面体始终静止,则下列说法正确的是( )A.地面对斜面体的摩擦力大小为 F cos B.地面对斜面体的支持力为(M+m)gC.物体对斜面体的摩擦力的大小为 F6D.斜面体对物体的作用力竖直向上答案 A 由于斜面体和物体都处于平衡状态,将斜面体和物体看成一个整体,由受力情况可得:地面对斜面体的摩擦力大小为 F cos ,地面对斜面体的支持力大小为(M+m)g+F sin ,故 A 对,B 错;隔离物体进行受力分析,物体
14、对斜面体的摩擦力大小为 F+mg sin ,故 C 错;将斜面体作为施力物体,则斜面体对物体的作用力即物体受到的支持力与摩擦力的合力,由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和 F 的合力大小相等、方向相反,故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上,D 错。5.如图甲所示,用一水平外力 F 推着一个静止在倾角为 的光滑斜面上的物体,逐渐增大 F,物体做变加速运动,其加速度 a 随外力 F 变化的图像如图乙所示,若重力加速度 g 取 10 m/s2。根据图乙中所提供的信息可计算出( )A.物体的质量为 0.5 kgB.斜面的倾角为 30C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为 12 ND.物体
15、的质量为 2 kg答案 D 物体受重力、外力 F 和支持力,根据牛顿第二定律可知 a= = -g sin ,图线Fcos -mgsinm Fcosm的纵轴截距为-6 m/s 2,则 g sin =6 m/s 2,解得斜面的倾角 =37;图线的斜率 k= = kg-1,解得cosm 25m=2 kg,A、B 错误,D 正确;物体刚好静止在斜面上时,a=0,解得 F=mg tan =15 N,C 错误。6.如图所示,两小球悬挂在天花板上,a、b 两小球用细线连接,上面是一轻质弹簧,a、b 两球的质量分别为 m 和 2m,在细线烧断瞬间,a、b 两球的加速度为(取向下为正方向)( )A.0,g B.
16、-g,gC.-2g,g D.2g,0答案 C 在细线烧断之前,a、b 可看成一个整体,由二力平衡知,弹簧弹力等于整体重力,故大小为 3mg,方向向上。当细线烧断瞬间,弹簧的形变量不变,故弹力不变,故 a 受向上 3mg 的弹力和向下 mg 的重力,故7加速度 aa= =2g,方向向上。对 b 而言,细线烧断后只受重力作用,故加速度 ab= =g,方向向下,因3mg-mgm 2mg2m取向下方向为正,有 aa=-2g,ab=g,故选项 C 正确。7.如图所示,粗糙水平地面上的物体在水平拉力 F 作用下做匀加速直线运动,现使 F 不断减小到零,则在滑动过程中( )A.物体的加速度不断减小,速度不断
17、增大B.物体的加速度不断增大,速度不断减小C.物体的加速度先变大再变小,速度先变小再变大D.物体的加速度先变小再变大,速度先变大再变小答案 D 物体质量不变,合外力决定加速度的大小,滑动中的物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力,因为 F 逐渐减小,所以合外力先减小后反向增大,由 a= 可知物体的加速度先减小后反向增大;速度是Fm增大还是减小与加速度的大小无关,而是要看加速度与速度的方向是否相同,前一阶段加速度与速度方向相同,所以速度增大,后一阶段加速度与速度方向相反,所以速度减小,因此选项 D 正确。8.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为 30的山坡以加
18、速度 a 上行,如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为 m 的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行)。则( )A.小物块受到的支持力大小为 mgB.小物块受到的摩擦力方向平行于斜面向下C.小物块受到的滑动摩擦力为 mg+ma12D.小物块受到的静摩擦力为 mg+ma128答案 D 小物块相对斜面静止,因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力。缆车以加速度 a 上行,小物块的加速度也为 a,以小物块为研究对象,则有 Ff-mg sin 30=ma,Ff= mg+ma,方向平行于斜面向上。小12物块受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡,即 FN=mg cos 3
19、0 ,所以 D 正确。9.如图甲所示,水平面上有一倾角为 的光滑斜面,斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为 m 的小球。斜面以加速度 a 水平向右做匀加速直线运动,当系统稳定时,细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为 T 和 N。若 T-a 图像如图乙所示,AB 是直线,BC 为曲线,重力加速度 g 取 10 m/s2。则下列说法错误的是( )A.a= m/s2时,N=0403B.小球质量 m=0.1 kgC.斜面倾角 的正切值为34D.小球离开斜面之前,N=0.8+0.06a(N)答案 D 小球离开斜面之前,以小球为研究对象,进行受力分析,可得 T cos -N sin =ma,T sin +N cos =mg,联立解得 N=mg cos -ma sin ,T=ma cos +mg sin ,所以 T 和 a 成线性关系,由题图乙可知 a= m/s2时,N=0,选项 A 正确。当 a=0 时,T=0.6 N,此时小球静止在斜面上,其受力如图 a403所示,有 mg sin =T;当 a= m/s2时,斜面对小球的支持力恰好为零,其受力如图 b 所示,有 mg cot 403=ma,联立可得 tan = ,m=0.1 kg,选项 B、C 正确。将 和 m 的值代入 N=mg cos -ma sin ,得34N=0.8-0.06a(N),选项 D 错误。
