1、1第 04 章 牛顿运动定律一、选择题（共 8 小题）1中国的长征系列火箭是世界上先进的运载工具，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。若不计空气阻力，下面关于火箭竖直发射升空时的叙述正确的是A喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力与反作用力B喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对平衡力C火箭加速上升时，喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力D火箭匀速上升时，喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力2（2018河北省石家庄市复兴中学高三强化训练题）下列说法正确的是A物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B物体所受合力越大，速度越大C速度方向、加速度方向、合力方向总是相同
2、的D速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同3（2018云南省玉溪市三中高一下学期 5 月份考试）如图所示，物块 A、 B 质量相等，在恒力 F 作用下在水平面上匀加速直线运动。若物块与水平面间接触面光滑，物块 A 的加速度大小为 a1，物块 A、 B 间的相互作用力大小为 FN1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块 A、 B 与水平面间的动摩擦因数相同，物块 B 的加速度大小为 a2，物块 A、 B 间的相互作用力大小为 FN2；则下列说法正确的是A a1 a2， FN1FN2 B a1 a2， FN1 FN2C a1a2， FN1FN2 D a1a2， FN1 FN
3、24如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上， t=0 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 的变化图象如图乙所示，则A t1时刻小球速度最大B t2至 t3时间内，小球速度一直增大2C t3时刻小球处于超重状态D t2至 t3时间内，小球速度先增大后减小5（2018吉林省长春外国语学校高二下学期期末考试）如图所示，质量为 m 的球与弹簧和水平细线相连，、的另一端分别固定于 P、 Q。球静止时，中拉力大小为 T1，中拉力
4、大小为 T2。当仅剪断、中的一根的瞬间，球的加速度 a 应是A若剪断，则 a=g，竖直向下B若剪断，则 ，方向水平向左C若剪断，则 ，方向沿的延长线D若剪断，则 a=g，竖直向上6（2018江西省白鹭洲中学高三第二次月考）如图所示，用皮带输送机将质量为 M 的物块向上传送，两者间保持相对静止，则下列关于物块所受摩擦力 Ff的说法正确的是A皮带传送的速度越大， Ff越大B皮带加速运动的加速度越大， Ff越大C皮带速度恒定，物块质量越大， Ff越大D Ff的方向一定与皮带速度方向相同7（2018山东省安丘市高二下学期期末考试）如图（甲），质量 m=1 kg 的小物块从 P 点以初速度v0=10 m
5、/s 沿倾角为 37的粗糙斜面向上滑动，其上滑至最高点过程的速度图象如图（乙）所示。已知斜面固定且足够长，不计空气阻力，取 g=10 m/s2，sin 37=0.6。下列说法中正确的是3A物块所受的重力与摩擦力之比为 5:2B物块将停在最高点不能再下滑C物块将沿斜面下滑，且下滑至 P 点时速度大小为 10 m/sD物块将沿斜面下滑，且从静止下滑至速度大小为 10 m/s 时用时 5 s8（2018黑龙江省牡丹江市第一高级中学高二下学期期末考试）如图甲所示，一根质量分布均匀的粗绳 AB 长为 l，在水平恒力 F 的作用下沿水平面运动。绳上距 A 端 x 处的张力 FT与 x 的关系如图乙所示（
6、F 和 l 为已知量）。下列说法正确的是A粗绳一定不受摩擦力作用B若只增大恒力 F，则 FTx 直线斜率的绝对值变大C若已知粗绳的质量，则可求出粗绳运动的加速度D若已知粗绳运动的加速度，则可求出粗绳的质量二、填空题（共 2 小题）9某课外实验小组利用如图 1 所示的装置来探究拉力 F 不变时加速度 a 与小车质量 m 之间的关系。（1）甲同学根据测得的实验数据作出的 a 图象，如图 2 所示，则图线弯曲的原因是_。A小车与长木板之间有摩擦B没有平衡摩擦力C打点计时器打点的周期小于 0.02 s4D小车和砝码的总质量没有一直远大于砂和砂桶的总质量（2）乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动
7、的加速度，纸带上的数据如图 3 所示。已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz， A、 B、 C、 D、 E、 F、 G 为计数点，且相邻计数点间均有一个点没有画出，则打点计时器打 D 点时小车的速度大小为_m/s；小车运动的加速度大小为_m/s 2。10某物理课外小组利用图 中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 个，每个质量均为 实验步骤如下：将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车 和钩码 可以在木板上匀速
8、下滑。将 依次取 ，2，3，4， 个钩码挂在轻绳右端，其余 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻 t 相对于其起始位置的位移 s，绘制 图象，经数据处理后可得到相应的加速度 a。对应于不同的 n 的 a 值见下表 时的 图象如图 所示：由图 求出此时小车的加速度 保留两位数字）_，将结果填入下表。n 1 2 3 4 5a/ms2 0.20 _ 0.58 0.78 1.00利用表中的数据在图 中补齐数据点，并作出 图象。从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。利用 图象求得小车 空载 的质量为_ 保留 2 位有效数
9、字，重力加速度取若以“保持木板水平”来代替步骤 ，下列说法正确的是_ 填入正确选项前的标号 。5A 图线不再是直线B 图线仍是直线，但该直线不过原点C 图线仍是直线，但该直线的斜率变大三、计算题（共 3 小题）11（2018江苏省南京市高三年级高考冲刺练习卷）如图所示，倾角为 的直角斜面体静止在粗糙的水平地面上，其顶端固定一轻质定滑轮。轻弹簧和轻绳相连，一端连接质量为 m2的物块 B，另一端连接质量为 m1的物块 A。物块 B 放在地面上且使滑轮和物块间的轻绳竖直，物块 A 静止在光滑斜面上的P 点，弹簧和斜面平行，此时弹簧具有的弹性势能。现将物块 A 缓慢沿斜面向上移动，直到弹簧恢复原长，此
10、时再由静止释放物块 A，当物块 B 刚要离开地面时，物块 A 的速度为零。已知弹簧劲度系数为 k，重力加速度为 g，不计滑轮的摩擦，整个过程斜面体始终保持静止。求：（1）释放物块 A 的瞬间，地面对斜面体摩擦力的大小和方向；（2）当物块 B 刚要离开地面时，物块 A 的加速度大小和方向。12（2018黑龙江省齐齐哈尔市高二下学期期末考试）如图甲所示，有一倾角 =37的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为 M 的木板。开始时质量为 m=l kg 的滑块在水平向左的恒力 F 作用下静止在斜面上，现保持力 F 大小不变将方向变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力 F，不考虑滑块在斜面与木板连接
11、点处的能量损失。此后滑块和木板在水平面上运动的 vt 图象如图乙所示，g=10 m/s，sin37=0.6，cos37=0.8。求：6（1）水平作用力 F 的大小；（2）滑块下滑的高度；（3）木板的质量。13（2018云南省玉溪市一中高二下学期期末考试）如图所示，质量为 M=10 kg 的小车停放在光滑水平面上。在小车右端施加一个 F=10 N 的水平恒力。当小车向右运动的速度达到 2.8 m/s 时，在其右端轻轻放上一质量 m=2.0 kg 的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数 0.20。假定小车足够长。（1）求经过多长时间煤块与小车保持相对静止；（2）求 3
12、s 内煤块前进的位移；（3）煤块最终在小车上留下的痕迹长度。2D【解析】物体所受合力为零时，物体的加速度必为零，A 错误；物体所受合力越大，则加速度越大，但是速度不一定越大，B 错误；加速度方向、合力方向总是相同的，不一定与速度方向相同，C 错误；速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同，D 正确；故选 D。3D【解析】设 AB 的质量均为 m；接触面光滑时，整体分析。由牛顿第二定律解得： ，对 B 分析： FN1=mBa1= 。接触面粗糙时， f=2mg ；对整体分析由牛顿第二定律解得：，可知 a1a2；对 B 分析： FN2=ma2+mg = ，则 FN1=FN2。
13、故 D 正确，ABC 错误。故选D。7【点睛】本题考查学生应用牛顿运动定律知识解决有关连接体问题的能力，知道 A、 B 两物体具有相同的加速度，通过整体法和隔离法，运用牛顿第二定律进行求解。本题可以作为结论直接使用。4D【解析】A、 t1时刻小球刚与弹簧接触；当弹簧弹力与重力平衡时速度最大，故 A 错误；BD、 t2时刻小球受到的弹力最大，处于最低点，合力向上，速度为零，故 t2至 t3时间内先加速向上运动，当重力与弹力平衡时，速度最大，之后做减速运动，故 B 错误，D 正确；C、 t3时刻弹力为零，合力向下，故小球处于失重状态，重物 C 错误。故选 D。【点睛】关键要将小球的运动分为自由下落
14、过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析。【点睛】根据剪断，球绕 Q 做圆周运动，对径向合外力做向心力求得绳子拉力，即可求得合外力，进而求得加速度；根据剪断，弹簧形变不能瞬变，故弹簧弹力不变求得合外力，进而求得加速度。6BC【解析】当传送带加速时， Ffmgsin =ma，即 Ff=mgsin +ma，故皮带加速运动的加速度越大 Ff越大，与速度无关，A 错误，B 正确；当皮带匀速运动时， a=0，因此 Ff=mgsin ，故 m 越大 Ff越大，C正确。当皮带向上减速时 mgsin +Ff=ma，当 a 增大到 agsin 时， Ff方向沿斜面向下，
15、故 D 错误。故选 BC。【点睛】本题要分传送带加速、皮带匀速运动、皮带向上减速，三种情况传送带运动情况进行讨论，再根据牛顿第二定律即可求解。7AD【解析】由图象的斜率可知，小物块沿斜面向上运动的加速度为 ，设物块上滑过程中受到的摩擦力的大小为 f，根据牛顿第二定律可得： ，解得： ，故，A 正确；根据滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力的特点，可以估算出接触面上的最大静摩擦力 ，而在最高点，因为 ，故物块到达最高点后立即会下滑，B 错误；根据牛顿第二定律，小物块下滑过程中满足： ，得 。由vt 图象可知物体在上滑过程中走过的位移大小为 ，故小物块从最高点下滑至 P点的位移大小仍然为 5 m。所以小
16、物块重新滑回 P 点的瞬时速度大小为 ，故 C 错误；8根据速度与时间的关系，当物块从最高点下滑至速度为 10 m/s 时，该过程所用时间 ，D 正确。故选 AD。【点睛】本题的关键是设出绳子总长度和总质量，求出单位长度，然后分别对绳子用整体法和隔离法受力分析，列出牛顿第二定律方程，求解即可。9（1）D （2）1.62 3【解析】（1）当小车和砝码的总质量没有远大于砂和砂桶的总质量时，小车受到的拉力不能近似认为等于砂和砂桶的总重力，此时小车的 a 图象就不再是直线，故 D 正确；（2）计数点间有一个点没有滑出，计数点间的时间间隔为： t=0.022 s=0.04 s，小车做匀加速直线运动，打
17、D 点时的速度为： vD = m/s1.62 m/s，由匀变速直线运动的推论： x at2可得：a= m/s2=3 m/s2。【点睛】（1）当小车质量远大于砂和砂桶的质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶重力，如果砂与砂桶质量太大，则小车受到的拉力明显小于砂与砂桶的质量，图象发生弯曲；（2）做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，据此求出打 D 点的速度；根据匀变速直线运动的推论： x=at2求出小车的加速度。10（3）0.39 （5）0.45 （6）BC911（1） ，方向水平向左 （2） ，方向沿斜面向上【解析】（1）释放物块 A 的瞬间，弹簧的弹力为 0
18、， A 对斜面体的压力为：FN=m1gcos 斜面体沿水平方向受力平衡，地面对斜面体的摩擦力为： fx=FNsin 由得： fx=m1gcos sin ，方向水平向左（2） B 刚要离开地面时，绳上拉力： F=m2g设沿斜面向下为正方向，对 A 由牛顿第二定律： m1gsin F=m1a联立解得：由题意知 m1gsin m2g，即故 A 的加速度大小为 ，方向沿斜面向上12（1）7.5 N （2）3.6 m （3） M=2 kg【解析】（1）如图所示，滑块在斜面上受到水平推力 F、重力 mg 和支持力 N 的作用而处于平衡状态，根据平衡条件，有 ，解得 ；（2）当力 F 变为水平向右之后，由牛
19、顿第二定律，有 ，解得 ；10根据题意，由题图乙可知，滑块刚滑到木板上的初速度为 v滑块下滑的位移 ，解得 ；故滑块下滑的高度 ；【点睛】对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据图乙判断滑块滑到斜面底部的速度，由牛顿第二定律求出加速度，从而根据在斜面上的位移和三角函数关系求出下滑时的高度。根据图象和牛顿第二定律求出地面和木板间的摩擦力，以及滑块和木板间的摩擦力，进而根据牛顿第二定律求出木板的质量。13（1）2 s （2）8.4 m （3）2.8 m【解析】（1）根据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：FNmg=0代入数据解得： a1=2 m/s2刚开始运动时对小车有： 解得： a2=0.6 m/s2经过时间 t，小黑煤块和车的速度相等，小黑煤块的速度为：11v1=a1t车的速度为： v2=v+a2tv1= v2解得： t=2 s；（3）在 2 s 内小黑煤块前进的位移为：小车前进的位移为：两者的相对位移为：即煤块最终在小车上留下的痕迹长度 2.8 m。【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。
