2021年高考一轮复习考点集训 物理(湖南省专用)专题三　牛顿运动定律（含答案）

专题三　牛顿运动定律

【考情点睛】

【基础训练】

考点一　牛顿运动定律

1.(多选)一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的讨论,正确的是(　　)

A.车速越大,它的惯性越大

B.质量越大,它的惯性越大

C.车速越大,刹车后滑行的位移越大

D.车速越大,刹车后滑行的位移越大,所以惯性越大

答案　BC

2.如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢者。若绳子质量不计,冰面光滑,则下列说法正确的是(　　)

A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力

B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力

C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛

D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛

答案　C

3.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是(　　)

(a)

(b)

A.图(a)通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

B.图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易

C.图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成

D.图(b)的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持

答案　B

4.(2016课标Ⅰ,18,6分)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则(　　)

A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直

C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同

D.质点单位时间内速率的变化量总是不变

答案　BC

考点二　牛顿运动定律的应用

5.(多选)如图所示,质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接。静止在光滑的水平面上,此时弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A。则从力F开始作用到弹簧第一次被压缩到最短的过程中(　　)

A.弹簧压缩到最短时,两木块的速度相同

B.弹簧压缩到最短时,两木块的加速度相同

C.两木块速度相同时,加速度aA<aB

D.两木块加速度相同时,速度vA>vB

答案　ACD

6.如图所示,木盒中固定一质量为m的砝码,木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止。现拿走砝码,而持续加一个垂直于斜面向下的恒力F(F=mg cos θ),其他条件不变,则木盒滑行的距离将(　　)

A.不变 B.变小

C.变大 D.变大变小均有可能

答案　B

【综合训练】

拓展一　对牛顿第二定律的深入理解

1.(2019河北武邑中学模拟)光滑水平面上,有一木块以速度v向右运动,一根弹簧固定在墙上,如图所示,木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩成最短的时间内木块将做的运动是(　　)

A.匀减速运动 B.速度减小,加速度增大

C.速度减小,加速度减小 D.无法确定

答案　B

2.(2018怀化、湘西联考)质量为10 kg的环在F=140 N的恒定拉力作用下,沿粗糙直杆由静止从杆的底端开始运动,环与杆之间的动摩擦因数μ=0.5,杆与水平地面的夹角θ=37°,力F作用一段时间后撤去,环在杆上继续上滑了1 s后,速度减为零,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,杆足够长,求:

(1)拉力F作用的时间;

(2)环运动到杆底端时的速度大小。

答案　(1)2 s　(2)2 m/s

3.(2018雅礼中学月考)如图所示,质量为M的空木箱放置在光滑的水平面上,空木箱的对角线处有一光滑斜面,斜面与水平方向的夹角为45°。现将一质量为m的物体在斜面上由静止释放。

(1)若对空木箱施加一水平推力,使木箱能与物体保持相对静止,求该推力的大小;

(2)若在物体沿斜面自由下滑的过程中,为了保证木箱对地静止,应对木箱施加多大的水平推力?

答案　(1)(m+M)g　(2)mg

拓展二　运用图像解答牛顿运动定律问题

4.(2018安徽A10联盟联考)如图甲所示,一个可视为质点的物块从倾角为θ=30°的固定斜面顶端由静止开始下滑,从此时开始计时,物块的速度为v,到斜面顶端的距离为x,其x-v2图像如图乙所示。已知g=10 m/s2,斜面足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　)

A.物块的加速度大小为8 m/s2

B.物块在t=1 s时的速度大小为8 m/s

C.物块在t=4 s时处于斜面上x=24 m的位置

D.物块与斜面间的动摩擦因数为μ=

答案　D

5.(2020届湖南师大附中模拟)如图甲所示,用粘性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为mA=1 kg、mB=2 kg,当A、B之间产生拉力且大于0.3 N时A、B将会分离。t=0时刻开始对物块A施加一水平推力F1,同时对物块B施加同一方向的拉力F2,使A、B从静止开始运动,运动过程中F1、F2方向保持不变,F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析,正确的是(　　)

甲

乙

A.t=2.0 s时刻A、B之间作用力为零

B.t=2.5 s时刻A对B的作用力方向向左

C.t=2.5 s时刻A、B分离

D.从t=0时刻到A、B分离,它们运动的位移为5.4 m

答案　D

拓展三　瞬时加速度的处理

6.(2018永州质检)如图所示,A、B、C三个小球的质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,用细线悬挂在天花板上,整个系统静止,现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线瞬间,A、B、C的加速度的大小分别为(　　)

A.1.5 g　1.5g　0 B.g　2g　0

C.g　g　g D.g　g　0

答案　A

7.(2018衡阳质检)(多选)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mg

B.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为g

C.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为mg

D.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

拓展四　动力学中的连接体问题

8.(2020届岳阳七中月考)如图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角并与横杆固定,下端连接一小铁球,横杆右边用一根轻质细线吊质量相同的小铁球,当小车向右做加速运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ<α,则下列说法正确的是(　　)

A.轻杆对小球的弹力方向与细线平行

B.轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上

C.轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行也不沿着轻杆方向

D.此时小车向右做加速运动的加速度大小为g tan θ

答案　A

【专题训练】

小专题一　解答连接体中临界极值问题的方法

1.(2019天津耀华中学月考)如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A,某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数,若A、B之间的滑动摩擦力Ff的大小等于最大静摩擦力,且A、B的质量相等,则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v-t图像的是(　　)

甲

乙

答案　B

2.(2018湖北荆州质检)如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放在质量也为m的托盘B上,以FN表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长量。初始时,在竖直向上的力F作用下系统静止,且弹簧处于自然状态(x=0)。现改变力F的大小,使B以的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度,空气阻力不计),此过程中FN、F随x变化的图像正确的是(　　)

答案　D

3.(2018衡阳月考)如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,物块在A点的速度为v0=2 m/s,A、B之间的距离L=10 m。已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=,重力加速度g取10 m/s2。

(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。

(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?

答案　(1)3 m/s2　8 m/s　(2)30°　 N

小专题二　传送带问题的处理

1.(2018张家界模拟)(多选)如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动,传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定速率v2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,速率为v2',则下列说法中正确的是(　　)

A.只有v1=v2时,才有v2'=v1

B.若v1>v2时,则v2'=v2

C.若v1<v2时,则v2'=v1

D.不管v2多大,总有v2'=v2

答案　BC

2.(2018湖北荆州模拟)如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB足够长,皮带轮以大小为v=2 m/s的恒定速率顺时针转动。一包货物以v0=12 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带,若货物与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点。(g=10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?

(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?

(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A端共用了多长时间?

答案　(1)10 m/s2　 (2)1 s　7 m　(3)(2+2) s

小专题三　板-块模型问题

1.(2019内蒙古五市联考,6)一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1 kg和mB=2 kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2,且A、B与木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。水平恒力F作用在A物块上,如图所示,g=10 m/s2。下列说法正确的是(　　)

A.若F=1 N,则物块、木板都静止不动

 B.若F=1.5 N,则A物块所受摩擦力大小为1.5 N

C.若F=4 N,则B物块所受摩擦力大小为4 N

D.若F=8 N,则B物块的加速度为1 m/s2

答案　D

2.(2019安徽六安模拟)如图所示,质量为M=8 kg的小车放在光滑的水平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到v0=1.5 m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量为m=2 kg的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,已知运动过程中,小物块没有从小车上掉下来,g取10 m/s2,求:

(1)经过多长时间两者达到相同的速度;

(2)小车至少多长,才能保证小物块不从小车上掉下来;

(3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5 s小物块对地的位移大小为多少?

答案　(1)1 s　(2)0.75 m　(3)2.1 m