2024年高考物理第一轮复习讲义：第三章 第1讲 对牛顿运动定律的理解

【A级——夯实基础】

1．下列说法正确的是(　　)

A．力是维持物体运动的原因

B．物体的速度方向改变，则加速度方向一定改变

C．物体运动状态的改变是指其加速度在变化

D．物体运动状态的改变是指其速度在变化

解析：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故A错误；速度方向改变，但加速度方向不一定改变，如物体加速度不变，但先做减速运动，再做反向的加速运动，故B错误；运动状态是指物体的速度，运动状态的改变即为速度的改变，故C错误，D正确。

答案：D

2．某时刻，质量为2 kg的物体甲受到的合力是6 N，速度是10 m/s；质量为3 kg的物体乙受到的合力是5 N，速度是10 m/s，则(　　)

A．甲比乙的惯性小

B．甲比乙的惯性大

C．甲和乙的惯性一样大

D．无法判定哪个物体惯性大

解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，甲的质量小于乙的质量，所以甲比乙的惯性小，故A正确。

答案：A

3．火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人竖直向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为(　　)

A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他同火车一起向前运动

B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他同火车一起向前运动

C．人跳起后，火车继续向前运动，故人落地后必定偏后一些，只是时间很短，偏后距离太小，不很明显而已

D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和火车始终具有相同的速度

解析：火车在长直水平轨道上匀速行驶，火车和人在水平方向上所受合外力均为零。人竖直跳起后上升和落下的整个过程中，均没有受到水平方向上力的作用，根据牛顿第一定律，人保持水平方向的匀速直线运动状态，与火车一起匀速前进，仍落回到原处，选项D正确。

答案：D

4．足球运动是目前体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱。在下列有关足球的情景中，说法正确的是(　　)

A．足球静止在地面上时，足球的重力和地面对足球的支持力是一对作用力与反作用力

B．足球被运动员踢起时，脚对足球的作用力大于足球对脚的作用力

C．足球被运动员踢起时，足球既是受力物体，也是施力物体

D．守门员用手接住足球时，手对足球的作用力先于足球对手的作用力，所以能将足球停住

解析：足球静止在地面上时，足球对地面的压力和地面对足球的支持力作用在不同的物体上，属于一对作用力和反作用力，故A错误；足球被运动员踢起时，脚对足球的作用力和足球对脚的作用力是两个物体之间的相互作用，二者大小相等，故B错误；足球被运动员踢起时，足球既是受力物体，同时也是施力物体，故C正确；守门员用手接住足球时，手对足球的作用力和足球对手的作用力是一对作用力与反作用力，二者是同时产生的，选项D错误。

答案：C

5．引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚需超过单杠面，下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是(　　)

A．加速上拉过程中，单杠给人的作用力大于人给单杠的作用力

B．在加速下放过程中，单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力

C．悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力

D．加速下放过程中，在某瞬间人可能不受力的作用

解析：无论是上拉过程、下放过程，还是悬垂静止时，单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力，它们是一对相互作用力，与人的运动状态无关，选项A、C错误，B正确；加速下放过程中，人受到的合外力向下，选项D错误。

答案：B

6．一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断，例如，从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。举例如下：声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关，下列速度表达式中，k为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是(　　)

A．v＝　　　　　　　 B．v＝

C．v＝    D．v＝

解析：根据力学单位制，速度的单位是 m/s，密度的单位是kg/m3，压强的单位是kg/(m·s2)，所以的单位是m2/s2, 的单位是 m/s, 的单位是s/m，的单位是kg/(m2·s)，选项B正确，A、C、D错误。

答案：B

7．建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0 kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取

10 m/s2)(　　)

A．510 N    B．490 N

C．890 N    D．910 N

解析：设绳子对建筑材料的拉力为F1，F1－mg＝ma，F1＝m(g＋a)＝210 N，绳子对人的拉力F2＝F1＝210 N，人处于静止状态，则地面对人的支持力FN＝Mg－F2＝490 N，由牛顿第三定律知，人对地面的压力大小FN′＝FN＝490 N，故B项正确。

答案：B

8．(2022·江苏南通模拟)如图所示，在水平地面上，轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为m的物体A连接，物体B的质量也为m，两物体与地面的动摩擦因数均为μ，施加一水平外力推动物体B向左将弹簧压缩到最短，撤去外力，经过一段时间后两物体分离，分离时，弹簧的情况为(　　)

A．弹簧被拉长

B．弹簧处于原长

C．弹簧被压缩，弹力大小为μmg

D．弹簧被压缩，弹力大小为2μmg

解析：两物体刚好分离的临界条件为两物体之间的弹力为零且加速度相等，则aA＝＝aB＝，解得x＝0，即弹簧处于原长。故选B。

答案：B

【B级——能力提升】

9．如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)(　　)

A．铁球向左，乒乓球向右    B．铁球向右，乒乓球向左

C．铁球和乒乓球都向左    D．铁球和乒乓球都向右

解析：因为小车突然向右运动，铁球和乒乓球都有向右运动的趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态比铁球容易改变，即速度变化快，水和小车一起向右运动，所以小车突然向右运动时，铁球相对小车向左运动。同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小，惯性小，乒乓球相对小车向右运动，选项A正确。

答案：A

10．(2022·山东泰安检测)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用。假设阻力大小只与雨滴的速率成正比，所有雨滴均从相同高度处由静止开始下落，到达地面前均已达到最大速率。下列判断正确的是(　　)

A．达到最大速率前，所有雨滴均做匀加速运动

B．所有雨滴的最大速率均相等

C．较大的雨滴最大速率也较大

D．较小的雨滴在空中运动的时间较短

解析：根据牛顿第二定律可得a＝，则雨滴下落时，随速度的增加，加速度逐渐减小，则达到最大速率前，所有雨滴均做加速度减小的变加速运动，选项A错误；当a＝0时速度最大，vm＝，则质量越大，最大速度越大，选项B错误，C正确；较小的雨滴在空中运动的最大速度较小，整个过程的平均速度较小，则在空中运动的时间较长，选项D错误。

答案：C

11．如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球恰好与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当升降机沿竖直方向运动时，压力传感器的示数逐渐增大，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是(　　)

A．升降机正在匀加速上升

B．升降机正在匀减速上升

C．升降机正在加速下降，且加速度越来越大

D．升降机正在减速下降，且加速度越来越大

解析：由题意知，升降机静止时，篮球处于平衡状态，只受重力和弹簧弹力，有FT＝mg；在竖直方向运动时，侧壁的弹力增大，受力分析如图所示，有FNsin θ＝F，FNcos θ＋mg－FT＝ma，解得a＝，加速度方向向下，大小在增大，可能的运动情况是加速下降或减速上升，故只有C正确。

答案：C

12．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为(　　)

A．(M＋m)g＋ma    B．(M＋m)g－ma

C．(M＋m)g    D．(M－m)g

解析：对竿上的人分析，根据牛顿第二定律有mg－Ff＝ma，解得Ff＝mg－ma，则由牛顿第三定律知人对竿的摩擦力为Ff′＝Ff＝mg－ma，对竿分析，根据平衡条件得人对竿的支持力FN＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma，由牛顿第三定律得竿对地面上的人的压力大小为(M＋m)g－ma，B正确，A、C、D错误。

答案：B

13．(2022·福建永安模拟)如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示。根据图乙中所标出的数据可计算出(g取10 m/s2)(　　)

A．物体的质量为1 kg

B．物体的质量为3 kg

C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3

D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5

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－μmg＝ma，解得a＝－μg，由a与F的关系图线得0.5＝－10μ，4＝－10μ，以上各式联立得m＝2 kg，μ＝0.3，故C正确，A、B、D错误。

答案：C

14．如图所示为用索道运输重物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3。当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为(　　)

A．0.35mg    B．0.3mg

C．0.23mg    D．0.2mg

解析：将加速度a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图所示，水平方向有Ff＝max，竖直方向有FN－mg＝may，又＝，三式联立解得Ff＝0.2mg，由牛顿第三定律知，重物对车厢地板的摩擦力大小为0.2mg，故D正确。

答案：D