牛顿运动定律.docx
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牛顿运动定律
牛顿运动定律
一、惯性
1.下列关于惯性的说法中正确的是( )
A.物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性
B.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明速度越大惯性越大
C.宇宙飞船中的物体处于完全失重状态,所以没有惯性
D.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小
2.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性
B.物体不受外力作用时才有惯性
C.物体静止时有惯性,一旦开始运动,便不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性
D.质量越大的物体。
惯性越大
3.如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴着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,两球的运动状况是(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
4.如图所示,一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上,M上表面水平且光滑,下表面粗糙,在其上表面上放一光滑小球m,楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面方向的直线B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线D.抛物线
二、牛顿第三定律
1.用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验,如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果.观察分析两个力传感器的相互作用力F随着时间t变化的曲线,以下结论不正确的是( )
A.作用力与反作用力大小相等、方向相反
B.作用力与反作用力的效果相互抵消
C.作用力与反作用力作用在同一物体上
D.作用力与反作用力同时存在、同时消失
2.有人做过这样一个实验:
如图3所示,把鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去(用同一部分撞击),结果每次都是被撞击的鸡蛋B被撞破.则下面说法正确的是( )
A.A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小
B.A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小
C.A蛋碰撞瞬间,其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力
D.A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外,还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力,所以所受合力较小
3.某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案.关于小磁铁,下列说法中正确的是( )
A.磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.磁铁受到五个力的作用
D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
三、牛顿第二定律
(一)对牛顿第二定律的理解
1.在牛顿第二定律公式F=km·a中,比例常数k的数值:
()
A.在任何情况下都等于1
B.k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C.k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D.在国际单位制中,k的数值一定等于1
2.下列对牛顿第二定律的表达式F=mA及其变形公式的理解,正确的是()
A.由F=mA可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由m=
可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由A=
可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比
D.由m=
可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得
3.右图是我国自行研制的“长征二号乙”捆绑式火箭,火箭总长49.68m,直径3.35m,每个液体助推器长15.4m,直径2.25m,总起飞质量461t,起飞推力6.0×106N,可以用来发射小型载人飞船.试计算起飞时的加速度.(g取10m/s2)
4.在粗糙水平面上的物体在水平拉力F的作用下沿F方向做匀加速直线运动,在力F逐渐减小至零的过程中,物体的加速度( )
A.逐渐减小至零B.先增大后减小
C.先减小后增大D.无法确定
5.(2008·全国Ⅰ卷)如右图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连.设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( )
A.向右做加速运动B.向右做减速运动
C.向左做加速运动D.向左做减速运动
6.如图1所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是()
A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零
B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零
C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
D.接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方
(二)应用牛顿第二定律求弹力、摩擦力、加速度
1.二力问题——合成或分解
11.有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动,(不计其它外力及空气阻力),则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是()
A.mgB.mgC.mg
D.mg
12.如图2所示,固定在小车上的折杆A=,B端固定一个质量为m的小球,若小车向右的加速度为a,则AB杆对小球的作用力F为()
A.当a=0时,F=mg/cos,方向沿AB杆
B.当a=gtg时,F=mg/cos,方向沿AB杆
C.无论a取何值,F都等于
,方向都沿AB杆
D.无论a取何值,F都等于
,方向不一定沿AB杆
2.三力问题——正交分解
21.如图甲所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动,a与水平方向的夹角为θ.求人受的支持力和摩擦力.
22.如图11所示,光滑的电梯壁上挂着一个质量m=2kg的球,悬绳与竖直壁夹角θ=37°,当电梯以a=2m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动时,悬绳受到的拉力是多大?
电梯壁受到的压力是多大?
(取g=10m/s2)
3.四力问题——正交分解
31.地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平成37°角推木箱,如图5所示,恰好使木箱匀速前进.若用此力与水平成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?
(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
32.如图所示,质量为m的物体在恒力F作用下,F与水平方向之间的夹角为θ,沿天花板向右做匀加速直线运动。
已知物体与顶板间动摩擦因数为μ。
求加速度的大小?
33.重力为G的物体在与竖直方向成θ角的斜向上的力F作用下,沿墙竖直向下作匀加速运动,物体与墙的摩擦因数为μ,求加速度的大小为多少?
34.如图所示,质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ。
若沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动,则F为多大?
4.整体隔离
(1)已知外力求内力
41.一光滑斜劈,在力F推动下向左做匀加速直线运动,且斜劈上有一木块恰好与斜面保持相对静止,如图所示,则木块所受合外力的方向为( )
A.水平向左B.水平向右
C.沿斜面向下D.沿斜面向上
42.两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对物体B的作用力等于( )
A.
B.
C.FD.
43.A、B两物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为
,
,今用水平力
推A,用水平力
拉B,A、B间的作用力有多大?
44.如图所示,质量分别为M、m的滑块A、B叠放在固定的、倾角为θ的斜面上,A与斜面间、A与B之间的动摩擦因数分别为μ1,μ2,当A、B从静止开始以相同的加速度下滑时,B受到摩擦力( )
A.等于零B.方向平行于斜面向上
C.大小为μ1mgcosθD.大小为μ2mgcosθ
(2)已知内力求外力
45.如图5所示,bc是固定在小车上的水平横杆,物块M中心穿过横杆,M通过细线悬吊着小物体m,当小车在水平地面上运动的过程中,M始终未相对杆bc移动,M、m与小车保持相对静止,悬线与竖直方向夹角为α.则M受到横杆的摩擦力为( )
A.大小为(m+M)gtanα,方向水平向右
B.大小为Mgtanα,方向水平向右
C.大小为(m+M)gtanα,方向水平向左
D.大小为Mgtanα,方向水平向左
5.专题——瞬时问题
51.如图2-25天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。
两小球均保持静止。
当突然剪断细绳时,上面小球A与下面小球B的加速度为 ( C )
A.a1=g a2=g
B.a1=g a2=g
C.a1=2g a2=0
D.a1=0 a2=g
52、如图所示,两根质量可忽略的轻质弹簧静止系住一小球,弹簧处于竖直状态.若只撤去弹簧a,撤去的瞬间小球的加速度大小为2.6m/s2,若只撤去弹簧b,则撤去的瞬间小球的加速度可能为(g取10m/s2) (BD)
A.7.5m/s2,方向竖直向上
B.7.5m/s2,方向竖直向下
C.12.5m/s2,方向竖直向上
D.12.5m/s2,方向竖直向下
53.如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细绳上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.
(1)现将L2绳剪断,剪断L2绳瞬间物体的加速度大小:
________.
(2)若将图甲中细绳L1改为长度相同,质量不计的轻弹簧,如图乙所示.剪断L2绳瞬间物体的加速度大小:
______。
54.如图所示,以水平向右的加速度a向右加速前进的车厢内,有一光滑的水平桌面,在桌面上用轻弹簧连结质量均为m的两小球相对车静止.当剪断绳子瞬间,A、B两球加速度分别为(取向右方向为正方向)aA=,aB=
55.如图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住,当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间,吊篮P和物体Q的加速度大小是(D)
A.
B.
C.
D.
56.如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量相等,弹簧质量不计,B和C分别固定在弹簧两端,放在吊篮的水平底板上静止不动,将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间(A)
A.吊篮A的加速度大小为1.5g
B.物体B的加速度大小为g
C.物体C的加速度大小为2g
D.A、B、C的加速大小都等于g
6.专题——物块斜劈模型
61.倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是( D )
A.木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B.木块对斜两体的压力大小是mgsinα
C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα
D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
62.如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平.现把物体Q轻轻地叠放在P上,则( BD )
A.P向下滑动
B.P静止不动
C.P所受的合外力增大
D.P与斜面间的静摩擦力增大
63.如图所示,水平地面上有一斜面体a,有一滑块b沿斜面匀速下滑,则下列说法中正确的是(A )
A.a保持静止,且没有相对于水平面运动的趋势
B.a保持静止,但有相对水平面向右运动的趋势
C.a保持静止,但有相对水平面向左运动的趋势
D.无法判断
64.某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型,一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1<tanθ,BC段的动摩擦因数μ2>tanθ,他从A点开始下滑,滑到C点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态,则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中( AD )
A.地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左,后水平向右
B.地面对滑梯始终无摩擦力作用
C.地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小
D.地面对滑梯的支持力的大小先小于、后大于小朋友和滑梯的总重力的大小
65.如图所示,斜面体A静止放在水平地面上,质量为m的滑块B在沿斜面向下的外力F作用下向下运动,此时斜面体受到地面的摩擦力方向向右。
若滑块B在下滑时撤去F,滑块仍向下的运动过程中,下列说法中正确是( B )
A.斜面体A所受地面摩擦力可能为零
B.斜面体A所受地面摩擦力的方向一定向右
C.滑块B的加速度方向可能沿斜面向下
D.斜面体A对地面的压力一定变小
66.如图所示,斜面体A静止放置在水平地面上,质量为m的物体B在外力F(方向水平向右)的作用下沿斜面向下做匀速运动,此时斜面体仍保持静止.则下列说法中正确的是( AB )
A.若撤去力F,物体B将沿斜面向下加速运动
B.若撤去力F,A所受地面的摩擦力方向向左
C.若撤去力F,A所受地面的摩擦力可能为零
D.若撤去力F,A所受地面的摩擦力方向可能向右
67.如图,斜劈A静止放置在水平地面上,质量为m的物体B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动。
当F1方向水平向右,F2方向沿斜劈的表面向下时,斜劈受到地面的摩擦力方向向左。
则下列说法中正确的是:
(AD)
A.若同时撤去F1和F2,物体B的加速度方向一定沿斜面向下
B.若只撤去F1,在物体B仍向下运动的过程中,A所受到地面摩擦力方向可能向右
C.若只撤去F2,在物体B仍向下运动的过程中,A所受到地面摩擦力方向可能向右
D.若只撤去F2,在物体B仍向下运动的过程中,A所受地面摩擦力的
方向不变
68.如图所示,质量为m的物体在与斜面平行向上的外力F作用下,沿着水平地面上质量为m的粗糙斜面匀速上滑,此过程中斜面保持静止,则地面对斜面( CD )
A.无摩擦力
B.支持力等于(m+M)g
C.支持力为(M+m)g-Fsinθ
D.有水平向左的摩擦力,大小为Fcosθ
7.滑块木板临界问题
71(2011·新课标全国·21)如图1所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )
72、如图所示,木块A质量为1千克,木块B的质量为2千克,叠放在水平地面上,AB间最大静摩擦力为1牛,B与地面间摩擦系数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持A、B相对静止的条件是F不超过:
( D )
A.3牛 B.4牛 C.5牛 D.6牛
8.临界问题
81.如图所示,一轻绳上端系在车的左上角的A点,另一轻绳一端系在车左端B点,B点在A点正下方,A、B距离为b,两轻绳另一端在C点相结并系一质量为m的小球,轻绳AC长度为
b,轻绳BC长度为b.两轻绳能够承受的最大拉力均为2mg.问:
(1)轻绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大?
(要求画出受力图)
(2)在不拉断轻绳的前提下,求车向左运动的最大加速度是多大?
(要求画出受力图)
82.如图7所示,物块质量为m=2kg,光滑斜面倾角为θ=30°.
问:
(1)当斜面以a1=2m/s2向右运动时绳的拉力多大?
(T1=?
)
(2)当斜面以a2=20m/s2向右运动时绳的拉力多大?
(T2=?
)
83、如图,质量为m=1kg的物体,放在倾角为θ=37°的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.3,要使物体与斜面体一起沿水平方向向左加速运动,则其加速度多大?
(18g/49~6g/7)
(三)动力学问题
1.已知力求运动
11.A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面,若两物体的质量为mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为( )
A.xA=xBB.xA>xB
C.xA 12.一个物体的质量m=0.4kg,以初速度v0=30m/s竖直向上抛出,经过t=2.5s物体上升到最高点.已知物体上升过程中所受到的空气阻力大小恒定,求物体上升过程中所受空气阻力的大小是多少? (g取9.8m/s2) 13.质量为12kg的箱子放在水平地面上,箱子和地面的滑动摩擦因数为0.3,现用倾角为37的60N力拉箱子,如图所示,3s末撤去拉力,则撤去拉力时箱子的速度为多少? 箱子继续运动多少时间而静止? 2.已知运动求力 21.已知一足够长的固定斜面倾角为37°,一质量m=10kg物体,在斜面底部受到一个沿斜面向上的F=100的力作用由静止开始运动,物体在2秒内位移为4m,2秒末撤销力F(sin37=0.6cos37=0.8g=10) (1)物体与斜面的动摩擦因数 (2)从撤销力F开始2秒末物体的速度V 22.一质量为M的气球在匀速下降.若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样的速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( ) A.2 B.M- C.2M- D.0 23.(2011·上海单科·19)受水平外力F作用的物体,在粗糙水平面上做直线运动,其v-t图线如图10所示,则( ) A.在0~t1秒内,外力F大小不断增大 B.在t1时刻,外力F为零 C.在t1~t2秒内,外力F大小可能不断减小 D.在t1~t2秒内,外力F大小可能先减小后增大 24.质量为0.3kg的物体在水平面上运动,图2中两直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的速度—时间图象,则下列说法正确的是( ) A.物体所受摩擦力一定等于0.1N B.水平拉力一定等于0.1N C.物体不受水平拉力时的速度—时间图象一定是a D.物体不受水平拉力时的速度—时间图象一定是b 3.滑块木板模型 31.如图所示,有一长度x=1m、质量M=10kg的平板小车静止在光滑的水平面上,在小车一端放置一质量m=4kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25,要使物块在2s内运动到小车的另一端,求作用在物块上的水平力F是多少? (g取10m/s2) 32如图所示,质量为M=2kg的足够长的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一质量为m=3kg可视为质点的物 块,以某一水平初速度v0从左端冲上木板.4s后物块和木板达到4m/s的速度并减速,12s末两者同时静止.求物块的初速度并在图4中画出物块和木板的v-t图象. 33.如图所示,一质量M=0.2kg的长木板静止在光滑的水平地面 上,另一质量m=0.2kg的小滑块,以v0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板.已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.4,g=10m/s2,问: (1)经过多少时间小滑块与长木板速度相等? (2)从小滑块滑上长木板,到小滑块与长木板相对静止,小滑块运动的距离为多少? (滑块始终没有滑离长木板) 34、如图所示,小金属块A的质量m=100g,将它轻放到沿水平地面匀速向右运动的薄木板上,刚放上去时距木板左端为d=2m.A与板间的动摩擦因数μ=0.4。 A放上后,木板仍在外力作用下做匀速运动。 要把木板从金属块A下抽出来,木板运动的速度Vo应满足什么条件? (大于4m/s) 35.如图5所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面上.已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg, A、B之间的动摩擦因数μ1=0.2,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2.若从t=0开始,木板B受F1=16N的水平恒力作用,t=1s时F1改为F2=4N,方向不变,t=3s时撤去F2. (1)木板B受F1=16N的水平恒力作用时,A、B的加速度aA、aB各为多少? (2)从t=0开始,到A、B都静止,A在B上相对B滑行的时间为多少? (3)请以纵坐标表示A受到B的摩擦力FfA,横坐标表示运动时间t(从t=0开始,到A、B都静止),取运动方向为正方向,在图6中画出FfA-t的关系图线(以图线评分,不必写出分析和计算过程). 36.(2010·海南·16)图6甲中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图乙所示,图中F以mg为单位,重力加速度g=10m/s2.整个系统开始时静止. 图6 (1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度; (2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v-t图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离. 4.传送带模型 41..如图所示,有一传送带,以4m/s的速度顺时针匀速运动,现将一物体轻轻放在A端,已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.1, (1)AB长为6m,则它运动到B端所需时间是多少? (g=10m/s2) (2)AB长为8m,则它运动到B端所需时间是多少? (g=10m/s2) (3)AB长为12m,则它运动到B端所需时间是多少? (g=10m/s2) 4.2如图所示,有一传送带AB长为8m,,现将一物体轻轻放在A端,已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.1, (1)若传送带以6m/s的速度顺时针匀速运动,则它运动到B端所需时间是多少? (g=10m/s2) (2)若传送带以4m/s的速度顺时针匀速运动,则它运动到B端所需时间是多少? (g=10m/s2) (3)若传送带以2m/s的速度顺时针匀速运动,则它运动到B端所需时间是多少? (g=10m/s2) 43.如图9所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( ) A. + B. C. D. 44、如图所示,若传送带与地面的倾角为θ=37º,从A到B的长度16m,传送带以10m/s的速率逆时针方向转动,在传送带上端无初速地放一个质量为m=0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。 求物体从A到B所需的时间是多少? (sin37º=0.6,cos37º=0.8,g=10m/s2) (2s) 45.如图所示,足够长的传送带与水平面间夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ 5.超失重问题 51、下列说法正确的是( B ) A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 52、把木箱放在电梯地板上,则地板所受压力最大的情况是C A.电梯以a=1.5m/s2的加速度匀加速上升 B.电梯以a=2.0/ m/s2的加速度匀减速上升 C.电梯以a=2.5m/s2的加速度匀
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