高中物理组卷牛顿定律基础.docx
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高中物理组卷牛顿定律基础.docx
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高中物理组卷牛顿定律基础
高中物理组卷(牛顿定律基础)
一.选择题(共12小题)
1.(2015•惠州模拟)人用手托着质量为m的“小苹果”,从静止开始沿水平方向加速运动(物体与手始终相对静止),物体与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是( )
A.
手对苹果的作用力方向竖直向上
B.
手对苹果的作用力方向水平向前
C.
手对苹果的作用力方向斜向前方
D.
苹果所受摩擦力大小为μmg
2.(2015•惠州模拟)设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将是( )
A.
继续做作匀速直线运动
B.
做匀加速直线运动
C.
做加速度逐渐变小的变加速直线运动
D.
做加速度逐渐变大的变加速直线运动
3.(2015•南充模拟)升降机的地面固定一个压力传感器,物体置于传感器上的水平接触面上,如图(a)所示,压力传感器通过处理电路和计算机相连,当升降机在竖直方向运动时,计算机描绘出一段时间内物体对压力传感器的压力随时间变化的图象如图(b)所示,关于升降机的运动,下列说法正确的是( )
A.
0~t1一定向上做匀加速运动
B.
t1~t2一定向上做匀加速运动
C.
t1~t2的加速度可能逐渐增大
D.
t2~t3的加速度可能逐渐增大
4.(2015•东莞二模)如图为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象,下列判断正确的是( )
A.
前5s的平均速度是0.5m/s
B.
0~10s的平均速度等于30s~36s的平均速度
C.
30s~36s材料处于超重状态
D.
前10s钢索最容易发生断裂
5.(2014•龙子湖区二模)如图所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是( )
A.
向右斜上方
B.
竖直向上
C.
向右斜下方
D.
上述三种方向均不可能
6.(2013•海珠区三模)如图所示,木块A质量为1kg,木块B的质量为2kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为1N,B与地面间的动摩擦因数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s2)( )
A.
3N
B.
4N
C.
5N
D.
6N
7.(2013•成都一模)质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a=
g,则f的大小是( )
A.
f=
mg
B.
f=
mg
C.
f=mg
D.
f=
mg
8.(2013•韶关一模)物体在力F作用下运动,F的方向与物体运动方向一致,其F﹣t图象如图所示,则物体( )
A.
在t1时刻加速度最大
B.
在0﹣t1时间内做匀加速运动
C.
从t1时刻后便开始返回运动
D.
在0﹣t2时间内,速度一直在增大
9.(2012•菏泽二模)如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4m,以υ0=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕,则小煤块A运动到B的过程中( )
A.
小煤块从A运动到B的时间是
B.
划痕长度是4m
C.
小煤块从A运动到B的时间是2.5S
D.
划痕长度是0.5m
10.(2003•广州一模)如图所示,a、b两个物体,ma=2mb,用细绳连接后放在倾角为θ的光滑斜面上,在下滑的过程中( )
A.
它们的加速度a=gsinθ
B.
它们的加速度a<gsinθ
C.
细绳的张力为零
D.
细绳的张力为mgsinθ
11.(2014•珠海二模)如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右加速运动的过程中,桌面以上的绳子始终是水平的,关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是( )
A.
P受到的拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mg
B.
P受到的拉力的施力物体是绳子,大小等于mg
C.
P受到的摩擦力方向水平向左,大小一定小于mg
D.
P受到的摩擦力方向水平向左,大小有可能等于mg
12.(2014•石家庄一模)如图所示,斜面体放置在水平地面上,物块沿粗糙的斜面加速下滑,斜面体始终保持静止,在此过程中( )
A.
斜面体对物块的作用力斜向左上方
B.
斜面体对物块的作用力斜向右上方
C.
地面对斜面体的摩擦力水平向右
D.
地面对斜面体的支持力大于物块与斜面体的重力之和
二.解答题(共3小题)
13.善于用脑、勤于动手的小明和小芳两位同学在学习了科学漫步中“用动力学方法测质量”的短文后,设计了如下实验来估测一辆停在水平路面上的载货小车的总质量(如图所示).
(1)小明同学将家用体重计压在货物表面,水平推小车使车做匀速直线运动,测出并记录此时的推力F1;
(2)小明同学将家用体重计压在货物表面,用更大的水平恒力推小车让它做初速度为零的匀加速运动,测出并记录此时的推力F2;
(3)小芳同时记下该运动的初位置和末位置,用卷尺测出位移x,并用秒表测出这段运动的时间t.
已知家用体重计的质量为m.试通过他们测量的量计算出小车与货物的总质量M.
14.竖直升降的电梯底板上站着一个质量60kg的人,求:
(1)当电梯以2m/s2加速度加速下降时,电梯底板对人的支持力是多少?
(2)当电梯以2m/s2加速度减速下降时,电梯底板对人的支持力是多少?
(g取10m/s2)
15.(2013•山东)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,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=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m.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10m/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与斜面的夹角多大时,拉力F最小?
拉力F的最小值是多少?
高中物理组卷(牛顿定律基础部分)
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2015•惠州模拟)人用手托着质量为m的“小苹果”,从静止开始沿水平方向加速运动(物体与手始终相对静止),物体与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是( )
A.
手对苹果的作用力方向竖直向上
B.
手对苹果的作用力方向水平向前
C.
手对苹果的作用力方向斜向前方
D.
苹果所受摩擦力大小为μmg
考点:
牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
根据物体加速度的方向,结合物体的受力,利用牛顿第二定律求解.
解答:
解:
苹果的加速度方向水平方向,苹果的合力方向在水平方向上,苹果受到重力和手的作用力,而重力在竖直方向,故手的作用力应为斜上方,故AB错误;C正确;根两物体相对静止,故所受摩擦力为静摩擦力,故D错误;
故选:
C
点评:
做好苹果的受力分析,合理利用牛顿第二定律.
2.(2015•惠州模拟)设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将是( )
A.
继续做作匀速直线运动
B.
做匀加速直线运动
C.
做加速度逐渐变小的变加速直线运动
D.
做加速度逐渐变大的变加速直线运动
考点:
牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
洒水车在竖直方向上受力平衡,水平方向上受到牵引力和阻力,根据牛顿第二定律分析加速度如何变化,确定洒水车的运动情况.
解答:
解:
设洒水车的牵引力为F,洒水车的质量为m,阻力为kmg,由牛顿第二定律有
F﹣kmg=ma
得,a=
﹣kg
开始时F=kmg,a=0,随着m减小,a逐渐增大,故酒水车做加速度逐渐增大的加速运动.故ABC错误,D正确;
故选:
D
点评:
运用牛顿第二定律分析物体的运动情况是基本能力.本题要抓住洒水车的质量是变化,从而导致车子的加速度发生变化.
3.(2015•南充模拟)升降机的地面固定一个压力传感器,物体置于传感器上的水平接触面上,如图(a)所示,压力传感器通过处理电路和计算机相连,当升降机在竖直方向运动时,计算机描绘出一段时间内物体对压力传感器的压力随时间变化的图象如图(b)所示,关于升降机的运动,下列说法正确的是( )
A.
0~t1一定向上做匀加速运动
B.
t1~t2一定向上做匀加速运动
C.
t1~t2的加速度可能逐渐增大
D.
t2~t3的加速度可能逐渐增大
考点:
牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
物体对传感器的压力等于支持力的大小,根据牛顿第二定律判断加速度的大小和方向,从而确定电梯的运动情况.
解答:
解:
A、由图线可知,0~t1物体对传感器的压力的大小不变,且支持力等于重力,知升降机可能处于静止,可能处于匀速直线运动状态.故A错误.
B、C、t1~t2,F逐渐增大,支持力大于重力,根据牛顿第二定律知,加速度方向竖直向上,且逐渐增大,电梯加速度方向竖直向上,且在变化.故B错误,C正确.
D、t2~t3,F的大小等于不变,且大于重力,根据牛顿第二定律知,物体所受合外力不变,则加速度不变,故D错误
故选:
C
点评:
解决本题的关键掌握牛顿第二定律,知道加速度的方向与合力的方向相同,加速度随着合力的变化而变化.
4.(2015•东莞二模)如图为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象,下列判断正确的是( )
A.
前5s的平均速度是0.5m/s
B.
0~10s的平均速度等于30s~36s的平均速度
C.
30s~36s材料处于超重状态
D.
前10s钢索最容易发生断裂
考点:
牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像;超重和失重.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
通过速度时间图象所包围的面积求出整个过程上升高度.根据v﹣t图象可知道物体的运动性质,求出前5s的位移和平均速度.30~36s材料是向上做匀减速直线运动,加速度的方向是向下的.前10s钢索是向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知材料所受的拉力大于重力
解答:
解:
A、根据v﹣t图象可知:
0﹣10s内材料的加速度为:
a=0.1m/s2,
0﹣5s位移为:
=1.25m,所以前5s的平均速度是0.25m/s,故A错误;
B、0~10秒的平均速度为
=1m/sM,30﹣36秒的平均速度为
,故B正确;
C、30~36s内材料是向上做匀减速直线运动,加速度的方向是向下的,所以处于失重状态,故C错误;
D、前10s钢索是向上做匀加速直线运动,加速度的方向是向上的,根据牛顿第二定律可知材料所受的拉力大于重力,10﹣30s匀速运动,材料所受的拉力等于重力,30﹣36s做匀减速直线运动,材料所受的拉力小于重力,所以前10s钢索最容易发生断裂.故D正确;
故选:
BD.
点评:
该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、运动学的公式、牛顿第二定律的应用等知识点.本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析,再正确运用牛顿第二定律解决问题.
5.(2014•龙子湖区二模)如图所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是( )
A.
向右斜上方
B.
竖直向上
C.
向右斜下方
D.
上述三种方向均不可能
考点:
牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
A具有水平向右的加速度,根据牛顿第二定律可知A所受合力向右,对物体A进行受力分析即可解题.
解答:
解:
A具有水平向右的加速度,根据牛顿第二定律可知A所受合力向右,而A受到重力方向向下,所以斜面对A的合力方向只能向右斜上方.
故选:
A.
点评:
本题应抓住关键:
物体与斜面一起向右做匀加速运动,即物体所示合力方向水平向右;同时两力的合力可称为斜面对物体的作用力.
6.(2013•海珠区三模)如图所示,木块A质量为1kg,木块B的质量为2kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为1N,B与地面间的动摩擦因数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s2)( )
A.
3N
B.
4N
C.
5N
D.
6N
考点:
牛顿第二定律.菁优网版权所有
分析:
要使AB能保持相对静止,由题意可知当F最大时,AB间的摩擦力应刚好为最大静摩擦力,则以A为研究对象可求得两物体共同运动时所具有的最大加速度;再用整体法可求得F的最大值.
解答:
解:
对A有:
Fmax=mAa;
代入数据解得:
a=1m/s2;
对整体有:
F﹣μ(mA+mB)g=(mA+mB)a;
代入数据解得:
F=6N;
故选D.
点评:
在解决实际的问题中,一般是要将整体法与隔离法交叉使用,要做到有分有合,灵活处理.并且要注意正确的进行受力分析,找出系统所受到的合力,再由牛顿第二定律进行列式,联立计算.
7.(2013•成都一模)质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a=
g,则f的大小是( )
A.
f=
mg
B.
f=
mg
C.
f=mg
D.
f=
mg
考点:
牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
对物体受力分析,受重力和阻力,根据牛顿第二定律列式求解即可.
解答:
解:
对物体受力分析,受重力和阻力,根据牛顿第二定律,有
mg﹣f=ma=m
解得
f=
mg
故选B.
点评:
本题关键是对物体受力分析后,根据牛顿第二定律列式求解.
8.(2013•韶关一模)物体在力F作用下运动,F的方向与物体运动方向一致,其F﹣t图象如图所示,则物体( )
A.
在t1时刻加速度最大
B.
在0﹣t1时间内做匀加速运动
C.
从t1时刻后便开始返回运动
D.
在0﹣t2时间内,速度一直在增大
考点:
牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
F的方向与物体运动方向一致,而且根据图象,力的方向未变化,物体始终做加速运动.
解答:
解:
A、根据牛顿第二定律得,力越大时,加速度越大,由图象可知t1时刻力F最大,所以加速度最大,所以A正确;
B、由图象可得,在0﹣t1时间内力F逐渐增大,根据牛顿第二定律得,加速与会增大,所以物体做加速度逐渐增大的变加速运动,所以B错误;
C、由图象知,t1时刻力F开始减小,但方向未发生变化,所以物体继续向前加速运动,所以C错误;
D、由图象可知在0﹣t2时间内F的方向没发生变化,又F的方向与物体运动方向一致,所以物体一直做加速运动,所以D正确;
故选AD.
点评:
本题根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况,通过分析物体的运动情况,判断速度如何变化.
9.(2012•菏泽二模)如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4m,以υ0=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕,则小煤块A运动到B的过程中( )
A.
小煤块从A运动到B的时间是
B.
划痕长度是4m
C.
小煤块从A运动到B的时间是2.5S
D.
划痕长度是0.5m
考点:
牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.菁优网版权所有
专题:
传送带专题.
分析:
小煤块放上传送带先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,根据运动学公式结合牛顿第二定律求出小煤块从A运动到B的时间;分别求出在煤块匀加速直线运动阶段传送带的位移和煤块的位移,两者位移之差即为划痕的长度.
解答:
解:
B、D、小煤块先加速后匀速,加速阶段的时间:
t1=
=0.5s,
小煤块位移为:
x1=
μg
=0.5m,
传送带位移为:
x2=v0t1=1m,
所以划痕长度是x2﹣x1=0.5m;
故B错误,D正确;
A、C、小煤块匀速阶段的时间为:
t2=
=1.75s,
故小煤块从A运动到B的时间是:
t=t1+t2=2.25s.
故A错误,C错误;
故选D.
点评:
解决本题的关键根据受力判断出小煤块的运动情况,综合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
10.(2003•广州一模)如图所示,a、b两个物体,ma=2mb,用细绳连接后放在倾角为θ的光滑斜面上,在下滑的过程中( )
A.
它们的加速度a=gsinθ
B.
它们的加速度a<gsinθ
C.
细绳的张力为零
D.
细绳的张力为mgsinθ
考点:
牛顿运动定律的应用-连接体.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
先以整体为研究对象进行分析,可求得整体的加速度;再用隔离法分析绳子的张力.
解答:
解:
A、B、对整体受力分析可知,整体受重力、弹力;将重力沿斜面和垂直于斜面进行分析,则支持力与重力垂直于斜面的分力相平衡,由牛顿第二定律可知:
(mA+mB)gsinθ=(mA+mB)a
解得:
a=gsinθ;故A正确,B错误;
C、D、对B分析,可知B受到的合力F=mBa=mBgsinθ;
F=T+mBgsinθ
故说明细绳的张力T为零;故C正确,D错误;
故选AC.
点评:
本题为简单的连接体问题,注意正确选取研究对象,一般先对整体分析可得出加速度,若分析内力时应采用隔离法进行分析.
11.(2014•珠海二模)如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右加速运动的过程中,桌面以上的绳子始终是水平的,关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是( )
A.
P受到的拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mg
B.
P受到的拉力的施力物体是绳子,大小等于mg
C.
P受到的摩擦力方向水平向左,大小一定小于mg
D.
P受到的摩擦力方向水平向左,大小有可能等于mg
考点:
牛顿运动定律的综合应用;摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力.菁优网版权所有
专题:
受力分析方法专题.
分析:
物块P向右运动,必然受到绳子的拉力F,由于接触面粗糙,P与桌面相互挤压,故一定受到向左的滑动摩擦力.
解答:
解:
A、P受到的拉力来自于绳子,但由于Q与有加速度,故绳子的拉力小于Q的重力;故AB错误;
C、对整体分析可知,整体受到的Q的重力作用及P的摩擦力作用;由牛顿第二定律可知,mg﹣f=(M+m)a;
以P为研究对象,对其受力分析,受重力,绳子的拉力,桌面对其垂直向上的支持力和向左的滑动摩擦力;P向右做加速运动,加速度向右,合力向右,根据牛顿第二定律得知:
摩擦力小于绳的拉力.故一定小于mg;故C正确,D错误;
故选:
C.
点评:
本题要根据物体的加速度方向,判断受力情况,从而分析摩擦力与mg的大小,关键要正确理解并掌握牛顿第二定律.
12.(2014•石家庄一模)如图所示,斜面体放置在水平地面上,物块沿粗糙的斜面加速下滑,斜面体始终保持静止,在此过程中( )
A.
斜面体对物块的作用力斜向左上方
B.
斜面体对物块的作用力斜向右上方
C.
地面对斜面体的摩擦力水平向右
D.
地面对斜面体的支持力大于物块与斜面体的重力之和
考点:
牛顿运动定律的综合应用;弹性形变和范性形变;物体的弹性和弹力.菁优网版权所有
专题:
受力分析方法专题.
分析:
对整体研究:
受到重力,地面的支持力和静摩擦力,作出力图.将加速度a分解为水平方向和竖直方向,根据牛顿第二定律对竖直方向进行研究求解.
解答:
解:
以物体为研究对象,受力分析可知,物体受重力、斜面的作用力而加速下滑,则合外力一定沿斜面向下;根据二力的合成可知,斜面体对物块的作用力只能斜向右上方;故A错误,B正确;
C、再对斜面体分析可知,斜面体受物体向左下的压力;故斜面体受到的摩擦力水平向右;故C正确;
D、对整体受力分析可知,整体有向下的加速度,可以认为整体处于失重状态;故整体对地面的压力小于两物体的重力;故D错误;
故选:
BC.
点评:
本题考查牛顿运动定律的应用及受力分析;在解题时注意D的解答中,直接应用超重失重的规律可避免复杂的受力分析过程.
二.解答题(共3小题)
13.善于用脑、勤于动手的小明和小芳两位同学在学习了科学漫步中“用动力学方法测质量”的短文后,设计了如下实验来估测一辆停在水平路面上的载货小车的总质量(如图所示).
(1)小明同学将家用体重计压在货物表面,水平推小车使车做匀速直线运动,测出并记录此时的推力F1;
(2)小明同学将家用体重计压在货物表面,用更大的水平恒力推小车让它做初速度为零的匀加速运动,测出并记录此时的推力F2;
(3)小芳同时记下该运动的初位置和末位置,用卷尺测出位移x,并用秒表测出这段运动的时间t.
已知家用体重计的质量为m.试通过他们测量的量计算出小车与货物的总质量M.
考点:
牛顿运动定律的综合应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系.菁优网版权所有
专题:
牛顿运动定律综合专题.
分析:
测出匀速运动时的推力,从而根据平衡得知摩擦力的大小,再测出匀加速直线运动时的推力以及位移和时间,根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度,通过牛顿第二定律求出小车和货物的总质量.
解答:
解:
当匀速运动时,在水平路面上有:
F1=f;
而在加速运动时,由:
;
算出
;
物体受到的重力及摩擦力不变;
由牛顿第二定律:
F2﹣F1=ma;
所以
答:
小车与货物的总质量
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- 高中物理 牛顿 定律 基础