1、牛顿运动定律【满分：110 分 时间：90 分钟】一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中， 18 题只有一项符合题目要求； 912 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。）1一个篮球从某一高度由静止下落，并与坚硬的地面碰撞后以原速率反弹，最后运动到最高点（假设篮球运动过程中所受空气阻力大小恒定，设竖直向下为正方向） 。下列描述该运动过程的图像正确的是A BC D【答案】 C【解析】【分析】根据牛顿第二定律分析篮球的运动情况，根据 x-t 图象的斜率表示速度 、v-t 图象的斜率等于加速度，来分析
2、图象的形状。【详解】AB、篮球从静止开始下落的过程中，做匀加速直线运动，x-t 图象应是抛物线，反弹后上升的过程，做匀减速运动，x-t 图象也是抛物线，故 AB 错误；CD、篮球先向下做匀加速直线运动，速度为正，加速度大小为 ，较小，图像较缓；后向上做匀减速运动，速度为负，加速度大小为 ，较大，图像较陡，故 C 正确，D 错误；故选：C 【点睛】解决本题的关键是要明确篮球的运动情况，抓住与地面碰撞后速度突然反向 来分析速度方向的变化。2如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则 ( )A绳子对甲的拉力小于甲的重力B绳子对甲的
3、拉力大于甲对绳子的拉力C乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力【答案】 D【解析】【分析】甲处于静止状态，根据静止的物体受到平衡力的作用，根据平衡力条件进行判断。甲未拉断绳子，乙拉断绳子，绳子是相同，人的质量是相同，一者绳子断了， 一者绳子未断，可以判断两根绳子拉力大小，间接得到乙图绳子的拉力和人重力的关系。【详解】31995 年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克，测得它的静止质量 m=3.110-25kg，寿命 =0.410-24s，这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一。正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为 ，式中 是正、
4、反顶夸克之间的距离， S 是强相互作用耦合常数， 是与单位制有关的常数，在国际单位制中 k=0.31910-25Jm，则在国际单位制中强相互作用耦合常数 S的单位是AN BV CJ D无单位【答案】 D【解析】【详解】由题意知 as=- ， as单位= =1，所以在国际单位制中强相互作用耦合常数 as无单位，则 D 正确。故选 D。【点睛】本题看似比较难，但是仔细阅读以后会发现只是考查了单位制只要根据正、反顶夸克之间的强相互作用势能公式表示出耦合常数 as，代入国际单位以后可以知道它的单位4某同学站在上升的电梯内，已知该同学体重为 600N，在电梯减速直至停止的过程中，以下说法正确的是（g 取
5、 10m/s2）( )A该同学体重大于 600 NB该同学体重小于 600 NC该同学对电梯地板压力大于 600 ND该同学对电梯地板压力小于 600 N【答案】 D【解析】【分析】在电梯减速直至停止的过程中，具有向下 的加速度，处于失重状态人的重力保持不变仍为 600N【详解】5如图所示，小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由光滑的斜面 AB 和粗糙的平面 BC 组成（它们在 B 处由极短的光滑圆弧平滑连接） ，小车右侧与竖直墙壁之间连接 着一个力传感器，当传感器受压力时，其示数为正值；当传感器受拉力时，其示数为负值。一个小滑块（可视为质点）从 A 点由静止开始下滑，经 B 至 C 点的过
6、程中，传感器记录到的力 F 随时间 t 变化的关系如下面四图表示，其中可能正 确的是A B C D【答案】 D【解析】【详解】【点睛】本题关键是对斜面体受力分析，确定受力方向，注意滑块加速下滑时，滑块对斜面体的压力恒定，滑块匀减速运动时，滑块对小车的摩擦力大小恒定6如图所示，质量为 m=1kg 的木块上方用一根轻质绳与天花板链接，下方与一根轻质弹簧相连，且弹 簧的拉力为 2N。木块处于静止状态，当轻绳被剪断瞬间，木块的加速度为（）A10m/s 2B12m/s 2C2m/s 2D0【答案】 B【解析】【分析】先求解物体静止时细线的拉力；剪断细线后的瞬时，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律求解加速度
7、.【详解】物体静止时细线的拉力为 T=F+mg=12N，剪断细线后的瞬时，弹簧的弹力不变，则物体的加速度为，故选 B.【点睛】本题关键是注意剪断细线后的瞬时，细线的拉力变为零，而弹簧的弹力不能突变，结合牛顿第二定律求解.7从地面以一定的速度竖直向上抛出一小，小球从的出点上升到最高点所用时间为 ，从最高点下落到抛出所用时间为 。若空气用力的作用不能忽略，则对于 与 大小的关系，下列列断中正请的是（ ）A B C D无法定 哪个较大【答案】 B【解析】【分析】在物体上升和下降过程中根据牛顿第二定律比较加速度大小，然后根据位移大小相等，利用运动学公 式比较上升和下降时间的大小【详解】【点睛】本题容易
8、出错的地方在于阻力的方向容 易弄错，注意阻力方向与相对运动方向相反，上升和下降过程阻力方向不同 8如图所示，足够长的水平传送带以 的 速度逆时针匀速转动，一个物体以 的初速度从左端 A 处水平滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数 ，那么物块再次返回到 A 处所用的时间为（）A4S B2SC4.5S D3S【答案】 C【解析】【分析】物体在传送带上先向右做减速运动，速度减为零后反向运动，先加速后匀速回到出发点，根据牛顿第二定律求解加速度，结合运动公式求解.【详解】【点睛】此题关键是知道物体在传送带上运动的特征：先向右做减速运动，速度减为零后反向运动，先加速后匀速回到出发点，分阶段进行讨论.9如
9、图所示，图甲是两只与计算机相连的力传感器，其中一只系在墙上，另一只握在手中用力拉紧，乙图是计算机显示屏上显示的两只传感器受力情况,其中乙图 F 正方向显示的是握在手中的传感器受力 F 情况。对此，某同学做出如下判断，其中正确的是A这两个力是一对平衡力B这两个力是一对作用力与反作用力C这两个力始终大小相等，方向相反D握在手中的传感器受力 F 先存在、后消失【答案】 BC【解析】两个力大小相等方向相反，同时存在、同时消失，作用在不同物体上，是一对作用力与反作用力，作用效果不能抵消，故 BC 正确；AD 错误；故选 BC。【点睛】 熟记作用力与反作用力的关系：大小相等、方向相反、作用力同一条直线上，
10、作用在两个物体上，肯定是同种性质的力，同时存在、同时消失。10如图所示,物体 m 放 在斜面上,给物体一个沿斜面向下的初速度,物体开始沿斜面向下滑动,设物体的加速度为 ,若只在物体 m 上再放一个物体 ,则 与 m 一起下滑的加速度为 ,若只在 m 上施加一个方向竖直向下、大小等于 的力 F,此时 m 下滑的加速度为 。关于 、 、 的关系正确的是( )A =0 时,一定有 =0, 0B =0 时, = ，且一定为零C只要 0 且沿斜面向下,一定有 = D不管 如何,都有 = =【答案】 BC【解析】【详解】【点睛】本题考查了比较加速度大小关系，对物体 正确受力分析，由牛顿第二定律求出加速度即
11、可正确解题。要注意正交分解法的应用. 11如图所示，小球 A、B 的质量相等，A 球光滑，B 球与斜面间的动摩擦因数 =0.5tan，中间用一根弹簧连接，弹簧的质量不计，斜面足够长，倾角为 ，将 A、B 和弹簧系统放到斜面上，并让弹簧处于原长时由静止释放，弹簧平行于斜面，下列说法正确的是（ ）A刚释放时刻 A、B 两球的加速度大小均为 gsinB刚释放时刻 A、B 两球的加速度大小分别为 gsin、0.5gsinCA 球的加速度为零时，B 球的加速度大小为 1.5gsinDA、B 球的加速度第一次相等时，弹簧第一次最短【答案】 BC【解析】【详解】【点睛】本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利
12、 用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用12以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将 m1 kg 的货物放在传送带上的 A 处，经过 1.2 s 到达传送带的 B 端用速度传感器测得货物与传送带的速度 v 随时间 t 变化图象如图乙所示，已知重力加速度 g 取10 m/s2，由 vt 图线可知( )A A、 B 两点的距离为 2.4 mB 货物与传送带的动摩擦因数为 0.5C货物从 A 运动到 B 过程中，传送带对货物做功大小为 12.8 JD货物从 A 运动到 B 过程中，货物与传送带摩擦产
13、生的热量为 4.8 J【答案】 BD二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分）13如图所示，质量为 m1=1kg 的物体 A 用轻绳跨过定滑轮与质量为 m2=0.5kg 的物体 B 相连（绳子与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦力均不计） ，物体 A 放在倾角为 37 度的固定斜面上。物体 A 与斜面间的动摩擦因数为u=0.5，物体 A 距离斜面低端的距离为 x=4m，此时系统处于静止状态。已知。求：(1)物块 A 所受摩擦力的大小和方向；(2)烧断细绳，物块 A 到达斜面低端的时间（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】 （1）
14、沿斜面向上，大小为 1N；（2）t=2s【解析】【分析】（1）比较 与 mBg 的大小关系可求解物块 A 所受摩擦力的大小和方向；（2）烧断细绳后，A 沿斜面下滑，根据牛顿第二定律求解加速度，根据 x= at2求解时间.【详解】（1）因为 可知，斜面给 A 的静摩擦力方向向上，大小为【点睛】此题考查物体的平衡和牛顿第二定律的应用；要知道静摩擦力的大小和方向是由外力决定的，所以要求解静摩擦力要通过平衡角度来分析；在斜面上运动时首先求解加速度. 14航空母舰上的起飞跑道由水平跑道和倾斜跑道两部分组成，飞机在发动机的推力作用下，在水 平和倾斜跑道上滑行。我们可以把这种情景简化为如图所示的模型，水平面
15、 AB 长度 x1 未知，斜面 BC 长 度 x2=2m，两部分在 B 点通过极短的光滑圆弧轨道平滑连接且两部分末端的高度差 h=1m。一个质量 m=2kg 的物块，在推力 F 作用下，从 A 点开始在水平面和斜面上运动，推力大小恒为 F=24N，方向沿着水平方向 和平行斜面方向。物块与水平面间的动摩擦因数为 0.5，与斜面间的动摩擦因数为 /3，不计空气阻力 g 取 10m/s 2 求:(1)物块分别在水平面上与斜面上运动时的加速度大小 a 1、a 2；(2)如果要求物块到达斜面末端 C 点时的速度大小达到 6m/s，物块的机械能增量为多少?(3)如果要求物块到达斜面末端 C 点时的速度大小
16、达到 6m/s，AB 的最短长度为多少?【答案】 （1）7m/s 2；2m/s 2（2）56J（3）2m【解析】【详解】（3）物块在水平面上运动时，设到达 B 点的速度为 v1，则：v 12=2ax1；在斜面上运动时：v 2-v12=2a2x2解得 x1=2m 【点睛】本题主要是考查了牛顿第二定律的综合应用；解题的关键是受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度，结合运动公式求解；此题第 3 问也可以用动能定理求解；15如图所示，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端 B 与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=4m.有一个质量为 m=0.5kg 的滑块，放在水平平台上，平台上有一根轻质弹簧，左端固
17、定，右端与滑块接触但不连接，现将滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内，在弹簧处于压缩状态时，若将滑块由静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端 C 点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数 ，求：(1)滑块到达 B 点时的速度 ，及弹簧储存的最大弹性势能 ；(2)若传送带以 3.0m/s 的速度沿顺时针方向匀速转动，当滑块冲上传送带时，对滑块施加一大小恒为 0.5N的水平向右的作用力，滑块从 B 运动到 C 的过程中,摩擦力对它做的功；【答案】 (1)v B=4m/s, Ep=4J (2)Wf= -3.75J【解析】【详解】（1）滑块从释放至运动到 B 点，由能量守恒得，Ep mvB2 从
18、B 到 C，由动能定理得， mgL0 mvB2 联立两式，代入数据解得 vB=4m/s弹簧的弹性势能转化为滑块的动能：E p mvB2=4J【点睛】解决本题的关键理清滑块在整个过程中的运动情况，结合牛顿第二定律、动能定理进行求解。注意在第 2问中，滑块匀速运动时仍受到静摩擦力的作用.16一平板车的质量 M=100kg，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度 h=1.25m.一质量 m=50kg 的物块置于车的平板上，它到车尾端的距离 b=1.00m，与平板间的动摩擦因数 =0.20，如图所示今对平板车施一水平方向的恒力，使车向右行驶，结果物块从车板上滑落，物块刚离开车板的时刻，车向前行驶的距离
19、 s0=2.0m，不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦，取 g=10m/s2，求：（1）物块没有离开平板车时物块的加速度和物块刚要离开平板车时平板车的速度（2）物块落地时，落地点到车尾的水平距离是多少？【答案】 （1）2m/s 2； （2）1.625m【解析】【详解】（2） m 从 B 处滑落时，以 B为初速度做平抛运动，落到 C 的水平距离为 s1，下落时间为 t2，如图所示， 则 sm =1.0 m对平板车 M，在 m 未滑落之前，水平方向受二力作用，即 F 和物块对平板车的摩擦力 f，二者方向相反，平板车加速度为 a2，由牛顿第二定律得： F- f=Ma2 则有： F =Ma2+ f =（1004+0.25010）N =500N【点睛】该题涉及到两个物体运动的多个物理过程，要求同学们能根据受力情况正确分析运动情况，找到两个物体运动的速度及位移关系，并能熟练运用运动学基本公式解题，难度较大