(文末附答案)高中物理牛顿运动定律典型例题.pdf
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1、1 (文末附答案)高中物理牛顿运动定律典型例题 单选题 1、如图所示,物体静止于水平面上的O点,这时弹簧恰为原长l0,物体的质量为m,与水平面间的动摩擦因数为,现将物体向右拉一段距离后自由释放,使之沿水平面振动,下列结论正确的是()A物体通过O点时所受的合外力为零 B物体将做阻尼振动 C物体最终只能停止在O点 D物体停止运动后所受的摩擦力为mg 2、关于曲线运动,下列说法中正确的是()A物体作曲线运动时,它的速度可能保持不变 B作曲线运动的物体,所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上 C物体只有受到一个方向不断改变的力的作用,才可能作曲线运动 D作曲线运动的物体,加速度方向与所受合外力方向
2、可能不一样 3、如图所示,有 A、B 两物体,mA2mB,用细绳连接后放在光滑的斜面上,在它们下滑的过程中()2 A它们的加速度agsin B它们的加速度a 1,则()A2时刻,小物块离A处的距离达到最大 B2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C02时间内,小物块受到的摩擦力方向一直向右 7 D03时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 14、如图所示,A、B、C为三个完全相同的物体,当水平力F作用于A上,三物体一起向右匀速运动;某时撤去力F后,三物体仍一起向右运动,设此时A、B间摩擦力为f,B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动,下列判断正确的是()Af0Bf0 CFN0
3、DFN0 15、如图所示.轻弹簧放在倾角为 37的斜面体上,轻弹簧的下端与斜面的底端的挡板连接,上端与斜面上b点对齐。质量为m的物块从斜面上的a点由静止释放,物块下滑后,压缩弹簧至c点时速度刚好为零,物块被反弹后滑到ab的中点时速度刚好为零,已知ab长为L,bc长为14,重力加速度为g,sn37=0.6,cos37=0.8,则()A物块与斜面间的动摩擦因数为 0.3 B物块与弹簧作用过程中,向上运动和向下运动速度都是先增大后减小 C弹簧具有的最大弹性势能为mgL D物块由静止释放到最终静止过程中,因摩擦产生的热量小于mgL 16、如图所示,电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,其下端挂了一个重物,电梯
4、匀速直线运动时测力计的示数为10N。在某时刻测力计的示数变为 8N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取 10m/s2)()8 A电梯可能向上加速运动,加速度大小为 2m/s2B电梯可能向下加速运动,加速度大小为 2m/s2 C电梯可能向上减速运动,加速度大小为 2m/s2D电梯可能向下减速运动,加速度大小为 2m/s2 填空题 17、方法一:利用牛顿第二定律 先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的_,利用牛顿第二定律可得G_。18、如图,质量为m的圆环套在固定的粗糙程度均匀的竖直杆上,轻质弹簧的左端固定在墙壁上的O点,右端与圆环相连。初始时刻,圆环处于A点,弹簧水平,且恰好
5、处于原长状态。将圆环从A点由静止释放,第一次经B点时环的速度最大,最低可到达C点。之后,圆环沿杆向上滑动。忽略空气阻力的影响,则圆环从C点向上运动的过程中,速度最大的位置_(选填“在B点”、“在B点上方”、“在B点下方”、“无法确定”)。圆环从A运动到C点的过程中,各种能量的变化情况是:_。19、新冠肺炎疫情期间,防疫人员每天要对环境进行消杀。一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在南平某街道上,汽车的惯性将_(选填“增大”或“减小”或“不变”),汽车对路面的压力与路面对汽车的支持力是一对_(选填“平衡力”或“相互作用力”)。9 20、质量为 2kg 的物体,静止放于水平面上,现在物体上施一水平力F
6、,使物体开始沿水平面运动,运动 10s时,将水平力撤掉,若物体运动的速度图象如图所示,则水平力F_N,物体与水平面间的动摩擦因数_。(g 取 10m/s2)21、2021 年 5 月,“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时,在“降落伞减速”阶段,垂直火星表面速度由 396m/s 减至 61m/s,用时 168s,此阶段减速的平均加速度大小为_m/s2;地球质量约为火星质量的 9.3 倍,地球半径约为火星半径的 1.9 倍,“天问一号”质量约为 5.3 吨,“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为_N。(本题答案保留一位有效数字)22、(1)伽利略被称为现代物理之父
7、,他曾两次利用斜面实验探究问题,下列说法正确的是()A伽利略利用甲图斜面实验,通过计算直接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 B伽利略利用甲图斜面实验,通过计算并进行合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 C伽利略利用乙图斜面实验,说明了力是维持物体运动的原因 D伽利略利用乙图斜面实验,说明了力不是维持物体运动的原因(2)某同学利用如图所示的装置探究“小车速度随时间的变化规律”,打点计时器每隔 0.02s 打一个点。实验中发10 现所得纸带的点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是()A直接研究纸带上的点,无需取计数点 B只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域 C每
8、隔 4 个点取一个计数点,计数点时间间隔为 0.1 s D每隔 4 个点取一个计数点,计数点时间间隔为 0.08 s 23、物理学中引入合力、分力等概念,从科学方法来说是属于_方法,探究牛顿第二定律这一规律时采用的科学方法属于_方法。24、一个重 500N 的同学站在电梯的地板上,从底层出发到某层楼停止,测得电梯竖直上升的过程中速度v和时间t的数据如下表所示:t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 /m s1 0 2.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 4.0 3.0 电梯的启动和制动过程可以看作是匀变速直线运动,取g=10m/s2,8s 时地板对这位同学的支持力为_N
9、,则电梯上升的高度是_m。解答题 25、如图所示,质量为m、可视为质点的小滑块 A 位于质量为 2m、长为L的木板 B 的右端P处,B 放在光滑水平面上,A、B 之间的动摩擦因数为。某时刻给 B 施加一大小为 5mg的水平拉力F,当 A 位于 B 的中点时撤去拉力。求:(1)拉力F的作用时间;(2)滑块 A 在木板 B 上与P端的最远距离。11 26、如图所示为把货物运送到车上,在车前架设一长 2.35m 与水平面夹角为 37逆时针匀速转动的传送带,现将一质量为 10kg 的货物以速度0=6m/s从传送带底端滑上传送带。已知传送带的速度为=2m/s,货物与传送带间的动摩擦因数=0.5,重力加速
10、度=10m/s2,货物可视为质点。(1)计算说明该货物能否被运送到车上;(2)从货物滑上传送带到离开传送带因摩擦而产生的热量。27、如图甲所示,质量为=2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图像如图乙所示。取重力加速度=10m/s2。求:(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数;(2)10s 内物体的位移。28、平直的公路上有两个停止线相距 187.5m 的红绿灯,在沿某一方向行驶时前一个红绿灯变为绿灯后经 10s,12 后一个红绿灯变为红灯,该路段限速为 108km/h。一
11、辆汽车在前一红绿灯停止线处停车等红绿灯,在该红绿灯变为绿灯时立即加速向前驶出,达到限速后匀速行驶,在后一个红绿灯变为红灯时恰好通过。汽车的质量为1.0t,行驶时所受阻力为车重的 0.05 倍,加速和减速过程中可近似看成是匀变速直线运动,且加速过程中所受牵引力与减速过程中所受制动力大小恒定且相等,汽车遵守交通规则行驶。重力加速度g取 10m/s2,忽略汽车自身长度。(1)汽车加速时的加速度为多大?(2)若该汽车司机因为低头看手机并未及时驶出,只能在后一个红绿灯停止线前减速停车,请问汽车减速时的加速度为多大?(3)在(2)问中请问该司机在两红绿灯间行驶的时间为多长?29、两木块 A、B 质量分别为
12、m、2m,用劲度系数为k的轻弹簧连在一起,放在水平地面上,如图所示,用外力将木块 A 压下一段距离静止,释放后 A 在竖直方向做简谐运动,在 A 振动过程中,木块 B 刚好未离开地面。重力加速度为g,求:(1)木块 A 的最大加速度值;(2)B 给地面的最大压力值。30、电磁起重机是工业中重要的运送装备。如图所示,一台电磁起重机利用电磁铁吸着一块质量为m=5t 的铁柱,从静止开始竖直匀加速上升 5m 达到最大速度 2m/s,接着匀速上升 10m 后再匀减速直至停止,整个过程总用时 20s,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,求铁柱上升过程中,(1)电磁铁对铁柱的作用力最大值;(2)铁柱的
13、平均速度大小;13 (3)电磁铁对铁柱的冲量。31、如图所示,质量为 3m的小球甲用长为=1.8m 的不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方。在光滑水平地面上有一质量为 2m的长木板丙,在长木板的最左端有一质量为m的小滑块乙,乙和丙一起向左匀速运动,小球甲刚好和小滑块乙在同一水平线上。在运动过程中,甲与乙只发生一次弹性碰撞,且碰撞前乙的速度为0=12m/s。已知小滑块乙与长木板丙间的动摩擦因数=0.6,重力加速度=10m/s2,甲、乙均可视为质点。(1)求甲与乙发生弹性碰撞后,小球甲上升的最大高度;(2)求木板长度为多少时,乙不会从木板上掉落;(3)若木板最右端有一弹性挡板,木板与地面间的动摩擦因数为
14、 0.2,请判断是否存在合适的木板长度使乙与挡板碰后瞬间丙的速度变为零,若存在,请求出木板的长度,若不存在,请说明理由。(其余条件不变)32、游乐场中滑滑梯是儿童喜欢的游乐项目,如图所示,其滑面可视为与水平地面夹角为的平直斜面。可以观察到有些小朋友能从滑梯上端加速下滑,有些小朋友却一直无法滑下来。已知当地的重力加速度为,忽略滑滑梯侧壁对小朋友下滑的摩擦力。(1)若小朋友下滑过程与滑面间的动摩擦因数为,求下滑加速度大小;(2)找出小朋友坐在滑面上却无法滑下的物理原因。14 实验题 33、某同学用图甲所示装置,测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知m460 g、M520 g 的两物体用细线连接,跨
15、过光滑轻质小滑轮在m下端接上纸带,接通打点计时器电源,让M从高处由静止开始下落,如图乙为实验打出的一条纸带,每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出),g取 9.8 m/s2,运动过程中系统受到的阻力大小为_。(结果保留两位有效数字)34、2020 年 5 月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:15 (i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为 53,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。(ii)调整手机使其摄像头正对木板
16、表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。(iii)该同学选取部分实验数据,画出了2t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为 5.6 m/s2(iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。回答以下问题:(1)当木板的倾角为 37时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为_m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点,利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为16 _m/s2.(
17、结果均保留 2 位有效数字)(2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为_ m/s2.(结果保留 2 位有效数字,sin37=0.60,cos37=0.80)35、在学习完圆周运动这章后,某物理学习小组在实验室设计图示的实验装置,探究圆锥摆周期的有关因素,该小组准备了铁架台、栓有细绳的小钢球、毫米刻度尺和秒表,已知当地的重力加速度为g,实验操作步骤如下:(1)给小球一个初速度,使小球在图示水平面做匀速圆周运动,小明立刻拿着秒表开始计时并数小球圆周运动的圈数,从他按下秒表的那一刻开始计数 0,当计数到n时停秒表,秒表显示的时间为t,则小球做圆周运动的周期T=_。(2)在小明计数计时的
18、过程中,小乐同学负责从刻度尺上读出铁架台上绳子结点到圆平面的竖直高度h=_cm。(3)小组猜测绳子长度L、绳子结点到圆平面的高度h对小球的周期T有影响,于是他们控制变量L和h,进行多次实验,得到数据并作图如下:根据图像可知,影响圆锥摆周期的因素是_。17 (4)请根据理论知识推算,图b中图像的斜率k=_(用题目所给出的符号表示)。36、测定物体的质量有多种方法。某同学利用下面方法间接测量物体质量M,装置如图甲所示一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连,重物P、Q的质量均为m=200g,在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z,重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度
19、为g=9.8m/s2。(1)某次实验中,先接通频率为 50Hz 的交流电源,再由静止释放系统,得到如图乙所示的纸带,则系统运动的加速度a=_m/s2(保留两位有效数字);(2)忽略各类阻力,求出物块 Z 质量的理论值为M理=_(保留两位有效数字);37、某兴趣小组欲测量滑块与水平木板间的动摩擦因数,他们设计了一个实验,实验装置如图 1 所示。该小组同学首先将一端带滑轮的木板固定在水平桌面上,连接好其他装置,然后挂上重物,使滑块做匀加速运动,打点计时器在纸带上打出一系列点.18 (1)图 2 是实验中获取的一条纸带的一部分,相邻两计数点间的距离如图所示,已知电源的频率为 50 Hz,相邻两计数点
20、间还有 4 个计时点未标出,根据图中数据计算的加速度 a=_ 2.(结果保留两位有效数字)(2)为测定动摩擦因数,该小组同学事先用弹簧测力计测出滑块与重物的重力分别如图 3、4 所示,则图 3 对应的示数为_N,图 4 对应的示数为_N;(3)重力加速度 g 取10/2,滑块与木板间的动摩擦因数=_(结果保留两位有效数字)。19 (文末附答案)高中物理牛顿运动定律_031 参考答案 1、答案:B 解析:A物体通过O点时弹簧的弹力为零,但摩擦力不为零,A 错误;B物体振动时要克服摩擦力做功,机械能减少,振幅减小,做阻尼振动,B 正确;CD物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。若停在O点摩擦
21、力为零,若不在O点,摩擦力和弹簧的弹力平衡,停止运动时物体所受的摩擦力不一定为,CD 错误。故选 B。2、答案:B 解析:A曲线运动的物体,速度方向一直在变,所以曲线运动速度不可能保持不变,故 A 错误;B做曲线运动的物体,所受合外力方向与速度方向一定不在一条直线上,故 B 正确;C只要物体的合外力方向与速度方向不在一条直线上,物体就做曲线运动,力的方向不一定改变。例如平抛运动,故 C 错误;D由牛顿第二定律可知,加速度的方向必须与合外力方向相同,故 D 错误。故选 B。3、答案:A 解析:ABA、B 整体由牛顿第二定律可得(mA+mB)gsin(mA+mB)a 20 解得 agsin A 正
22、确,B 错误;B对 B 受力分析,由牛顿第二定律可得 Bsin+=B 解得 =0 故细绳的张力为零,CD 错误。故选 A。4、答案:C 解析:A小环 C 下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力,非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中,非重力做正功,机械能增加。经过S的过程,非重力做负功,机械能减小。因此,小环 C 的机械能先增加再减小,下落到位置S时,小环 C 的机械能最大,故 A 错误;B小环从R处下落到Q处的过程中,物体 B 始终静止在地面上,动量变化量为零,因此物体 B 所受合力的冲量为零,即重力、弹簧弹力和地面对物体 B 的支持力的冲量和为零,则弹簧弹力和地面对物体的支持力的
23、冲量和与重力冲量等大反向,由于此过程重力冲量不为零,故 B 错误;C环在Q时动能最大。环在R和Q时,弹簧长度相同,弹性势能相同。Q和 A 通过细线相连,沿着绳子的分速度相等(如图 1 所示),故 cos=A 21 故 A 与环的动能之比为 kAk=12A2122=cos2 对小环和 A 的系统 =kA+k 联立可得小环 C 的最大动能=2+cos2 故 C 正确;D环在R和Q时,弹簧长度相同,B 对地面的压力为零,说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体 B 的重力mg。环在Q位置,环速度最大,说明受力平衡,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件,有 Tcos=Mg 对 A 有 T-mg-F=ma 对
24、B 有 F=mg 联立可得为 =cos 2 故 D 错误。故选 C。22 小提示:5、答案:B 解析:在伽利略研究力与运动的关系时,是在斜面实验的基础上,成功地设计了理想斜面实验,他以实际的实验为依据,抓住了客观事实的主要因素,忽略了次要因素,从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此,理想实验是实际实验的延伸,而不是实际的实验,是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断,故 ACD 错误,B 正确。故选 B。小提示:要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义,伽利略实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上,进行理想化推理。(也称作理想化实验)它标志着物理学的
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