7/72019屆高三一輪復習單元〔牛頓運動定律〕過關訓練題一、單項選擇題：共8題每題4分共32分1．如下圖,方框表示繞地球做勻速圓周運動的航天站中的一個實驗室,質量為m、受地球的吸引力為G的物體A放在P平面上,引力G的方向與P平面垂直,設物體A與P平面的動摩擦因數為μ,現在A物體上加一個沿P平面方向的力F,那么此刻,以下結論錯誤的選項是A.實驗室觀察到A物體的加速度大小為FB.實驗室觀察到A物體的加速度大小為F-μmgC.A物體的向心加速度大小為GD.A物體的加速度大小為(2．一物塊位于光滑水平桌面上,用一大小為F、方向如下圖的力去推它,使它以加速度a向右運動.假設保持力的方向不變而增大力的大小,那么A.a變大B.a不變C.a變小D.因為物塊的質量未知,故不能確定a變化的趨勢3．如圖,A、B之間的動摩擦因數為μ,A、B的上下外表均與斜面平行,當兩者以相同的初速度靠慣性沿傾角為的光滑固定斜面C向上做勻減速運動時A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C.A、B之間的摩擦力為零D.無法確定A、B之間是否存在摩擦力4．如下圖,在動摩擦因數μ＝0.2的水平面上有一個質量m＝1kg的小球,小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長的輕繩一端相連,此時小球處于靜止狀態,且水平面對小球的彈力恰好為零。在剪斷輕繩的瞬間(g取10m/s2)。以下說法中正確的選項是A.小球受力個數不變B.小球立即向左運動,且a＝8m/s2C.小球立即向左運動,且a＝10m/s2D.假設剪斷的是彈簧,那么剪斷瞬間小球加速度的大小a＝10m/s25．如下圖,一夾子夾住木塊,在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質量分別為m、M,夾子與木塊兩側間的最大靜摩擦力均為f。假設木塊不滑動,力F的最大值是A.2B.2C.2f(m+MD.2f(m+M6．在探究超重和失重規律時,某體重為G的同學站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動作。傳感器和計算機相連,經計算機處理后得到壓力F隨時間t變化的圖象,那么以下圖象中可能正確的選項是7．如下圖,光滑斜面固定于水平面上,滑塊A、B疊放后一起沖上斜面,且始終保持相對靜止,A上外表水平。那么在斜面上運動時,以下有關滑塊B受力的示意圖中正確的選項是8．質點所受的力F隨時間變化的規律如下圖,力的方向始終在一直線上。t＝0時質點的速度為零。在圖示t1、t2、t3和t4各時刻中,哪一時刻質點的速度最大？A.t1B.t2C.t3D.t4二、多項選擇題：共4題每題4分共16分9．某馬戲團演員做滑桿表演.豎直滑桿上端固定,下端懸空,滑桿的重力為200N。在桿的頂部裝有一拉力傳感器,可以顯示桿頂端所受拉力的大小。演員在滑桿上做完動作之后,先在桿上靜止了0.5s,然后沿桿下滑,3.5s末剛好滑到桿底端,并且速度恰好為零.整個過程中演員的v-t圖像和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如下圖,g取10m/s2。那么以下說法正確的選項是A.演員的體重為600NB.演員在第1s內一直處于超重狀態C.滑桿所受的最小拉力為620ND.滑桿所受的最大拉力為900N10．如下圖,質量為、傾角為θ的斜面體放在水平面上,接觸面均光滑,將質量為的物塊從斜面體的頂端由靜止開始釋放下滑加速度大小為,為了使斜面體保持靜止,需在斜面體上施加一水平恒力,那么該力大小為A.B.C.D.11．傾角為37°的等腰三角形光滑斜面abc固定在水平面上,斜邊邊長為27m,一長度為54m的輕質綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面上,質量分別為2kg、1kg的小滑塊A、B放在綢帶上面,并處于斜面頂端a處,A、B與綢帶間的動摩擦因數都為0.5,A、B與綢帶間最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。現由靜止同時釋放小滑塊A、B,不計空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2,以下說法中正確的選項是A.A、B同時到達斜面底端B.A、B到達斜面底端時的速率都為67

m/sC.A、B運動過程中因摩擦產生的熱量為108JD.A、B運動過程中因摩擦產生的熱量為324J12．如下圖,在農村有一種常見的平板車,車上放著一袋化肥。假設平板車在水平面向左加速運動且加速度逐漸增大,在運動過程中,這袋化肥始終和平板車保持相對靜止,那么A.平板車對化肥的支持力逐漸增大B.平板車對化肥的摩擦力逐漸增大C.平板車對化肥的作用力逐漸增大D.平板車對化肥的作用力方向豎直向上三、實驗題：共2題共15分13．(此題6分)用圖(a)所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律的實驗中：(1)某同學通過實驗得到如圖(b)所示的a—F圖象,造成圖線不過原點的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角

(填“偏大〞或“偏小〞)。(2)該同學在平衡摩擦力后進行實驗,小車在運動過程中實際所受的拉力_______砝碼和盤的總重力(填“大于〞、“小于〞或“等于〞),為了便于探究、減小誤差,應使小車質量M與砝碼和盤的總質量m滿足M______m的條件。14．(此題9分)如下圖為探究物體運動加速度與物體質量、物體受力關系的實驗裝置,砂和砂桶質量用m表示,小車和車上所加砝碼總質量用M表示,小車運動加速度用a表示。(1)實驗過程中需要適當抬起長木板的一端以平衡小車所受的摩擦力,該步驟中木板被抬起的角度與小車質量_______(選填“有關〞或“無關〞)(2)在探究加速度與小車受力關系的過程中,甲和乙兩小組分別用以下兩組數據進行實驗操作,其中你認為合理的是_____________(選填“甲〞或“乙〞)(3)在探究加速度與小車質量的過程中,應保持______不變,通過增減小車中砝碼改變小車質量M,實驗測出幾組a、M數據,以下圖線能直觀合理且正確反映a-M關系的是______________(4)圖為某次實驗得到的紙帶,實驗所用電源的頻率為50Hz。根據紙帶可求出小車的加速度大小為

m/s2。(結果保存二位有效數字)四、計算題：共3題共37分15．(此題10分)如下圖,靜止的水平傳送帶A、B兩點間距L=4m,一質量m=0.5kg的物塊以水平初速度v0=6m/s從A點滑上傳送帶,滑到B點時的速度為2m/s,取重力加速度g=10m/s2。(1)求物塊與傳送帶間的動摩擦因數;(2)現使傳送帶按順時針方向以恒定的速率v運行,物塊仍以初速度v0=6m/s從A點滑上傳送帶,試求以下三種情況下物塊在傳送帶上的運動時間。①當v=1m/s時;②當v=4m/s時;③當v=8m/s時。16．(此題12分)如圖甲所示,質量為1.0kg的物體置于固定斜面上,斜面的傾角θ=37°,對物體施以平行于斜面向上的拉力F,物體運動的F—t圖象如圖乙(規定沿斜面向上的方向為正方向,g=10m/s2,sin37°=0.6),物體與斜面間的動摩擦因數μ=3/8,試求:(1)0~1s內物體運動位移的大小;(2)1s后物體繼續沿斜面上滑的距離。17．(此題15分)如下圖,質量為M的汽車拖著質量為m的拖車在水平地面上由靜止開始做直線運動。汽車和拖車與水平地面間的動摩擦因數均為μ,汽車和拖車之間的繩索與水平地面間的夾角為θ,汽車的額定功率為P,重力加速度為g。為使汽車能盡快地加速到最大速度又能使汽車和拖車始終保持相對靜止(拖車不脫離地面),求:(1)汽車所能到達的最大速度為多少?(2)汽車能到達的最大加速度為多少?(3)汽車以最大加速度行駛的時間為多少?(不計空氣阻力)參考答案1.B【解析】此題考查了萬有引力、牛頓運動定律等相關知識點,意在考查考生理解和應用能力。因為航天站中的物體,受到的萬有引力全部提供向心力,物體處于完全失重狀態,即物體A與P之間沒有壓力,也就是物體A不會受到與P之間的摩擦力,故實驗室觀察到A物體的加速度大小為a=Fm,選項A正確、B錯誤；因為重力完全提供向心力,即G=ma,可得a=Gm,選項C正確；物體A受到的合力為：【備注】無2.A【解析】對物塊受力分析如下圖,分解力F,由牛頓第二定律得Fcosθ=ma,故a=Fcosθm,F【備注】無3.C【解析】先對AB整體受力分析,只受重力和斜面的支持力,合力沿斜面向下,由牛頓第二定律,有(mA+mB)gsinα由牛頓第二定律,有m聯立解得

f即A、B之間的摩擦力為零；所以C正確,A、B、D錯誤。【備注】無4.B【解析】此題考查了受力分析、共點力平衡、彈力等知識點,考查了考生的理解和應用能力。在剪斷輕繩前,小球受重力、繩子的拉力以及彈簧的彈力處于平衡,在剪斷輕繩的瞬間,繩子拉力消失,受力個數變化,選項A錯誤；剪斷繩子前,根據共點力平衡得,彈簧的彈力：F=mgtan【備注】無5.A【解析】此題的疑難在于研究對象的靈活選取及極值條件的挖掘,突破點是整體法與隔離法的配合使用。對整體有F-(M+m)g=(M+m)a,對木塊有2f-Mg=Ma,解得F=2f【備注】無6.D【解析】此題主要考查了對超重失重現象的理解,人處于超重或失重狀態時,人的重力并沒變,只是對支持物的壓力變了。人在下蹲過程中包括兩個階段,加速下蹲和減速下蹲,人在加速下蹲的過程中,具有向下的加速度,處于失重狀態,此時人對傳感器的壓力小于人所受重力的大小；在減速下蹲的過程中,加速度方向向上,處于超重狀態,此時人對傳感器的壓力大于人所受重力的大小,選項D正確；綜上選D。【備注】無7.D【解析】對滑塊A、B的整體,沖上斜面的過程其加速度應沿斜面向下,對滑塊B,將運動的加速度分解為沿水平方向和豎直方向兩個分量a1、a2,由牛頓第二定律知,在豎直方向上,G-N=ma2,在水平方向上,f=ma1,應選D。【備注】無8.B【解析】此題考查力和運動的知識,意在考查學生對牛頓第二定律的靈活應用。由圖可知F是周期性變化的變力.0--t1內物體做加速度增大的加速運動,t1--t2內物體做加速度減小的加速運動,到t2末物體的速度到達最大,故B選項正確。綜上此題選B。【備注】無9.AC【解析】演員在滑桿上靜止時,傳感器顯示的拉力F=800N等于演員的重力和滑桿的重力之和,又滑桿的重力為200N,所以演員的體重為800N-200N=600N,選項A正確;演員在第1s內先靜止后加速下滑,演員加速下滑時處于失重狀態,選項B錯誤;演員加速下滑時滑桿所受的拉力最小,由題圖所示v-t圖像可知演員加速下滑時的加速度a1=3m/s2,對演員,根據牛頓第二定律有mg-f1=ma1,解得f1=420N,對滑桿,由平衡條件得滑桿所受的最小拉力F1=420N+200N=620N,選項C正確;演員減速下滑時滑桿所受的拉力最大,由題圖所示v-t圖像可知演員減速下滑時的加速度大小a2=1.5m/s2,對演員,根據牛頓第二定律有f2-mg=ma2,解得f2=690N,對滑桿,由平衡條件得滑桿所受的最大拉力F2=690N+200N=890N,選項D錯誤。【備注】無10.AC【解析】此題考查受力平衡狀態的分析對小物塊分析,在垂直斜面方向上有：N=mgcosθ,斜面體分析,小物塊對斜面體的壓力等于斜面體對小物塊的支持力N′,大小為mgcosθ,因為水平方向上平衡,有：N′sinθ=F,N′=N=mgcosθ,解得F=mgsinθcosθ．故A正確,B錯誤；斜面保持靜止那么小物體沿斜面向下勻加速下滑,加速度a=gsinθ,代入A選項表達式可得：F=macosθ,故C正確,D錯誤；所以選：AC.【備注】無11.BC【解析】此題考查牛頓第二定律與運動學規律,意在考查考生運用牛頓運動定律、力和運動學的知識解決多物體、多過程的復雜運動問題的能力。A的滑動摩擦力為μmAgcos37°=8N,B的滑動摩擦力為μmBgcos37°=4N,對于輕質綢帶而言,A、B對它的摩擦力都和綢帶中的張力大小相等,故A與綢帶相對靜止,B與綢帶發生相對滑動。B在綢帶上下滑的加速度大小為aB=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,A與綢帶的加速度大小為aA,mAgsin37°-μmBgcos37°=mAaA,得aA=4m/s2,B在綢帶上運動的時間為t1,那么27m=12(2m/s2+4m/s2)t12,得t1=3s,3s末A、B的位移大小分別為sA=12aAt12=18m、sB=12aBt12=9m,速度大小分別為vA=aAt1=12m/s、vB=aBt1=6m/s。B離開綢帶后A、B加速度均為aAB=gsin37°=6m/s2,由vt2-v02=2ax可知A、B到達斜面底端時,vB'=vB2+2a【備注】無12.BC【解析】此題主要考查牛頓運動定律。對化肥受力分析如下：設平板車的斜面傾角為θ,那么沿斜面方向有：f-mgsinθ=由整體可知F=ma,合力增大,由于重力不變,故平板車對化肥的作用力逐漸增大,故C正確；選項D,由于化肥的加速度向左,化肥的合力向左,故平板車對化肥的作用力必然也向左上方,應選項D錯誤。此題正確選項為BC。【備注】無13.(1)偏大(2)小于；遠大于【解析】(1)據圖象(b)可知,當力F=0時有加速度,說明滑板傾角過大；(2)小車加速運動過程中,砝碼和盤加速向下運動,處于失重狀態,那么有,即拉力小于重力；為了減小誤差,由得可知,使時,砝碼和盤的重力可近似等于拉力。【備注】無14.(1)無關

(2)乙

(3)砂和砂桶質量

C

(4)3.2【解析】此題考查a與m、F關系的知識點,意在考查學生的實驗能力。(1)平衡摩擦力需滿足：mgsinθ=μmgcosθ,由等式可知與小車的質量無關；(2)在在探究加速度與小車受力關系實驗的過程中,測量的數據要有明顯的變化,才能使實驗更有說服力,從表格中的數據來看,甲的實驗過程中拉力的大小變化很小,那么加速度的變化也會很小,這樣的實驗誤差可能會比擬大,是不合理的,相比之下,乙的數據更合理；(3)在研究加速度跟小車質量M的關系時,保持砂和砂桶質量m不變,改變小車質量M,在小車質量M遠大于砂桶及砂桶中砂質量m時,即當滿足M?m時,可以認為小車受到的拉力F=mg,此時加速度a與小車質量M成反比,與拉力成正比,以1M橫軸,a為縱軸,那么a-1M圖象應是過原點的直線,當小車質量M不遠大于重物質量(4)a=x【備注】無15.(1)0.4

(2)①1s

②0.875s

③0.5625s【解析】(1)物塊受到三個力的作用：豎直向下的重力mg、豎直向上的支持力N、水平向左的滑動摩擦力f。因合外力向左且恒定而初速度向右,故物塊向右做勻減速運動。對物塊的減速過程有vB2-v對物塊應用牛頓第二定律得-μmg=ma解得a=-4m/s2,μ=0.4(2)當v≤2m/s時,物塊仍一直向右做勻減速運動。當2m/s<v<6m/s時,物塊先做勻減速運動后做勻速運動。當v=6m/s時,物塊做勻速直線運動。當v>6m/s時,物塊滑上傳送帶后相對于傳送帶向左運動,故所受的摩擦力向右。假設物塊一直加速,其加速度a'=4m/s2,根據v'2B-v02=2aL得v'B=68

m/s=217

m/s。因此當6m/s<v<217

m/s時,物塊先做勻加速運動后做勻速運動;當v≥2①當v=1m/s時,根據L=v0+vB②當v=4m/s時,設物塊的減速時間為t1,勻速時間為t2。根據v=v0-at1得t1=0.5s,根據減速位移x1=v0+v2t1得x1=2.5m,根據L-x1=vt2得t2=0.375s,物塊在傳送帶上的運動時間t=t1+t③當v=8m/s時,設物塊的加速時間為t3,勻速時間為t4。根據v=v0+a't3得t3=0.5s,根