2020-2021学年高三物理一轮复习同步练习专题05 牛顿运动定律
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2020-2021学年高考物理一轮复习 专题5 牛顿运动定律—【练】
一、夯实基础
1.如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力。则运动员( )
A ．起跳时脚对滑板的作用力斜向后
B ．在空中水平方向先加速后减速
C ．越过杆后落在滑板的后方
D ．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置 【答案】：D
【解析】：人相对于滑板竖直向上起跳后，由于惯性，两者在水平方向上保持原速度不变，故人越杆后仍能落向滑板上起跳的位置。
2．手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是( ) A ．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂
B ．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
C ．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D ．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系 【答案】： C
【解析】：
锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的力是作用力与反作用力的关系，不论力的作用效果如何，两者
总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。故C正确。
3．(多选)下列说法正确的是()
A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度
B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用
C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关
D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小
【答案】：ACD
【解析】：由于物体的加速度与合外力是瞬时对应关系，因此当力作用瞬间，物体会立即产生加速度。选项A正确。
根据因果关系，合外力是产生加速度的原因，即物体由于受合外力作用，才会产生加速度。选项B错误。牛顿第二定律F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关。选项C正确。
由牛顿第二定律知物体所受合外力减小，加速度一定会减小，如果物体加速，其速度会增大，如果物体减速，其速度会减小。选项D正确。
4．如图所示，物体A和B的重力分别为11 N和7 N，不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则下列说法正确的是()
A．弹簧秤的读数为14 N，A对地面的压力为11 N
B．弹簧秤的读数为18 N，A对地面的压力为0
C．弹簧秤的读数为7 N，A对地面的压力为4 N
D．弹簧秤的读数为0，A对地面的压力为11 N
【答案】：C
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【解析】： 物体B 保持静止，说明B 物体合外力为零，即绳上拉力为7 N 。此刻弹簧秤静止，因此弹簧秤的读数为7 N 。说明弹簧秤对A 拉力为7 N ，地面对A 物体应有4 N 的支持力(根据牛顿第三定律可知A 对地面的压力为4 N)，所以C 正确。
5.如图所示，光滑水平面上，A 、B 两物体用轻弹簧连接在一起，A 、B 的质量分别为m 1、m 2，在拉力F 作用下，A 、B 共同做匀加速直线运动，加速度大小为a ，某时刻突然撤去拉力F ，此瞬时A 和B 的加速度大小为a 1和a 2，则( )
A ．a 1＝0，a 2＝0
B ．a 1＝a ，a 2＝m 2m 1＋m 2
a
C ．a 1＝m 2m 1＋m 2a ，a 2＝m 2
m 1＋m 2a
D ．a 1＝a ，a 2＝m 1
m 2a
【答案】D
【解析】： 撤去拉力F 前，设弹簧的劲度系数为k ，形变量为x ，对A 由牛顿第二定律得kx ＝m 1a ；撤去拉力F 后，弹簧的形变量保持不变，对A 由牛顿第二定律得kx ＝m 1a 1，对B 由牛顿第二定律kx ＝m 2a 2，解得a 1＝a 、a 2＝m 1
m 2
a ，故选项D 正确。
二、能力提升
6.如图所示，一质量为M ＝2 kg 、倾角为θ＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面上叠放一质量为m ＝1 kg 的光滑楔形物块，物块在水平恒力F 的作用下与斜面体一起恰好保持相对静止地向右运动。重力加速度取g ＝10 m/s 2。下列判断正确的是( )
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A ．物块对斜面的压力大小F N ＝5 2 N
B ．斜面体的加速度大小为a ＝10 m/s 2
C ．水平恒力大小F ＝15 N
D ．若水平作用力F 作用到M 上系统仍保持相对静止，则F 将变小 【答案】C
【解析】对M 、m 整体分析，受重力、支持力和推力，根据牛顿第二定律可得，水平方向：F ＝(M ＋m )a ；竖直方向：N ＝(M ＋m )g ；再对M 分析，受重力、压力F N 、支持力，根据牛顿第二定律可得，水平方向：F N sin θ＝Ma ；竖直方向：F N cos θ＋Mg ＝N ；联立解得：a ＝mg tan θ
M ＝5 m/s 2；F ＝(M ＋m )mg tan θM ＝15 N ；F N
＝
mg
cos θ
＝10 2 N ，故A 、B 错误，C 正确；若水平作用力F 作用到M 上系统仍保持相对静止，则对整体：F ＝(M ＋m )a ′；对m ：mg tan 45°＝ma ′，解得F ＝(M ＋m )g ＝30 N ，即F 变大，故D 错误。
7.如图所示，物块A 、B 质量相等，在恒力F 作用下，在水平面上做匀加速直线运动。若物块与水平面间接触面光滑，物块A 的加速度大小为a 1，物块A 、B 间的相互作用力大小为F N1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A 、B 与水平面间的动摩擦因数相同，物块B 的加速度大小为a 2，物块A 、B 间的相互作用力大小为F N2。则下列说法正确的是( )
A ．a 1＝a 2，F N1>F N2
B ．a 1＝a 2，F N1＝F N2
C ．a 1>a 2，F N1>F N2
D ．a 1>a 2，F N1＝F N2
【答案】D
【解析】设A 、B 的质量为m ，接触面光滑时，对整体分析有a 1＝F m ＋m ＝F 2m ，对B 分析F N1＝m B a 1＝F
2。接
触面粗糙时，对整体分析有a 2＝F －f 2m ＝F 2m －μg ，可知a 1>a 2；对B 分析有F N2＝ma 2＋μmg ＝F
2，则F N1＝F N2。
故D 正确。
8．用外力F 拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a 随外力F
的变化关系如图所示，下列
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说法正确的是( )
A ．物体的质量为F 0
a 0
B ．地球表面的重力加速度为2a 0
C ．当a >0时，物体处于失重状态
D ．当a ＝a 1时，拉力F ＝F 0
a 0a 1
【答案】A
【解析】当F ＝0时a ＝－a 0，此时的加速度为重力加速度，故g ＝a 0，所以B 错误。当a ＝0时，拉力F ＝F 0，拉力大小等于重力，故物体的质量为F 0
a 0，所以A 正确。当a >0时，加速度方向竖直向上，物体处于超
重状态，所以C 错误。当a ＝a 1时，由牛顿第二定律得F －mg ＝ma 1，又m ＝F 0a 0、g ＝a 0，故拉力F ＝F 0
a 0(a 1
＋a 0)，所以D 错误。
9.某实验小组利用下图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)下列做法正确的是________。(填字母代号)
A ．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)
(3)
甲、乙两同学在同一实验室，各取一套装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙。(选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】：(1)AD(2)远小于(3)小于大于
【解析】：(1)在探究加速度与力、质量的关系的实验中，平衡摩擦力时木板不通过定滑轮挂砝码桶，而要挂纸带，并且改变质量时不需要重新平衡摩擦力；在实验时应先接通电源再放开木块，故选项A、D均正确，B、C均错误。
(2)选木块(M)、砝码桶及桶内的砝码(m)为研究对象，
则mg＝(M＋m)a①
选砝码桶及桶内的砝码为研究对象
则mg－F T＝ma①
联立①①得：F T＝mg－m2g
M＋m
要使F T＝mg需要m2g
M＋m接近于0即M①m
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(3)对木块由牛顿第二定律得： F －μmg ＝ma 即a ＝1
m F －μg 。
由上式与题图结合可知： 1m 甲>1
m 乙
，μ甲g >μ乙g 。 即：m 甲
10.如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质力传感器能显示挂钩处所受的拉力。
(1)在探究质量一定时、加速度与合外力的关系时，要使力的传感器的示数等于小车所受合外力，必须进行的操作是__________________。然后保证小车的质量不变，多次向沙桶里加沙，测得多组a 和F 的值，画出的a -F 图象是________。
(2)在探究合外力一定时、加速度与质量的关系时，先测出小车质量m ，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t 。改变小车质量m ，测得多组m 、t 的值，建立坐标系描点作出图线。下列能直观得出合外力一定时，加速度与质量成反比的图线是________。
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【答案】： (1)平衡摩擦力 C (2)C
【解析】： (1)小车与木板之间存在摩擦力，这样就不能用绳子的拉力代替合力，所以做实验首先必须要平衡摩擦力。小车质量m 0一定时，加速度与合外力F 成正比，故C 正确。
(2)小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移x ＝12at 2，所以加速度a ＝2x
t 2，改变小车质量m ，
测得多组m 、t 的值，由于位移不变，所以a 与t 2成反比，则合外力一定时，加速度与质量成反比，正确的图线是C ，故选C 。