統(tǒng)考版2025屆高考物理二輪復習闖關導練熱點3牛頓運動定律含解析

PAGE10-熱點3牛頓運動定律一、選擇題(1～6題為單項選擇題，7～10題為多項選擇題)1．在某次交通事故中一輛載有30噸“工”字形鋼材的載重汽車由于避讓橫穿公路的電動車而緊急制動，結果車廂上的鋼材向前沖出，壓扁駕駛室．關于這起事故緣由的分析正確的是()A．由于車廂上的鋼材有慣性，在汽車制動時，接著向前運動，壓扁駕駛室B．由于汽車緊急制動，使其慣性減小，而鋼材慣性較大，所以接著向前運動C．由于車廂上的鋼材所受阻力太小，不足以克服其慣性，所以接著向前運動D．由于汽車制動前的速度太大，汽車的慣性比鋼材的慣性大，在汽車制動后，鋼材接著向前運動2．一質量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關系圖象如圖所示．乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示．重力加速度大小為g.以下推斷正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mgB．t1～t2時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mgC．t2～t3時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mgD．t2～t3時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg3．[2024·河南頂級名校第四次聯(lián)測]如圖所示，水平地面上放置一個質量為1kg的物塊A，在A的上面放置另一個質量也為1kg的物塊B，已知A與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ1＝0.5，A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ2＝0.2.現(xiàn)在給物塊A施加一個與水平方向夾角為θ＝37°、斜向右上方、大小恒為10N的力F，則物塊B所受的摩擦力(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．大小為0.5N，方向水平向右B．大小為2N，方向水平向右C．大小為0.5N，方向水平向左D．大小為2N，方向水平向左4.[2024·江蘇揚州中學調研]如圖所示，小球A質量為m，木塊B質量為2m，兩物體通過豎直輕彈簧連接放置在水平面上靜止．現(xiàn)對A施加一個豎直向上的恒力F，使小球A在豎直方向上運動，經(jīng)彈簧原長時小球A的速度恰好最大，已知重力加速度為g，則在木塊B對地面壓力為零時，小球AA．3gB．C．2gD．5．[2024·云南昆明市教學質量檢測]如圖所示，質量為M的滑塊A放置在光滑水平地面上，左側面是圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面，當用一水平恒力F作用在滑塊A上時，一質量為m的小球B(可視為質點)在圓弧面上與A保持相對靜止，此時小球B距軌道末端Q的豎直高度為H＝eq\f(R,3)，重力加速度為g，則F的大小為()A.eq\f(\r(5),3)MgB.eq\f(\r(5),2)MgC.eq\f(\r(5),3)(M＋m)gD.eq\f(\r(5),2)(M＋m)g6．[2024·江蘇卷，5]中歐班列在歐亞大陸開拓了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力氣．某運輸抗疫物資的班列由40節(jié)質量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節(jié)對第3節(jié)車廂的牽引力為F.若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為()A．FB.eq\f(19F,20)C.eq\f(F,19)D.eq\f(F,20)7.[2024·福建三明市質檢]水平地面上質量為1kg的物塊受到水平拉力F1、F2的作用，F(xiàn)1、F2隨時間的改變?nèi)鐖D所示，已知物塊在前2s內(nèi)以4m/s的速度做勻速直線運動，取g＝10m/s2，則()A．物塊與地面的動摩擦因數(shù)為0.2B．3s末物塊受到的摩擦力大小為3NC．4s末物塊受到的摩擦力大小為1ND．5s末物塊的加速度大小為3m/s28.[2024·江西上饒市重點中學六校第一次聯(lián)考]如圖所示，長木板放置在水平面上，一小物塊置于長木板的中心，長木板和物塊的質量均為m，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，木板與水平面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(μ,4)，已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g，現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F，則木板加速度a大小可能是()A．a(chǎn)＝0B．a(chǎn)＝eq\f(2μg,3)C．a(chǎn)＝eq\f(μg,2)D．a(chǎn)＝eq\f(F,2m)－eq\f(μg,4)9．高鐵已成為重要的“中國名片”，領跑世界．一輛由8節(jié)車廂編組的列車，從車頭起先的第2、3、6和7共四節(jié)為動力車廂，其余為非動力車廂．列車在平直軌道上勻加速啟動時，若每節(jié)動力車廂牽引力大小均為F，每節(jié)車廂質量都為m，每節(jié)車廂所受阻力均為車廂重力的k倍，重力加速度為g，則()A．啟動時車廂對乘客作用力的方向豎直向上B．整個列車的加速度大小為eq\f(F－2kmg,2m)C．第2節(jié)車廂對第1節(jié)車廂的作用力大小為eq\f(F,2)D．第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的作用力大小為eq\f(F＋kmg,2)10．粗糙的水平面上一物體在水平方向拉力作用下做直線運動，水平拉力F及運動速度v隨時間改變的圖線如圖中甲、乙所示，取重力加速度g＝10m/s2，則()A．前2s內(nèi)物體運動的加速度大小為2m/s2B．前4s內(nèi)物體運動的位移的大小為8mC．物體的質量m為2kgD．物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1二、非選擇題11．[2024·浙江7月，19]如圖1所示，有一質量m＝200kg的物件在電機的牽引下從地面豎直向上經(jīng)加速、勻速、勻減速至指定位置．當加速運動到總位移的eq\f(1,4)時起先計時，測得電機的牽引力隨時間改變的F-t圖線如圖2所示，t＝34s末速度減為0時恰好到達指定位置．若不計繩索的質量和空氣阻力，求物件圖1圖2(1)做勻減速運動的加速度大小和方向；(2)勻速運動的速度大??；(3)總位移的大?。?2.[2024·湖南衡陽市聯(lián)考(二)]如圖甲所示，在水平地面上有一質量為m1＝1kg的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2＝2kg的木塊，木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.3，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1.設最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．現(xiàn)給木塊施加隨時間t增大的水平拉力F＝3t(N)，取重力加速度g＝10m/s2.(1)求木塊和木板保持相對靜止的時間t1；(2)求t＝10s時，兩物體的加速度大??；(3)在圖乙中畫出木塊的加速度隨時間改變的圖象．(取水平拉力F的方向為正方向，只要求畫圖，不要求寫出理由及計算過程)13．如圖甲所示，傾角為37°足夠長的傳送帶以4m/s的速度順時針轉動，現(xiàn)使小物塊以2m/s的初速度沿斜面對下沖上傳送帶，小物塊的速度隨時間改變的關系如圖乙所示，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，試求：(1)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(2)0～8s內(nèi)小物塊與傳送帶之間的劃痕長度．熱點3牛頓運動定律1．答案：A2．答案：D解析：依據(jù)位移-時間圖象的斜率表示速度可知，0～t1時間內(nèi)，圖象斜率增大，速度v增大，加速度方向向下，由牛頓運動定律可知乘客處于失重狀態(tài)，所受的支持力FN<mg，選項A錯誤；t1～t2時間內(nèi)，圖象斜率不變，速度v不變，加速度為零，乘客所受的支持力FN＝mg，選項B錯誤；t2～t3時間內(nèi)，圖象斜率減小，速度v減小，加速度方向向上，由牛頓運動定律可知乘客處于超重狀態(tài)，所受的支持力FN>mg，選項C錯誤，D正確．3．答案：A解析：假設A、B一起運動，以A、B整體為探討對象，依據(jù)牛頓其次定律有Fcosθ－μ1(mAg＋mBg－Fsinθ)＝(mA＋mB)a，解得a＝0.5m/s2；以B為探討對象，依據(jù)牛頓其次定律有FfAB＝mBa＝0.5N<μ2mBg＝2N，假設成立，所以物塊B所受的摩擦力為靜摩擦力，大小為FfAB＝0.5N，方向水平向右，故A正確，B、C、D錯誤．4．答案：C解析：經(jīng)彈簧原長時小球A速度恰好最大，此時小球加速度為零，則恒力F＝mg；木塊B對地面壓力為零時，由平衡條件知彈簧的彈力為2mg，又由牛頓其次定律得：F－mg－2mg＝ma，解得小球A的加速度a＝－2g5.答案：D解析：連接OB，設OB連線與豎直方向的夾角為θ，如圖所示，由幾何關系得：cosθ＝eq\f(R－H,R)＝eq\f(2,3)sinθ＝eq\r(1－cos2θ)＝eq\f(\r(5),3)則tanθ＝eq\f(\r(5),2)此時小球受到的合外力F合＝mgtanθ＝eq\f(\r(5),2)mg由牛頓其次定律可得：a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(\r(5),2)g以整體為探討對象，由牛頓其次定律可得F＝(M＋m)a＝eq\f(\r(5),2)(M＋m)g，故D正確，A、B、C錯誤．6．答案：C解析：設列車做勻加速直線運動的加速度為a，可將后面的38節(jié)車廂作為一個整體進行分析，設每節(jié)車廂的質量均為m，每節(jié)車廂所受的摩擦力和空氣阻力的合力大小均為f，則有F－38f＝38ma，再將最終面的2節(jié)車廂作為一個整體進行分析，設倒數(shù)第3節(jié)車廂對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為F′，則有F′－2f＝2ma，聯(lián)立解得F′＝eq\f(1,19)F，C項正確，A、B、D項均錯誤．7．答案：BC解析：在0～2s內(nèi)物塊做勻速直線運動，則摩擦力Ff＝3N，則μ＝eq\f(Ff,mg)＝eq\f(3,10)＝0.3，選項A錯誤；2s后物塊做勻減速直線運動，加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(6－5－3,1)m/s2＝－2m/s2，則經(jīng)過t＝eq\f(0－v,a)＝2s，即4s末速度減為零，則3s末物塊受到的摩擦力大小為3N,4s末物塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為6N－5N＝1N，選項B、C正確；物塊停止后，因兩個力的差值小于最大靜摩擦力，則物塊不再運動，則5s末物塊的加速度為零，選項D錯誤．8．答案：ACD解析：若F較小時，木板和物塊均靜止，則木板的加速度為零，選項A正確；若物塊和木板一起運動且不發(fā)生相對滑動，對木板和物塊的整體，依據(jù)牛頓其次定律可得：F－eq\f(1,4)μ·2mg＝2ma，解得：a＝eq\f(F,2m)－eq\f(1,4)μg，選項D正確；若物塊和木板之間發(fā)生相對滑動，對木板，水平方向受兩個摩擦力的作用，依據(jù)牛頓其次定律，有：μmg－eq\f(1,4)μ·2mg＝ma，解得：a＝eq\f(1,2)μg，故選項B錯誤，C正確．9．答案：BC解析：啟動時車廂對乘客豎直方向有豎直向上的支持力，水平方向有沿列車運動方向的力，兩個力的合力方向斜向上方，選項A錯誤；對整個列車，依據(jù)牛頓其次定律：4F－8kmg＝8ma，解得a＝eq\f(F－2kmg,2m)，選項B正確；對第1節(jié)車廂，依據(jù)牛頓其次定律：F21－kmg＝ma，解得F21＝eq\f(F,2)，選項C正確；對第1、2節(jié)車廂的整體，依據(jù)牛頓其次定律：F32＋F－2kmg＝2ma，解得F32＝0，依據(jù)牛頓第三定律可知，選項D錯誤．10．答案：AD解析：依據(jù)速度圖象的斜率等于加速度，可知前2s內(nèi)物體的運動加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2，故A正確；前4s內(nèi)物體的位移為x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2×4＋2×4))m＝12m，故B錯誤；依據(jù)牛頓其次定律得：前2s內(nèi)F1－μmg＝ma后2s內(nèi)F2＝μmg，由圖得F1＝15N，F(xiàn)2＝5N，代入解得：m＝5kg，μ＝0.1，故C錯誤，D正確．11．答案：(1)0.125m/s2方向豎直向下(2)1m/s(3)40m解析：(1)牛頓其次定律mg－FT＝ma得a＝g－eq\f(FT,m)＝0.125m/s2豎直向下(2)運動學公式v＝at2＝1m/s(3)勻速上升的位移h1＝vt1＝26m勻減速上升的位移h2＝eq\f(v,2)t2＝4m總位移h＝40m12．答案：(1)4s(2)3m/s212m/s2(3)見解析圖解析：(1)當F<μ2(m1＋m2)g＝3N時，此時F<μ1m2g木塊和木板都沒有被拉動，處于靜止狀態(tài)．當木塊和木板相對靜止一起運動時，對m1：Ffmax－μ2(m1＋m2)g＝m1aFfmax＝μ1解得：a＝3m/s2對m1和m2整體有：F1－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a解得F1＝12N由F1＝3t1(N)得：t1＝4s(2)t＝10s時，木塊與木板已相對運動，則有：對m1：μ1m2g－μ2(m1＋m2)g＝解得：a1＝3m/s2對m2：F－μ1m2g＝F＝3t＝30N解得：a2＝12m/s2.(3)由(1)(2)問分析可知，圖象過(1,0)，(4,3)，(10,12)13．答案：(1)eq\f(7,8)(2)18m解析：(1)依據(jù)v-t圖象的斜率表示加速度可得