高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 微专题11 牛顿运动定律的理解

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺牛顿运动定律的理解 方法点拨(1)理解牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、同一性、独立性(2)轻绳、轻杆和接触面的弹力能跟随外界条件发生突变；弹簧(或橡皮绳)的弹力不能突变，在外界条件发生变化的瞬间可认为是不变的(3)多个物体一起运动时，知其一物体加速度即可知整体加速度，反之亦然从而知其合外力方向1(牛顿运动定律的理解)如图1所示，弹簧左端固定，右端可自由伸长到P点一物块从光滑水平面的b位置以速度v向左运动，将弹簧压缩到最短a点，之后物块被弹簧向右弹出物块从P到a的运动过程，以下说法正确的是()图1A物块的惯性减小B在a位置，物块的惯性为零C物块对弹簧的作用力和弹簧对物块的作用力大小相等D在a位置，物块对弹簧的作用力小于弹簧对物块的作用力2(瞬时性)如图2，A、B、C三个小球的质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统静止，现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线瞬间，A、B、C的加速度的大小分别为()A1.5g1.5g0 Bg2g0Cggg Dgg0 图23(矢量性)(多选)如图3所示，套在绳索上的小圆环P下面用悬线挂一个重为G的物体Q并使它们处于静止状态现释放圆环P，让其沿与水平面成角的绳索无摩擦下滑，在圆环P下滑过程中绳索处于绷紧状态(可认为是一直线)，若圆环和物体下滑时不振动，稳定后，下列说法正确的是()图3AQ的加速度一定小于gsin B悬线所受拉力为Gsin C悬线所受拉力为Gcos D悬线一定与绳索垂直4(瞬时性)如图4所示，两个完全相同的轻弹簧a、b，一端固定在水平面上，另一端与质量为m的小球相连，轻杆c一端固定在天花板上，另一端与小球拴接弹簧a、b和轻杆互成120角，且弹簧a、b的弹力大小均为mg，g为重力加速度，如果将轻杆突然撤去，则撤去瞬间的加速度大小可能为() 图4Aa0 BagCa1.5g Da3g5(矢量性)如图5所示，光滑斜面的倾角为，一个质量为m的物体放在斜面上，如果斜面以加速度a水平向左做匀加速直线运动，物体与斜面间无相对运动，则斜面对物体的支持力的大小错误的是()图5Amgcos B.C. Dm6质量相等的甲、乙两物体同时从同一位置由静止开始沿水平直线运动，从开始运动的t0时刻起，两物体的速度时间图象如图6所示，则下列判断正确的是()图6A开始运动时，甲受到的合外力小于乙受到的合外力Bt0时刻甲、乙两物体所受合外力大小相等C在0t0时间内任意时刻，甲受到的合外力都小于乙受到的合外力D在0t0时间内，甲物体在中间时刻的速度大于乙物体的平均速度7以初速度v竖直向上抛出一小球，小球所受空气阻力与速度的大小成正比，下列图象中，能正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是()8(多选)如图7所示，人站在匀加速斜向上的电梯上，则()图7A人受到摩擦力方向沿运动方向，即与水平方向成角斜向上B人受到摩擦力方向沿水平方向向右C人受到梯面的支持力大于其重力D人受到梯面的支持力等于其重力9如图8所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态现将木块C迅速移开，若重力加速度为g，则在木块C移开的瞬间()A木块B对水平面的压力迅速变为2mg 图8B弹簧的弹力大小为mgC木块A的加速度大小为2gD弹簧的弹性势能立即减小10(多选)如图9所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小钩钩住质量为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计静止时p、q与竖直方向的夹角均为60.下列判断正确的有() 图9A若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mgB若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为gC若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为mgD若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g11(多选)质量为m2 kg的物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平面间的动摩擦因数0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始沿水平地面向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，如图10a所示，物块运动过程中其速度v随时间t变化规律如图b所示，重力加速度g取10 m/s2，则()图10A物块经过4 s时间回到出发点B物块运动到第3 s时改变水平拉力的方向C3.5 s时刻水平力F的大小为4 ND4.5 s时刻水平力F的大小为16 N12用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图11所示，取g10 m/s2，水平面各处粗糙程度相同，则由此不能计算出()图11A物体与水平面间的滑动摩擦力B物体与水平面间的动摩擦因数C外力F为12 N时物体的速度D物体的质量13如图12所示的水平地面上，直角斜面体M的倾角为30，物块A、B的质量相等，C为轻质定滑轮图甲中斜面体M和物块A、B均处于静止状态，图乙中斜面体M和物块A、B一起以加速度ag水平向右做匀加速直线运动，且三者保持相对静止关于物块A、B的受力情况，下列说法中正确的是()图12A图甲中的物块A一定受三个力作用B图甲中的物块B一定受四个力作用C图乙中的物块A一定受三个力作用D图乙中的物块B一定受四个力作用答案精析1C物块从P到a运动过程中，质量不变，惯性不变，A、B项错误；根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，C项正确，D项错误2A在剪断细线的瞬间，弹簧上的力没有来得及发生变化，故C球受到的重力和弹簧弹力不变，C球合力为零，加速度为0；A、B球被轻绳拴在一起整体受重力和弹簧的拉力，合力为3mg，则A、B的加速度大小均为1.5g，故A正确，B、C、D错误3CD由题意知，小圆环和Q保持相对静止一起沿绳索无摩擦下滑，整体受重力和支持力作用，加速度方向一定沿绳索方向向下，由牛顿第二定律有，a，解得：agsin ，A项错，再对Q受力分析，受到竖直向下的重力和拉力，合力大小F合mQgsin ，又重力沿绳索方向的分力也为mQgsin ，则由牛顿第二定律可知，悬线上的拉力沿绳索方向的分力为零，所以悬线一定与绳索垂直，而在垂直于绳索方向上，由平衡条件有：悬线上的拉力FGcos ，故B项错，C、D项正确4A弹簧a、b的弹力大小均为mg，当弹簧的弹力为拉力时，其合力方向竖直向下、大小为mg，轻杆对小球的拉力大小为2mg，将轻杆突然撤去时，小球合力为2mg，此时加速度大小为2g；当弹簧的弹力为压力时，其合力竖直向上、大小为mg，根据平衡条件，轻杆上的力为零，将轻杆突然撤去时，小球受到的合力为0，此时加速度大小为0，所以只有选项A正确5A根据题述，斜面以加速度a水平向左做匀加速直线运动，物体与斜面间无相对运动，则放在斜面上的物体所受合外力一定向左隔离物体，分析受力，物体受到斜面支持力和重力，二力的合力向左，大小等于ma，则有：F2(mg)2(ma)2，解得Fm，选项D正确；或有Fsin ma，解得F，选项C正确；或有Fcos mg，解得F，选项B正确6D由题图可知，开始运动时，甲运动图象的斜率大于乙运动图象的斜率，根据斜率表示加速度可知，甲的加速度大于乙的加速度，由牛顿第二定律可知，此时甲受到的合外力大于乙受到的合外力，A错误；t0时刻甲的加速度小于乙的加速度，甲受到的合外力小于乙受到的合外力，B错误；甲做匀加速直线运动，乙做加速度逐渐增大的加速运动，乙的加速度先小于甲，而后加速度逐渐增大又大于甲，所以在0t0时间内，甲所受合外力先大于乙而后小于乙，C错误；在0t0时间内，甲的位移大于乙的位移，甲的平均速度大于乙的平均速度，由于甲做匀加速直线运动，甲在中间时刻的速度等于甲的平均速度，所以甲物体在中间时刻的速度大于乙物体的平均速度，D正确7A由于小球所受空气阻力与速度的大小成正比，上升阶段，由牛顿第二定律有：mgkvma，刚抛出时，速度最大，所受空气阻力最大，加速度最大，速度图象斜率绝对值最大随着小球上升，速度逐渐减小，所受空气阻力减小，加速度减小，速度图象斜率绝对值减小下降阶段，由牛顿第二定律有：mgkvma，随着速度的增大，所受空气阻力增大，加速度减小，速度图象斜率绝对值减小根据上述分析可知，能正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是图象A.8BC对人受力分析：重力mg、支持力F1、摩擦力F2(摩擦力方向一定与接触面平行，由加速度的方向推知F2的方向为水平向右)建立直角坐标系：取水平向右(即F2的方向)为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，如图所示对加速度分解可得：x轴方向上：axacos y轴方向上：ayasin 根据牛顿第二定律得x轴方向上：F2maxmacos y轴方向上：F1mgmaymasin 即F1mgmasin 故选项B、C正确9C10BD原来p、q对球的拉力大小均为mg.p和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q受的力沿法线和切线方向正交分解，如图甲，得Fmgcos 600，即Fmg，合力为mgsin 60ma，故ag，选项A错误，B正确；q和球突然脱钩后瞬间，p的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg，如图乙，球的加速度大小为g.故选项C错误，D正确11CD物块经过4 s时间，速度减小到零，离出发点最远，选项A错误在03 s时间内，物块加速度a11 m/s2.由牛顿运动定律，F1mgma1，解得：F112 N在34 s时间内，物块加速度a23 m/s2，由牛顿运动定律，F2mgma2，解得：F24 N物块运动到第3 s时水平拉力由12 N改变为4 N，但是方向没有改变，选项B错误，C正确在45 s时间内，速度为负值，摩擦力方向改变，物块加速度a33 m/s2.由牛顿运动定律，F3mgma3，解得：F316 N，选项D正确12C水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，由牛顿第二定律，得Fmgma，解得加速度ag，由此可知，aF图象在横轴的截距等于物体与水平面之间的滑动摩擦力mg，在纵轴截距的绝对值等于g，斜率等于，故选项A、B、D错误；根据图象能够得出外力F为12 N时物体的加速度，