高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律《牛顿运动定律》专项练习课件

牛顿运动定律 专项练习 易错排查练 1 质量为m的物体放置在升降机内的台秤上 升降机以加速度a在竖直方向做匀变速直线运动 若物体处于失重状态 则 A 升降机的加速度方向竖直向上B 台秤示数减少maC 升降机一定向上运动D 升降机一定做加速运动 B 解析 若物体处于失重状态 则加速度向下 故升降机可能是向上减速 也可能是向下加速 故选项A C D错误 B正确 易错总结 物体处于超重还是失重状态 只取决于加速度的方向 与物体的运动方向无关 物体处于失重状态 升降机运动方向可以是向上 也可以是向下 2 2016 北京西城期末 关于某个物体受到的力与运动的关系 下列说法正确的是 A 物体受到的合力为零 速度一定为零B 物体受到的合力恒定 速度一定恒定C 物体受到的合力越大 速度一定越大D 物体受到的合力越大 加速度一定越大 D 解析 物体受到的合力为零 则加速度为零 速度保持不变 速度不一定为零 选项A错误 物体受到的合力恒定 物体速度均匀改变而做匀变速直线运动 选项B错误 物体受到的合力越大 则加速度越大 则速度变化越大 与速度大小无关 选项C错误 物体受到的合力越大 根据牛顿第二定律可得 其加速度一定越大 选项D正确 易错总结 合力作用在物体上立即产生加速度 只有经过一段时间才会有速度的改变量 而速度的大小与合力大小无直接关系 3 如图所示 物体P置于光滑的水平面上 用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G 10N的重物Q 物体P向右运动的加速度为a1 若细线下端不挂重物 而用F 10N的力竖直向下拉细线下端 这时物体P的加速度为a2 则 A a1a2D 条件不足 无法判断 A 易错总结 重物Q加速下降时 处于失重状态 对P的拉力小于Q的重力 10N 连接体问题常常将整体法和隔离法综合运用 整体法求出共同加速度 隔离法整理待求量 4 2016 山东师大附中三模 如图所示 在光滑水平面上有一静止小车 小车上静止地放置着一小物块 物块和小车间的动摩擦因数为 0 3 用水平恒力F拉动小车 物块的加速度为a1 小车的加速度为a2 当水平恒力F取不同值时 a1与a2的值可能为 当地重力加速度g取10m s2 A a1 2m s2 a2 3m s2B a1 3m s2 a2 2m s2C a1 5m s2 a2 3m s2D a1 3m s2 a2 5m s2 D 解析 物块的最大加速度a1m g 3m s2 即a2 3m s2时物块与小车加速度相等 此时F 3 m1 m2 故A B错 当F 3 m1 m2 时 小车的加速度大于物块的加速度 此时物块与小车发生相对运动 此时物块的加速度a1 3m s2 小车的加速度a2 3m s2 故C错 D对 易错总结 物块与小车之间可能发生相对滑动 摩擦力发生变化 发生相对滑动前两者加速度相同 发生相对滑动后 物块加速度不变 小车加速度随F增大而增大 C 5 如图 甲 所示 一个质量为3kg的物体放在粗糙水平地面上 从零时刻起 物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动 在0 3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图 乙 所示 则 A F的最大值为12NB 0 1s和2 3s内物体加速度的方向相反C 3s末物体的速度最大 最大速度为8m sD 在0 1s内物体做匀加速运动 2 3s内物体做匀减速运动 解析 第2s内物体加速度恒定 故所受作用力恒定 根据牛顿第二定律F合 ma知合外力为12N 由于物体在水平方向受摩擦力作用 故作用力F大于12N 选项A错误 物体在力F作用下由静止开始运动 加速度方向始终为正值 与速度方向相同 故物体在前3s内始终做加速运动 第3s内加速度减小说明物体速度增加变慢 但仍是加速运动 故选项B错误 因为物体速度始终增加 故3s末物体的速度最大 根据 v a t知速度的增加量等于加速度与时间的乘积 在a t图像上即为图像与时间轴所围图形的 面积 则 v 1 3 4m s 8m s 物体由静止开始加速运动 故最大速度为8m s 选项C正确 第2s内物体的加速度恒定 物体做匀加速直线运动 在0 1s内物体做加速度增大的加速运动 2 3s内物体做加速度减小的加速运动 故选项D错误 易错总结 将a t图像与v t图像混淆 本题是a t图像 0 3s内加速度为正值 加速度方向是不变的 a t图像的面积表示速度的变化量 6 2016 广州六校联考 如图所示 某一缆车沿着坡度为30 的山坡以加速度a上行 在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面 斜面上放一个质量为m的小物块 小物块相对斜面静止 设缆车保持竖直状态运行 则 A 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下B 小物块受到的滑动摩擦力大小为maC 小物块受到的静摩擦力大小为mg maD 小物块受到斜面的弹力大小为mg C 解析 小物块相对斜面静止 因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力 故选项B错误 缆车以加速度a上行 小物块的加速度也为a 以小物块为研究对象 则有Ff mgsin30 ma 得Ff mg ma Ff的方向平行斜面向上 故选项A错误 C正确 由于垂直斜面方向上无加速度 所以小物块受到的支持力FN mgcos30 mg 故选项D错误 易错总结 不能分析出小物块的合力方向 小物块随缆车一起沿山坡加速上行 所以小物块的合力沿斜面向上 沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系将力分解 结合牛顿第二定律及平衡条件可求解 7 多选 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站 用于对旅客行李进行安全检查或输送 如图所示为一水平传送带装置示意图 绷紧的传送带AB始终以v 1m s的恒定速率运行 旅客把行李无初速度地放在A处 设行李与传送带之间的动摩擦因数 0 1 AB间的距离为2m g 10m s2 若旅客把行李放在传送带上的同时也以v 1m s的恒定速度平行于传送带运动去取行李 则 A 旅客与行李同时到达BB 旅客提前0 5s到达BC 行李提前0 5s到达BD 若传送带速度足够大 行李最快也要2s到达B BD 易错总结 不能分析出行李有匀加速和匀速两个阶段 而旅客始终是匀速的 由于行李的初速度为零 传送带对行李的滑动摩擦力使行李加速 当行李达到1m s时不再加速 所以行李先加速后匀速 8 2016 广东佛山模拟 一平板车放在光滑水平地面上 其右端放一质量m 5kg的物体 平板车质量M 10kg 总长度L 1 5m 上表面离地高度h 1 25m 与物体间的动摩擦因数 0 2 物体可看成质点 所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 空气阻力可忽略 重力加速度g 10m s2 现在平板车上施加一水平向右的大小为F 60N的拉力 求 1 物体刚脱离平板车时的速度 答案 1 2m s 2 当物体落地时 距离平板车左端的水平距离 答案 2 2 25m 易错总结 1 不能分析出物体和平板车以不同的加速度向右做匀加速直线运动 2 错误地认为物体离开平板车左端是竖直向下运动 忽略了物体离开平板车后是向右做平抛运动的 热点强化练 热点一动力学的两类基本问题1 2016 辽宁大连模拟 一飞行器在地面附近做飞行试验 从地面起飞时沿与水平方向成30 角的直线斜向右上方匀加速飞行 此时发动机提供的动力方向与水平方向夹角为60 若飞行器所受空气阻力不计 重力加速度为g 则可判断 A 飞行器的加速度大小为gB 飞行器的加速度大小为2gC 起飞后t时间内飞行器上升的高度为gt2D 起飞后t时间内飞行器上升的高度为gt2 A 2 如图所示 倾角为30 的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接 连接处用一光滑小圆弧过渡 斜面上距水平面高度分别为h1 20m和h2 5m的两点上 各静置一小球A和B 某时刻由静止开始释放A球 经过一段时间t后 再由静止开始释放B球 g取10m s2 求 1 为了保证A B两球不会在斜面上相碰 t最长不能超过多少 答案 1 2s 2 若A球从斜面上h1高度处自由下滑的同时 B球受到恒定外力作用从斜面底端的C点以加速度aB由静止开始向右运动 则加速度aB满足什么条件时A球能追上B球 解析 2 设A球在水平面上再经t0追上B球 则aB t1 t0 2 at1 t0A球要追上B球 由数学知识可得aB 2 5m s2 答案 2 aB 2 5m s2 热点二动力学的图像问题3 2016 福州二模 如图所示 劲度系数为k的轻弹簧竖直放置 下端固定在水平地面上 一质量为m的小球 从离弹簧上端高h处自由下落 接触弹簧后继续向下运动 观察小球从开始下落到第一次运动至最低点的过程 下列关于小球的速度v或加速度a随时间t变化的图像中符合实际情况的是 A 解析 小球接触弹簧开始 合力向下 向下做加速度逐渐减小的加速运动 运动到某个位置时 重力等于弹簧弹力 合力为零 加速度为零 速度最大 然后重力小于弹力 合力方向向上 向下做加速度逐渐增大的减速运动 运动到最低点时 速度为零 加速度最大 若小球从弹簧上端释放 小球到达最低端时加速度等于g 则实际加速度大于g 且加速度a随时间t的变化为非线性变化 故选项A正确 B C D错误 4 多选 如图 甲 所示 物块的质量m 1kg 初速度v0 10m s 在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动 某时刻后恒力F突然反向 整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图 乙 所示 g 10m s2 下列说法中正确的是 A 0 5m内物块做匀减速直线运动B 在t 1s时刻 恒力F反向C 恒力F大小为10ND 物块与水平面间的动摩擦因数为0 3 ABD 热点三动力学中的临界极值问题5 如图所示 光滑水平面上放置着质量分别为m 2m的A B两个物体 A B间的最大静摩擦力为 mg 现用水平拉力F拉B 使A B以同一加速度运动 则拉力F的最大值为 A mgB 2 mgC 3 mgD 4 mg C 解析 当A B之间恰好不发生相对滑动时力F最大 此时 对于A物体所受的合外力为 mg 由牛顿第二定律知aA g 对于A B整体 加速度a aA g 由牛顿第二定律得F 3ma 3 mg 故选项C正确 热点四 滑块 滑板 模型6 2016 沈阳模拟 如图所示 初始时刻静止在水平面上的两物体A B叠在一起 现对A施加一水平向右的拉力F 下列说法正确的是 A 若地面光滑 无论拉力F为多大 两物体一定不会发生相对滑动B 若地面粗糙 A向右运动 B是否运动取决于拉力F的大小C 若两物体一起运动 则A B间无摩擦力D 若A B间发生相对滑动 则物体B的加速度大小与拉力F无关 D 解析 若地面光滑 施加力F后 B受A的摩擦力而加速运动 但A对B的摩擦力有一最大值 当F超过某值时 B所受摩擦力不变 则加速度不变 而A的加速度随F增大而增大 两者间发生相对滑动 故选项A C错误 若地面粗糙 A向右运动 B是否运动取决于AB间摩擦力的大小 故选项B错误 若A B间发生相对滑动 A对B的作用是滑动摩擦力 其大小与F无关 所以B的加速度大小与F无关 故选项D正确 7 如图所示 一辆质量为5000kg的平板卡车 在水平的车厢底板上放置有质量为500kg的箱型货物 货物左端离车厢底板的尾部距离为3m 某时刻卡车由静止保持以2 104N的牵引力加速启动 2s后司机发现货物正相对车厢向后滑动 随即减小牵引力保持速度不变做匀速直线运动 若货物与车厢底板间的动摩擦因数为0 2 忽略空气阻力 卡车受地面阻力为4000N g 10m s2 通过计算分析 箱型货物的左端是否会滑出车厢底板的尾部 答案 见解析 备用题组 1 2017 河北保定月考 在水平面上有a b两点 相距20cm 一质点在一恒定的合外力作用下沿a向b做直线运动 经过0 2s的时间先后通过a b两点 则该质点通过a b中点时的速度大小为 A 无论力的方向如何均大于1m sB 无论力的方向如何均小于1m sC 若力的方向由a向b 则大于1m s 若力的方向由b向a 则小于1m sD 若力的方向由a向b 则小于1m s 若力的方向由b向a 则大于1m s A 2 2016 江苏盐城期中 多选 在发射某载人飞船过程中 运载火箭在上升的前一分钟内v t图像如图所示 下列说法正确的是 A 在前30s内宇航员处于超重状态B 在前30s内宇航员的加速度恒为2m s2C 在60s内宇航员的平均速度小于100m sD 在60s时宇航员离地面高度大于6000m AC 3 在水平的足够长的固定木板上一小物块以某一初速度滑动 经时间t后停止 现将该木板改成倾角为45 的斜面 让小物