2020届高三物理二轮专题复习-牛顿运动定律 （强化练习）

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2020届高三物理二轮专题复习——牛顿运动定律（强化练习）一、单选题（本大题共10小题，共40分）把木箱放在电梯地板上，则地板所受压力最大的情况是(    )A.电梯以a=1.5m/s2的加速度匀加速上升

B.电梯以a=2.0m/s2的加速度匀减速上升

C.电梯以a=1.8m/s2如图所示，下列有关运动的说法正确的是(    )

A.图甲中撤掉档板A的瞬间，小球的加速度竖直向下

B.图乙中固定在竖直面内的圆环内径r=1.6

m，小球沿环的内表面通过最高点的速度可以为2

m/s

C.图丙中皮带轮上b点的加速度等于a点的加速度

D.图丁中用铁锤水平打击弹簧片后，B球比A球先着地如图所示，水平地面上质量为m的木块，受到大小为F、方向与水平方向成θ角的拉力作用，沿地面作匀加速直线运动。已知木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度大小为(    )A.Fm B.Fcosθm

C.Fcosθ−μmgm在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为(    )A.伸长量为m1gktanθ B.压缩量为m1gktanθ

两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示，对物体A施以水平的推力F，则物体A对物体B的作用力等于(    )

A.m1m1+m2F B.m一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为(    )A.mv2GN B.mv4GN如图所示，铁板AB与水平地面间的夹角为θ，一块磁铁吸附在铁板下方。在缓慢抬起铁块B端使θ角增加(始终小于90°)的过程中，磁铁始终相对铁板静止。则下列说法正确的是(    )A.磁铁所受合外力逐渐减小 B.磁铁始终受到三个力的作用

C.磁铁受到的摩擦力逐渐减小 D.铁板对磁铁的弹力逐渐增大A，B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的v−t图象如图所示．已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等．则下列说法正确的是(    )A.F1、F2大小之比为1：2

B.F1、F2对A做功之比为1：2

C.A、B质量之比为2：1

D.全过程中A、B某实验小组打算制作一个火箭．甲同学设计了一个火箭质量为m，可提供恒定的推动力，大小为F=2mg，持续时间为t.乙同学对甲同学的设计方案进行了改进，采用二级推进的方式，即当质量为m的火箭飞行经过t2时，火箭丢弃掉m2的质量，剩余t2时间，火箭推动剩余的m2继续飞行．若采用甲同学的方法火箭最高可上升的高度为A.1.5h B.2h C.2.如图所示，吊篮A，物体B，物体C的质量均为m，两物体分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚被剪断的瞬间(    )

A.物体B的加速度大小为g

B.物体C的加速度大小为2g

C.吊篮A的加速度大小为g

D.吊篮A与物体C间的弹力大小为0.5mg

二、多选题（本大题共4小题，共16分）如图所示，轻弹簧的上端固定在天花板上，下端挂有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向下的力F作用在物块P上，使其以加速度a竖直向下匀加速运动一段距离(未超过弹簧的弹性限度)，已知加速度a小于重力加速度g。以x表示物块P离开初始位置的位移，则在向下加速运动的过程中，力F和x、物块P的机械能E和x之间的关系图象可能正确的是A. B.

C. D.如图所示，质量为M=10 kg的小车停放在光滑水平面上．在小车右端施加一个F=10N的水平恒力。当小车向右运动的速度达到2.8 m/s 时，在其右端轻轻放上一质量m=2.0 kg的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零)，煤块与小车间动摩擦因数μ=0.20，g=10 m/s 2。假定小车足够长。则下列说法正确的是(    )

A.煤块在整个运动过程中先做匀加速直线运动稳定后做匀速直线运动

B.小车一直做加速度不变的匀加速直线运动

C.煤块在3s内前进的位移约为8.4m

D.小煤块最终在小车上留下的痕迹长度为2.8m在上表面水平的小车上叠放着上下表面同样水平的物块A、B，已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.2，物块B与小车间的动摩擦因数μ2=0.3。小车以加速度a0做匀加速直线运动时，A、B间发生了相对滑动，B与小车相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取A.2 m/s2 B.2.5 m/s2 C.如图所示，一根张紧的轻质弹性绳两端分别连接滑块A与滑块B，两滑块的质量分别为m、2m，与水平面的动摩擦因数分别为2μ、μ，系统被锁定处于静止状态。现解除锁定，两物块开始运动。则(    )

A.两滑块及弹性绳组成的系统机械能守恒

B.两滑块A、B运动的路程之比为2:1

C.当弹性绳恰好恢复原长时，两滑块的动能同时达到最大

D.除功率为零的时刻外，弹性绳对滑块A、B做功的瞬时功率之比恒为2:1三、填空题（本大题共2小题，共8分）如图，细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，当小球对滑块的压力为零时，滑块至少以加速度______向左运动；当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T的大小是______。用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，则小球运动的半径是______，其转速最大值是______.(已知重力加速度为g)四、实验题（本大题共1小题，共6分）某同学利用如图甲所示的装置来验证“机械能守恒定律”。将宽度为d的挡光片(质量不计)水平固定在物体A上，将质量较大的物体B由静止释放，让物体B通过细线和滑轮带着A一起运动，两光电门间的高度差为h，挡光片通过光电门1、光电门2的时间分别为t1、t2，已知当地的重力加速度为(1)该同学用游标卡尺测挡光片的宽度时，测量情况如图乙所示，则挡光片的宽度d=________mm。(2)由于没有天平，不能直接测出两物体的质量，该同学找来了一个质量为m0的标准砝码和一根弹簧，将标准砝码、物体A和物体B分别静止悬挂在弹簧下端，用刻度尺测出弹簧的伸长量分别为x0、xA、xB，则A、B两物体的质量分别为mA(3)若系统的机械能守恒，则应满足关系式12________________________。(4)若保持物体A的质量mA不变，不断增大物体B的质量mB，则物体A的加速度大小a的值会趋向于五、计算题（本大题共1小题，共10分）一平板车以v=8m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，平板车上有一相对静止的木箱，木箱到驾驶室距离l=4.8m，如图所示，某时刻司机突然发现路前方有一路障，司机立刻刹车，使汽车做加速度大小a=4m/s2的匀减速直线运动，最后汽车恰好没有与路障相撞，平板车上的木箱也恰好没有与驾驶室相撞．g=10m/s2.求：

(1)司机发现路障时汽车到路障的距离；

(2)木箱与平板车间的动摩擦因数．

六、简答题（本大题共2小题，共20分）如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=37°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端每次都以2.5m/s的速度沿木板向上运动，随着θ的改变，小木块沿木板滑行的距离将发生变化，已知重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求小木块与木板间的动摩擦因数；

(2)当θ=53°角时，小木块沿木板向上滑行的距离；

(3)当θ=53°角时，小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间。

如图所示，质量为mA=4kg，长为l=1.5m的长木板A放在水平面上，将质量为mB=2kg的物块B(可视为质点)放在木板的左端，用轻绳通过滑轮将A、B连接，B与A，A与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.4，今对滑轮施加一个28N的水平恒力F，如图所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦，取g=10m/s2，则：

( l)施加恒力F后，B对A和水平面对A的摩擦力各多大？

( 2)计算施加恒力F后，物块答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、加速上升，加速度向上，根据牛顿第二定律，有N−mg=ma，故N=mg+ma=11.5m

B、减速上升，加速度向下，根据牛顿第二定律，有mg−N=ma，故N=mg−ma=8m

C、减速下降，加速度向上，根据牛顿第二定律，有N−mg=ma，故N=mg+ma=11.8m

D、匀速上升，二力平衡，有N=mg=10m

根据牛顿第三定律，木箱对地板的压力等于地板对木箱的支持力，选项C中地板所受压力最大；

故选C．

木箱受到重力和支持力，木箱随电梯一起运动，运用牛顿第二定律列式求解．

本题关键根据牛顿第二定律列方程求解出压力后比较．

2.【答案】C

【解析】解：A、开始小球受重力弹簧的弹力和支持力处于平衡，重力和弹簧的合力方向与支持力方向相反，撤掉挡板的A的瞬间，支持力为零，弹簧弹力不变，则弹力和重力的合力方向与之前支持力的方向相反，则加速度的方向为垂直挡板向下。故A错误。

B、小球在圆环的最高点的临界情况是：mg=mv2r，解得v=gr=4m/s，知最高点的最小速度为4m/s。故B错误。

C、a、c两点的线速度大小相等，根据a=v2r，则a、c两点的加速度之比为2：1，b、c两点的角速度相等，根据a=rω2，则b、c两点的加速度之比为2：1，可知a、b两点的加速度相等。故C正确。

D、图丁中用铁锤水平打击弹簧片后，A做平抛运动，B做自由落体运动，两球同时落地。故D错误。

故选：C。

A、抓住撤去挡板A的瞬时，弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律得出加速度的方向．

B、小球在内轨道做圆周运动，在最高点的临界情况是弹力为零，重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最高点的最小速度．

C、抓住a、c两点的线速度相等、b、c两点的角速度相等，根据向心加速度公式求出它们的加速度之比．【解析】解：对物体受力分析可知，

物体受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，

在水平方向有Fcosθ−f=ma，

竖直方向有mg=FN+Fsinθ，

滑动摩擦力f=μFN，

根据以上三式联立可以求得a=Fcosθ−μ(mg−Fsinθ)m。

故选：D。

对物体受力分析，物体竖直方向上受力平衡，在水平方向由牛顿第二定律列式在根据滑动摩擦力的公即可求得加速度的大小。

【解析】解：对小球受力分析，如图

由几何关系

F合=m2gtanθ

由牛顿第二定律

a=F合m=gtanθ

车向左加速或向右减速

对小物体受力分析，受重力、支持力和弹簧弹力，合力等于弹簧弹力，根据牛顿第二定律

F弹=m1gtanθ

物体受向左的弹力

结合胡克定律可知

弹簧的伸长量为m【解析】【分析】

对整体研究，由牛顿第二定律求出加速度，再隔离对B研究，B水平方向受到A对它的作用力，由牛顿第二定律求出作用力．

本题是连接体问题，处理方法常有两种：隔离法和整体法，要灵活选择研究对象．求加速度时可以考虑整体法．求内力时必须用隔离法．

【解答】

根据牛顿第二定律，得

对整体：a=Fm1+m2

对B：F′=m2【解析】解：G=mg

所以g=Gm=Nm

根据万有引力提供向心力得：

GMmR2=mv2R=mg

解得：M=mv4GN【解析】解：对铁块受力分析，受重力G、磁力F、支持力N和摩擦力f，如图

由于始终平衡，故合力为零，故A错误B错误；

根据平衡条件，有：

mgsinθ−f=0

F−mgcosθ−N=0

解得：

f=mgsinθ

N=F−mgcosθ

由于θ不断变大，故f不断变大，N不断变大，故C错误，D正确；

故选：D。

对铁块受力分析，受重力、磁力支持力和摩擦力，根据平衡条件列式求解出支持力和摩擦力的表达式后分析。

本题关键是对滑块受力分析，然后根据平衡条件并运用正交分解法列式求解，注意三力平衡通常用合成法，三力以上用正交分解法。

8.【答案】C

【解析】解：由速度与时间图象可知，两个匀减速运动的加速度之比为1：2，由牛顿第二定律可知：A、B受摩擦力大小相等，所以A、B的质量关系是2：1，

由速度与时间图象可知，A、B两物体加速与减速的位移相等，且匀加速运动位移之比1：2，匀减速运动的位移之比2：1，

由动能定理可得：A物体的拉力与摩擦力的关系，F1⋅X−f1⋅3X=0−0；B物体的拉力与摩擦力的关系，F2⋅2X−f2⋅3X=0−0，因此可得：F1=3f1，F2=32f2，f1=f2，所以F1=2F2。

【解析】【分析】由牛顿第二定律求得两种情况的加速度，再由运动学公式求得高度．本题考查了运动学公式的应用，要明确各分段过程的加速度与初速度，灵活应用位移公式即可求解．【解答】甲同学：加速过程：a=2mg−mg上升高度为：x=12gt减速过程：又上升高度：；则总高度：h=x+x′=gt2；

乙同学：加速过程：则前t2上升的高度为：x=12后t2段a则后t2上升的高度为：；得到速度为：gt减速过程：；则总的高度以为；则H=2.75h；故ABD错误，C正确．

故选：C．

10.【答案】D

【解析】【分析】

剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对A、B、C分析，运用牛顿第二定律求出加速度的大小。

本题是力学中的瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出各个力，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是有微小形变产生的，故可以突变。

【解答】

A.弹簧开始的弹力F=mg，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0，故A错误；

BC.剪断细线的瞬间，弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得，aAC=F+2mg2m=mg+2mg2m=1.5g，即A、C的加速度均为1.5g，故BC错误；

D.剪断细线的瞬间，A受到重力和C对A的作用力，对A：FC+mg=ma.得：FC=ma−mg=0.5mg【解析】【分析】

解答本题的关键是要根据牛顿第二定律和胡克定律得到F与x的解析式，由功能关系得物块P机械能的变化量等于力F和弹簧弹力所做的功，再选择图象，这是常用的思路，要注意物块P的位移与弹簧形变量并不相等。

【解答】

AB.设物块P的质量为m，系统静止时弹簧相对原长的伸长量为x0，弹簧的劲度系数为k，则有kx0=mg，当在力F作用下匀加速运动时，由牛顿第二定律有F+mg−k(x+x0)=ma，两式联立可得F=kx+ma，故A错误，B正确；

CD.由功能关系得物块P机械能的变化量等于力F和弹簧弹力所做的功，F−k(x+x0)=ma−mg<0，E−E0=W=−m(g−a)x，E=E【解析】【分析】分别对滑块和平板车进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自加速度，物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，根据运动学基本公式即可以求出时间．通过运动学公式求出位移。该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解。

【解答】AB.根据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：μFN=ma1，FN−mg=0，代入数据解得：a1=2m/s车的速度为：v2=v+a2t，v1=v2，解得：t=2s，以后煤块和小车一起运动，根据牛顿第二定律：F=(M+m)a3，一起以加速度a3=56m/s2

做匀加速运动，故AB错误；

CD.在2s内小黑煤块前进的位移为：x1=12a1t2=12×2×2

13.【答案】BC

【解析】【分析】

对AB分别进行受力分析，根据牛顿第二定律可得对应加速度，当AB间发生相对滑动时，讨论加速度满足的条件，然后确定小车的加速度范围。

【解析】

对A分析，A在水平方向上只受到B给的摩擦力，根据牛顿第二定律，则有μ1mg=ma1，即a1=μg；

对物块B，B受到小车给的摩擦力和A的摩擦力两个力，2μ2mg−μ1mg=ma2

即

a1=(2μ2−μ1)g，要使A相对B滑动，需要满足【解析】【分析】

本题主要考查了机械能守恒定律，牛顿第二定律，运动学公式和瞬时功率的知识。

由机械能守恒定律的条件可判断两滑块及弹性绳组成的系统机械能是否守恒；由牛顿第二定律、运动学公式可知两滑块运动的路程之比；由运动学公式和瞬时功率公式可得弹性绳对滑块做功的瞬时功率之比；物体合外力为0时速度最大。

【解答】

A.只有重力(或弹力)做功，机械能守恒，对两滑块及弹性绳组成的系统，在两物体运动过程中，都受到滑动摩擦力的作用，摩擦力做负功，故系统机械能不守恒，故A错误；

BD.由牛顿第二定律可得，滑块A受到的合力为：F−2μmg=ma1，滑块2受到的合力为：F−μ2mg=2ma2，所以a1：a2=2:1，由运动学公式x=12at2，两滑块运动时间相同，可知两滑块A、B运动的路程之比为2︰1，由v=at可知两滑块的速度之比为2:1，由瞬时功率P=Fv可得除功率为零的时刻外，弹性绳对滑块A、B做功的瞬时功率之比恒为2︰1，故B正确，D正确；

C.若要两滑块的动能同时达到最大，即速度达到最大，此时滑块受到的合外力应为0【解析】解：当小球对滑块的压力为零时，对小球受力分析，受重力、拉力，如图1所示。根据牛顿第二定律，有：

mgtan45°=ma

解得：a=g

当滑块以a=2g的加速度向左运动时，小球离开斜面飞起，对小球受力分析如图2，根据牛顿第二定律，有：

T=(ma)2+(mg)2=5mg

故答案为：g，5mg。

当小球对滑块的压力为零时，以小球为研究对象，分析受力情况，根据牛顿第二定律求出加速度；

当滑块以a=2g的加速度向左运动时，先判断小球是否脱离斜面飘起，再根据求解第二定律列式求解拉力的大小。【解析】解：小球运动的半径是R=l2−h2．

如图所示，以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力N、绳子拉力F．

在竖直方向合力为零，在水平方向所需向心力为mv2R，而R=htanθ，得：

Fcosθ+N=mg

Fsinθ=mv2R=mω2R=m4π2n2R=m4π2n2htanθ

当球即将离开水平面时，N=0，转速n有最大值．

N=mg−m4π2n2h=0

【解析】【分析】

游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。由胡克定律列式计算两物体的质量；抓住系统重力势能的减小量和系统动能增加量相等，得出机械能守恒的表达式；根据牛顿第二定律列式分析a的变化。

解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，知道实验中抓住系统重力势能的减小量和系统动能的增加量是否相等进行验证，知道光电门测瞬时速度的原理，难度不大。

【解答】

(1)由游标卡尺的计数方法可知，示数为2mm+0.2mm=2.2mm；

(2)由m0gx0=k，mAgxA=k，mBgxB=k，可得mA=m0xAx0，mB=m0xBx0；

(3)若系统机械能守恒，则有12mAv22+12mBv22−12mAv12+12mBv12=mBgh−mAgh，可得1【解析】(1)汽车恰好没有与路障相撞，汽车的末速度为零，根据速度位移公式求出汽车的位移大小，即为所求的距离．

(2)根据几何关系求出木箱相对于地面滑行的距离，由动能定理求木箱与平板车间的动摩擦因数．

本题是相对运动的题目，要对每个物体分别分析其运动