高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第讲牛顿三定律的理解练习含解析新人教版

第1讲牛顿三定律的理解一、选择题(本题共14小题，1～7题为单选，8～14题为多选)1．(2023·山东济宁月考)关于伽利略的两个斜面实验，下列说法中正确的是(D)A．伽利略使用图甲斜面进行实验，得出力和运动的关系B．伽利略使用图乙斜面进行实验，得出自由落体运动的规律C．伽利略使用图乙斜面进行实验，得出力是维持物体运动的原因D．伽利略使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动速度随时间变化的规律[解析]本题考查伽利略斜面实验。伽利略从题图甲斜面实验中得到的结论外推到斜面倾角为90°的情形，从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动，故A错误，D正确；伽利略通过题图乙斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故B、C错误。2．(2023·安徽蚌埠月考)伽利略对运动和力的关系及自由落体运动做了大量的研究，下列说法正确的是(B)A．伽利略设计的斜面实验能够完全消除摩擦阻力的影响B．伽利略在斜面实验的基础上经过推理，得出力不是维持物体运动的原因C．伽利略在研究自由落体运动时，能够完全消除空气阻力的影响D．伽利略用“冲淡重力”的方法研究自由落体运动，是为了消除重力的影响[解析]本题考查物理学史中伽利略对自由落体运动的研究。伽利略有两个斜面实验，一个是在斜面上研究自由落体运动，其目的是“冲淡重力”，实验中没有消除空气阻力的影响，也没有消除重力的影响，C、D错误；另一个是我们经常说的“理想斜面实验”，在斜面实验的基础上经过推理，得出力不是维持物体运动的原因，实验中没有完全消除摩擦阻力的影响，A错误，B正确。3．一物体沿倾角为α的斜面下滑时，恰好做匀速直线运动，若物体以某一初速度冲上斜面，则上滑时物体加速度大小为(C)A．gsinα B．gtanαC．2gsinα D．2gtanα[解析]对物体下滑时进行受力分析，如图(甲)。由于恰好做匀速直线运动，根据平衡知识得mgsinα＝Ff。物体以某一初速度冲上斜面，对物体受力分析，如图(乙)，物体的合力F合＝mgsinα＋Ff＝2mgsinα。根据牛顿第二定律得a＝eq\f(F合,m)＝2gsinα。4．(2023·四川绵阳南山中学月考)物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步。关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是(C)A．亚里士多德首先提出了惯性的概念B．牛顿运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证C．伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法D．力的单位“N”是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位[解析]本题考查物理学史和研究方法。伽利略首先提出了惯性的概念，故A错误；牛顿运动定律是研究动力学问题的基石，因为牛顿第一定律是在物体不受任何外力的作用下得到的结论，而现实生活中没有不受任何外力的物体，所以牛顿第一定律是在实验的基础上，结合推理得出来的，故B错误；伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故C正确；力的单位“N”不是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位，故D错误。5．(2023·福建宁德期中)我们经常接触到的一些民谚、俗语，都蕴含着丰富的物理知识，以下理解错误的是(C)A．“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小B．“一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其他物体上才能产生力的作用，才能拍响C．“鸡蛋碰石头，自不量力”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力D．“人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和[解析]本题考查对牛顿第三定律的理解。“鸡蛋碰石头，自不量力”——鸡蛋和石头相碰时，根据牛顿第三定律可知，石头撞击鸡蛋的力等于鸡蛋撞击石头的力，故C错误。本题选理解错误的，故C符合题意。6．某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则(D)A．该同学无法取出羽毛球B．羽毛球会从筒的下端出来C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D．该同学是在利用羽毛球的惯性[解析]本题考查惯性在生活中的应用。该同学一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，故D正确。7．(2023·山东临沂期末)在倾角为α的斜面上，带支架的木板上用轻绳悬挂一小球。木板与斜面间的动摩擦因数为μ，当整体沿斜面下滑且小球与木板及支架相对静止时，轻绳与竖直方向的夹角为β。下列说法正确的是(C)A．若μ＝0，则β＝0B．若μ＝tanα，则β＝αC．若0<μ<tanα，则0<β<αD．若0<μ<tanα，则β>α[解析]本题考查整体法和隔离法在牛顿第二定律中的应用。设小球的质量为m1，木板及支架的质量为m2，把木板、支架和小球看成一个整体进行受力分析，根据受力情况可得，沿斜面方向有(m1＋m2)gsinα－f＝(m1十m2)a，垂直于斜面方向有FN＝(m1＋m2)gcosα，摩擦力f＝μFN，联立解得a＝gsinα－μgcosα，若μ＝0，则a＝gsinα，此时小球沿斜面方向的加速度a＝gsinα，则轻绳的拉力在沿斜面方向的分力为零，此时β＝α，故A错误；若μ＝tanα，则a＝gsinα－μgcosα＝0，此时小球受力平衡，故轻绳的拉力沿竖直方向，大小等于小球的重力，即β＝0，故B错误；若0<μ<tanα，则小球加速度的取值范围为0<a<gsinα，可知轻绳对小球的拉力有沿斜面向上的分力，且分力小于小球重力沿斜面向下的分力，可知0<β<α，故C正确，D错误。8．(2023·河北衡水中学期中)用手托着一块砖，开始时静止不动，后来手突然向上加速运动，下列判断正确的是(ABC)A．静止时，砖受到的支持力等于砖的重力B．加速时，砖对手的压力大于砖的重力C．静止时，砖受到的支持力等于砖对手的压力D．加速时，砖受到的支持力大于砖对手的压力[解析]本题考查对牛顿第三定律的理解。静止时，砖的重力与砖受到的支持力是一对平衡力，大小相等，故A正确；不论静止还是加速，砖受到的支持力和砖对手的压力都是一对相互作用力，大小相等，故C正确，D错误；加速时，砖受到的支持力大于砖的重力，则砖对手的压力大于砖的重力，故B正确。9．(2023·天津和平区模拟)在滑冰场上，甲、乙两个小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动，甲在冰上滑行的距离比乙远。假定两板与冰面间的动摩擦因数相等，下列判断正确的是(CD)A．在互推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在互推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度与乙的加速度大小相等[解析]本题考查相互作用力。在两个小孩互推的过程中，甲推乙的力与乙推甲的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反，故A错误；作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相等，故B错误；甲、乙分开后，两人受到的合力都是摩擦力，根据牛顿第二定律可知a＝eq\f(μmg,m)＝μg，因为两板与冰面间的动摩擦因数相等，所以甲、乙的加速度大小相等，再根据v＝eq\r(2ax)可知，由于甲的位移大，则甲的初速度大，故C、D正确。10．一物体重为50N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g取10m/s2)(ACD)A．3N B．25NC．30N D．50N[解析]若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知F2－F1－μG＝ma>0，解得F1<5N，A正确；若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知F1－F2－μG＝ma>0，解得F1>25N，C，D正确。11．(2023·湖南长沙一中月考)2020年5月31日16时53分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号02星和德四号卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功。关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是(AD)A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间仍存在相互作用[解析]本题考查牛顿第三定律的应用。火箭升空时，其尾部向外喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向外喷气时，喷出的气体同时对火箭产生反作用力，即火箭受到的推力，此推力并不是周围的空气对火箭的反作用力，因而此推力与火箭是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关，选项A正确，B、C错误；当卫星进入预定轨道之后，卫星与地球之间仍存在相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星也吸引地球，这是一对作用力与反作用力，选项D正确。12．(2023·山西朔州月考)如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的线BA，整个装置处于平衡状态，下列说法中正确的是(AC)A．在线的A端缓慢向下增加拉力，结果CD线被拉断B．在线的A端缓慢向下增加拉力，结果AB线被拉断C．在线的A端突然向下猛力一拉，结果AB线被拉断D．在线的A端突然向下猛力一拉，结果CD线被拉断[解析]本题考查受力平衡、惯性。在线的A端缓慢向下增加拉力时，CD线上的拉力较大，故CD线先断；在线的A端突然向下猛力一拉，重球的惯性较大，速度变化慢，CD线上的拉力瞬间几乎没变，故AB线先断，所以选项A、C正确。13．一物体受水平绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为做匀速运动，再改为做减速运动。则(CD)A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B．减速前进时，绳拉物体的力等于物体受到的摩擦力C．匀速运动时，绳拉物体的力等于物体受到的摩擦力D．不管物体如何运动，绳拉物体的力都等于物体拉绳的力[解析]本题考查相互作用力在不同运动状态时的分析。绳拉物体的力与物体拉绳的力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关，故选项A错误，D正确；当物体做加速运动时，根据牛顿第二定律可知，绳拉物体的力大于物体受到的摩擦力，当物体匀速运动时，所受合力为零，则绳拉物体的力等于物体受到的摩擦力，当物体减速运动时，绳拉物体的力小于物体受到的摩擦力，故选项B错误，C正确。14．(2023·辽宁东北育才学校模拟)如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1。与物体1相连接的细绳与竖直方向成θ角。下列说法中正确的是(AD)A．车厢的加速度大小为gtanθB．细绳对物体1的拉力大小为m1gcosθC．底板对物体2的支持力大小为m2g－m1gD．物体2所受底板的摩擦力大小为m2gtanθ[解析]本题考查牛顿第二定律的应用。以物体1为研究对象，分析受力情况，物体1受重力m1g和拉力T，根据牛顿第二定律得m1gtanθ＝m1a，解得a＝gtanθ，则车厢的加速度大小为gtanθ，细绳对物体1的拉力大小T＝eq\f(m1g,cosθ)，故A正确，B错误；以物体2为研究对象，分析受力，物体2在竖直方向上受力平衡，则底板对物体2的支持力大小为m2g－T＝m2g－eq\f(m1g,cosθ)，根据牛顿第二定律可知，物体2所受底板的摩擦力大小f＝m2a＝m2gtanθ，故C错误，D正确。二、非选择题15．(2023·湖南浏阳一中月考)如图所示是一种研究劈的作用的装置，托盘A固定在细杆上，细杆放在固定的圆孔中，下端有滚轮，细杆只能在竖直方向上移动，在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮，轻质劈放在两滚轮之间，劈背的宽度为a，侧面的长度为L，劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂总质量为m的钩码，调整托盘上所放砝码的质量M，可以使劈在任何位置时都不发生移动。忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力，若M︰m＝1.5，