统考版2025届高考物理二轮复习闯关导练热点3牛顿运动定律含解析

PAGE10-热点3牛顿运动定律一、选择题(1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1．在某次交通事故中一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿公路的电动车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室．关于这起事故缘由的分析正确的是()A．由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，接着向前运动，压扁驾驶室B．由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以接着向前运动C．由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以接着向前运动D．由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材接着向前运动2．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图象如图所示．乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示．重力加速度大小为g.以下推断正确的是()A．0～t1时间内，v增大，FN>mgB．t1～t2时间内，v减小，FN<mgC．t2～t3时间内，v增大，FN<mgD．t2～t3时间内，v减小，FN>mg3．[2024·河南顶级名校第四次联测]如图所示，水平地面上放置一个质量为1kg的物块A，在A的上面放置另一个质量也为1kg的物块B，已知A与地面之间的动摩擦因数为μ1＝0.5，A、B之间的动摩擦因数为μ2＝0.2.现在给物块A施加一个与水平方向夹角为θ＝37°、斜向右上方、大小恒为10N的力F，则物块B所受的摩擦力(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．大小为0.5N，方向水平向右B．大小为2N，方向水平向右C．大小为0.5N，方向水平向左D．大小为2N，方向水平向左4.[2024·江苏扬州中学调研]如图所示，小球A质量为m，木块B质量为2m，两物体通过竖直轻弹簧连接放置在水平面上静止．现对A施加一个竖直向上的恒力F，使小球A在竖直方向上运动，经弹簧原长时小球A的速度恰好最大，已知重力加速度为g，则在木块B对地面压力为零时，小球AA．3gB．C．2gD．5．[2024·云南昆明市教学质量检测]如图所示，质量为M的滑块A放置在光滑水平地面上，左侧面是圆心为O、半径为R的光滑四分之一圆弧面，当用一水平恒力F作用在滑块A上时，一质量为m的小球B(可视为质点)在圆弧面上与A保持相对静止，此时小球B距轨道末端Q的竖直高度为H＝eq\f(R,3)，重力加速度为g，则F的大小为()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·江苏卷，5]中欧班列在欧亚大陆开拓了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力气．某运输抗疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A．FB.eq\f(19F,20)C.eq\f(F,19)D.eq\f(F,20)7.[2024·福建三明市质检]水平地面上质量为1kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用，F1、F2随时间的改变如图所示，已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动，取g＝10m/s2，则()A．物块与地面的动摩擦因数为0.2B．3s末物块受到的摩擦力大小为3NC．4s末物块受到的摩擦力大小为1ND．5s末物块的加速度大小为3m/s28.[2024·江西上饶市重点中学六校第一次联考]如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中心，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为eq\f(μ,4)，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a大小可能是()A．a＝0B．a＝eq\f(2μg,3)C．a＝eq\f(μg,2)D．a＝eq\f(F,2m)－eq\f(μg,4)9．高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界．一辆由8节车厢编组的列车，从车头起先的第2、3、6和7共四节为动力车厢，其余为非动力车厢．列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢牵引力大小均为F，每节车厢质量都为m，每节车厢所受阻力均为车厢重力的k倍，重力加速度为g，则()A．启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上B．整个列车的加速度大小为eq\f(F－2kmg,2m)C．第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为eq\f(F,2)D．第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为eq\f(F＋kmg,2)10．粗糙的水平面上一物体在水平方向拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间改变的图线如图中甲、乙所示，取重力加速度g＝10m/s2，则()A．前2s内物体运动的加速度大小为2m/s2B．前4s内物体运动的位移的大小为8mC．物体的质量m为2kgD．物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.1二、非选择题11．[2024·浙江7月，19]如图1所示，有一质量m＝200kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置．当加速运动到总位移的eq\f(1,4)时起先计时，测得电机的牵引力随时间改变的F­t图线如图2所示，t＝34s末速度减为0时恰好到达指定位置．若不计绳索的质量和空气阻力，求物件图1图2(1)做匀减速运动的加速度大小和方向；(2)匀速运动的速度大小；(3)总位移的大小．12.[2024·湖南衡阳市联考(二)]如图甲所示，在水平地面上有一质量为m1＝1kg的足够长的木板，其上叠放一质量为m2＝2kg的木块，木块与木板之间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1.设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加随时间t增大的水平拉力F＝3t(N)，取重力加速度g＝10m/s2.(1)求木块和木板保持相对静止的时间t1；(2)求t＝10s时，两物体的加速度大小；(3)在图乙中画出木块的加速度随时间改变的图象．(取水平拉力F的方向为正方向，只要求画图，不要求写出理由及计算过程)13．如图甲所示，倾角为37°足够长的传送带以4m/s的速度顺时针转动，现使小物块以2m/s的初速度沿斜面对下冲上传送带，小物块的速度随时间改变的关系如图乙所示，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，试求：(1)小物块与传送带间的动摩擦因数；(2)0～8s内小物块与传送带之间的划痕长度．热点3牛顿运动定律1．答案：A2．答案：D解析：依据位移­时间图象的斜率表示速度可知，0～t1时间内，图象斜率增大，速度v增大，加速度方向向下，由牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，所受的支持力FN<mg，选项A错误；t1～t2时间内，图象斜率不变，速度v不变，加速度为零，乘客所受的支持力FN＝mg，选项B错误；t2～t3时间内，图象斜率减小，速度v减小，加速度方向向上，由牛顿运动定律可知乘客处于超重状态，所受的支持力FN>mg，选项C错误，D正确．3．答案：A解析：假设A、B一起运动，以A、B整体为探讨对象，依据牛顿其次定律有Fcosθ－μ1(mAg＋mBg－Fsinθ)＝(mA＋mB)a，解得a＝0.5m/s2；以B为探讨对象，依据牛顿其次定律有FfAB＝mBa＝0.5N<μ2mBg＝2N，假设成立，所以物块B所受的摩擦力为静摩擦力，大小为FfAB＝0.5N，方向水平向右，故A正确，B、C、D错误．4．答案：C解析：经弹簧原长时小球A速度恰好最大，此时小球加速度为零，则恒力F＝mg；木块B对地面压力为零时，由平衡条件知弹簧的弹力为2mg，又由牛顿其次定律得：F－mg－2mg＝ma，解得小球A的加速度a＝－2g5.答案：D解析：连接OB，设OB连线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，由几何关系得：cosθ＝eq\f(R－H,R)＝eq\f(2,3)sinθ＝eq\r(1－cos2θ)＝eq\f(\r(5),3)则tanθ＝eq\f(\r(5),2)此时小球受到的合外力F合＝mgtanθ＝eq\f(\r(5),2)mg由牛顿其次定律可得：a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(\r(5),2)g以整体为探讨对象，由牛顿其次定律可得F＝(M＋m)a＝eq\f(\r(5),2)(M＋m)g，故D正确，A、B、C错误．6．答案：C解析：设列车做匀加速直线运动的加速度为a，可将后面的38节车厢作为一个整体进行分析，设每节车厢的质量均为m，每节车厢所受的摩擦力和空气阻力的合力大小均为f，则有F－38f＝38ma，再将最终面的2节车厢作为一个整体进行分析，设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F′，则有F′－2f＝2ma，联立解得F′＝eq\f(1,19)F，C项正确，A、B、D项均错误．7．答案：BC解析：在0～2s内物块做匀速直线运动，则摩擦力Ff＝3N，则μ＝eq\f(Ff,mg)＝eq\f(3,10)＝0.3，选项A错误；2s后物块做匀减速直线运动，加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(6－5－3,1)m/s2＝－2m/s2，则经过t＝eq\f(0－v,a)＝2s，即4s末速度减为零，则3s末物块受到的摩擦力大小为3N,4s末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6N－5N＝1N，选项B、C正确；物块停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，则物块不再运动，则5s末物块的加速度为零，选项D错误．8．答案：ACD解析：若F较小时，木板和物块均静止，则木板的加速度为零，选项A正确；若物块和木板一起运动且不发生相对滑动，对木板和物块的整体，依据牛顿其次定律可得：F－eq\f(1,4)μ·2mg＝2ma，解得：a＝eq\f(F,2m)－eq\f(1,4)μg，选项D正确；若物块和木板之间发生相对滑动，对木板，水平方向受两个摩擦力的作用，依据牛顿其次定律，有：μmg－eq\f(1,4)μ·2mg＝ma，解得：a＝eq\f(1,2)μg，故选项B错误，C正确．9．答案：BC解析：启动时车厢对乘客竖直方向有竖直向上的支持力，水平方向有沿列车运动方向的力，两个力的合力方向斜向上方，选项A错误；对整个列车，依据牛顿其次定律：4F－8kmg＝8ma，解得a＝eq\f(F－2kmg,2m)，选项B正确；对第1节车厢，依据牛顿其次定律：F21－kmg＝ma，解得F21＝eq\f(F,2)，选项C正确；对第1、2节车厢的整体，依据牛顿其次定律：F32＋F－2kmg＝2ma，解得F32＝0，依据牛顿第三定律可知，选项D错误．10．答案：AD解析：依据速度图象的斜率等于加速度，可知前2s内物体的运动加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2，故A正确；前4s内物体的位移为x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2×4＋2×4))m＝12m，故B错误；依据牛顿其次定律得：前2s内F1－μmg＝ma后2s内F2＝μmg，由图得F1＝15N，F2＝5N，代入解得：m＝5kg，μ＝0.1，故C错误，D正确．11．答案：(1)0.125m/s2方向竖直向下(2)1m/s(3)40m解析：(1)牛顿其次定律mg－FT＝ma得a＝g－eq\f(FT,m)＝0.125m/s2竖直向下(2)运动学公式v＝at2＝1m/s(3)匀速上升的位移h1＝vt1＝26m匀减速上升的位移h2＝eq\f(v,2)t2＝4m总位移h＝40m12．答案：(1)4s(2)3m/s212m/s2(3)见解析图解析：(1)当F<μ2(m1＋m2)g＝3N时，此时F<μ1m2g木块和木板都没有被拉动，处于静止状态．当木块和木板相对静止一起运动时，对m1：Ffmax－μ2(m1＋m2)g＝m1aFfmax＝μ1解得：a＝3m/s2对m1和m2整体有：F1－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a解得F1＝12N由F1＝3t1(N)得：t1＝4s(2)t＝10s时，木块与木板已相对运动，则有：对m1：μ1m2g－μ2(m1＋m2)g＝解得：a1＝3m/s2对m2：F－μ1m2g＝F＝3t＝30N解得：a2＝12m/s2.(3)由(1)(2)问分析可知，图象过(1,0)，(4,3)，(10,12)13．答案：(1)eq\f(7,8)(2)18m解析：(1)依据v­t图象的斜率表示加速度可得