第12讲 牛顿运动定律（练习）（解析版）

学而优教有方第12讲牛顿运动定律（模拟精练+真题演练）1．（2023·天津·校联考模拟预测）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（）A．力不是维持物体运动的原因B．物体之间普遍存在相互吸引力C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反D．物体加速度大小与作用力成正比、与物体质量成反比【答案】A【详解】A．力不是维持物体运动的原因，是伽利略实验研究和逻辑推理相结合得出的物理规律，故A正确；B．物体之间普遍存在相互吸引力，是牛顿总结出的万有引力定律的内容，故B错误；C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反，是牛顿第三定律的内容，故C错误；D．物体加速度大小与作用力成正比、与物体质量成反比，是牛顿第二定律的内容，故D错误。故选A。2．（2022秋·内蒙古乌兰察布·高三校级联考）下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是（）A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B．物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0C．物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D．物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力可能很大【答案】C【详解】物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，当加速度为0时，合外力也一定为0。故选C。3．（2022秋·宁夏银川·高三期中模拟）牛顿运动定律与日常生活息息相关，下列有关牛顿运动定律的说法正确的是（）A．牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零情况下的特例B．向尾部喷气使火箭加速的过程，可用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释C．我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有矛盾D．根据牛顿第二定律，运动物体的速度方向必定与其所受合力的方向相同【答案】B【详解】A．牛顿第一定律又称惯性定律，是指任何物体都有保持原有运动状态的特性，是普遍规律，不是牛顿第二定律在合外力为零下的特例，A错误；B．火箭向后喷出气体，火箭给气体一个向下的力使气体获得速度，则气体也给火箭一个反作用力，该力大于火箭重力，根据牛顿第二定律，火箭将加速。B正确；C．我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，是因为提箱子的力太小，此时箱子受到拉力，地面对箱子的支持力以及箱子的重力，三个力的合力为0，根据牛顿第二定律，加速度为0，物体仍保持静止状态，C错误；D．根据牛顿第二定律，运动物体的加速度方向必定与其所受合力的方向相同，而不是速度方向，D错误；故选B。4．（2023·浙江·模拟预测）航天员在舱外机械臂上，一手拿小钢球，一手拿羽毛，双手用同样的力作用相同的一小段时间后，向同一方向扔出，预定目标为扔出正前方的两米处，谁先抵达？对此，你的理解是（）A．小钢球先到达，因为小钢球的惯性比羽毛大B．羽毛先到达，因为离开手之后羽毛的速度大C．不能到达，因为在舱外小钢球和羽毛没有惯性D．同时到达，因为没有阻力影响，轻、重物体运动一样快【答案】B【详解】ABD．由于用相同的力作用相同的一段时间，人对物体的冲量相同，由动量定理可知质量与速度成反比，故质量小的羽毛获得的速度大，舱外没有空气，离开手以后，在飞行过程中小钢球和羽毛的运动都可看作匀速直线运动，故羽毛先到达正前方两米处，AD错误，B正确；C．惯性是物体本身固有的属性，在任何状态下都具有惯性，C错误。故选B。5．（2023春·浙江杭州·高三学军中学校考）年糕是我国很多地方传统的新年应时食品，打年糕时一般需要用木制榔头反复捶打石槽中煮熟的糯米如图所示。用木制榔头捶打年糕的过程中，放在水平地面上的石槽始终未动，下列说法正确的是（）A．整个下降过程中榔头始终处于失重状态B．榔头对年糕的弹力是年糕发生形变引起的C．年糕凹陷，说明榔头对年糕的打击力大于年糕对榔头的支持力D．榔头向下打击年糕时，地面对石槽的支持力大于石槽和年糕的总重力【答案】D【详解】A．下降过程中，榔头先加速后减速，向下加速过程，加速度向下，处于失重状态，向下减速过程，加速度向上，处于超重状态，A错误；B．榔头对年糕的弹力是榔头发生形变引起的，B错误；C．由牛顿第三定律，榔头对年糕的打击力等于年糕对榔头的支持力，C错误；D．榔头向下打击年糕时，设榔头对年糕的冲击力为,地面对石槽的支持力为，石槽和年糕的总重力为。则有，D正确。故选D。6．（2023·全国·高三高考模拟预测）如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，在外力F的作用下系统处于静止状态。已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，则（

）A．外力F的大小为B．弹簧的形变量为C．若外力F的大小变为，当A、B相对静止时，弹簧弹力的大小为D．若外力F的大小变为，当A、B相对静止时，突然撤去外力F的瞬间，物块B的加速度大小为【答案】D【详解】A．对物块A和B整体受力分析，由平衡条件可得，外力的大小为故A错误；B．对物块B受力分析，由平衡条件可得，弹簧的弹力为则弹簧的形变量为故B错误；CD．对物块A和B整体受力分析，由牛顿第二定律，得解得物块A和B的加速度大小为对物块B受力分析，由牛顿第二定律可得，弹簧弹力的大小为突然撤去外力F的瞬间，弹簧不突变，所以物块B的加速度大小不变，故C错误，D正确。故选D。7．（2023·全国·高三模拟预测）水平面上有一质量m＝2kg的小球，小球与左端固定的水平轻弹簧及上端固定的不可伸长的轻绳相连，如图所示，此时小球处于静止状态，轻绳与竖直方向成θ＝45°角。g＝10m/s2。下列说法正确的是（）A．此时，绳上的拉力为20NB．若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为20NC．若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10m/s2，方向向左D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为零【答案】B【详解】A．设绳子拉力为T，对小球根据平衡条件有Tcos45°＝mg解得，A错误；B．剪断轻绳前，设弹簧的弹力为F，对小球根据平衡条件有F＝Tsin45°解得F＝20N剪断轻绳后，弹簧弹力不变，故剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为20N，B正确；C．剪断轻绳的瞬间轻弹簧的弹力不变，则重力与弹簧弹力的合力为，根据牛顿第二定律可得方向与竖直方向成45°角指向左下方，C错误；D．剪断弹簧的瞬间，弹簧弹力瞬间消失。小球将开始做圆周运动，此时小球的速度为零，向心加速度为零，沿绳方向小球受力平衡。小球具有沿切向方向（垂直绳的方向）的加速度，重力沿垂直绳方向的分力等于合力，则有mgcos45°＝ma解得，D错误。故选B。8．（2023·山东·高三期末模拟）如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为，轻弹簧的下端连接在斜面底端挡板上，上端连接一个的物块，静止在斜面上，现把的物块紧靠物块轻轻放在斜面上，取，，则（）A．加上物块后，物块和弹簧不会下滑B．加上物块后，两物块沿斜面向下做匀加速直线运动C．加上物块的瞬间，两物块的加速度大小是D．加上物块的瞬间，两物块间的弹力大小是【答案】D【详解】A．在加上物块后，物块和弹簧会下滑，故A项错误；B．随着物块和弹簧的下滑，弹簧弹力会变大，合力会发生变化，两物块的运动的加速度会发生改变，故B项错误；C．只放置时，根据受力平衡条件有在放上的瞬间对其列出牛顿第二定律可知代入数据可得故C项错误；D．加上的瞬间，以为研究对象有代入数据可得两物块间的弹力故D项正确。故选D。9．（2023·全国·高三模拟预测）如图，倾角为30°、质量为m的斜面体静止于光滑水平面上。轻弹簧的上端固定在斜面体的顶端A处，下端拴接一质量为的光滑小球（可视为质点）。现让系统在水平恒力F作用下以大小为的加速度水平向左做匀加速直线运动，小球与斜面相对静止且小球未运动到水平面上。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。则撤去力F瞬间（在撤去力F的瞬间，小球与斜面之间的弹力不变）（）A．弹簧的弹力大小为 B．斜面体的加速度大小为C．小球的加速度大小为0 D．小球对斜面的压力大小为【答案】B【详解】AD．未撤去力F时，由题意得说明小球恰好不离开斜面，斜面对小球无作用力，弹簧拉力大小撤去力F的瞬间，弹簧弹力不发生突变，仍为，小球与斜面之间的弹力不变，故小球对斜面的压力为零，选项AD错误；B．设撤去力F瞬间斜面体的加速度大小为，则解得选项B正确；C．小球受力不变，加速度不变，大小仍为，选项C错误。故选B。10．（2022秋·浙江嘉兴·高三统考）如图所示是透明圆柱形球筒装着羽毛球，手握竖直的球筒保持静置，打开下底盖时羽毛球不会移动。现松手释放球筒使其做自由落体运动，球筒撞地后球相对球筒下移一段距离，则（）A．自由落体时羽毛球处于超重状态B．自由落体时所有羽毛球均与筒无相互作用力C．出现相对下移是羽毛球具有惯性的体现D．相对下移时筒对羽毛球的力大于羽毛球对筒的力【答案】C【详解】A．自由落体时羽毛球处加速度向下，处于失重状态，故A错误；B．自由落体时羽毛球所受的空气阻力大于筒的空气阻力，而球和筒的加速度相同，可知球与筒有相互作用力，故B错误；C．出现相对下移是羽毛球具有惯性的体现，故C正确；D．相对下移时筒对羽毛球的力与羽毛球对筒的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。故选C。11．（2022·高三模拟预测）甲瓶子盛满水，在密封塞上用细绳悬挂一个铁球，乙瓶子盛满水，在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁球体积相同的小泡沫塑料球，且将乙瓶子倒置，如图所示，甲、乙两个瓶子均固定在小车上。当小车突然向前运动时，则两球的存在状态为（）A． B．C． D．【答案】A【详解】对A选项所示情况，可设想一个与金属小球等体积的水球。金属球位置的变化，必然代替这个水球的位置。而同体积的水球和金属球，金属球的质量大，惯性大，运动状态不容易改变，故相对水球来说滞后。同理，由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量，水球惯性大，相对泡沫塑料球来说水球滞后，泡沫塑料球相对水球在前，故A正确，BCD错误。故选A。12．（2022秋·广东清远·高三校考）机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是（）A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力【答案】D【详解】A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，不受摩擦力作用。A错误；B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力与反作用力。B错误；C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性不变。惯性大小由物体的质量决定，质量不变，物体的惯性不变。C错误；D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的支持力由牛顿第二定律机器人对菜品的作用力为支持了和静摩擦力的合力D正确。故选D。13．（2022秋·宁夏石嘴山·高三石嘴山市期中模拟）如图所示，倾斜索道与水平线夹角，当载人车厢以加速度斜向上加速运动时，人对车厢的压力大小为体重的倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为，人的体重为，重力加速度为，下列说法正确的是（）A． B． C． D．【答案】C【详解】把加速度分解成水平方向的加速度和竖直向上的加速度，以人为研究对象，根据牛顿第二定律得，竖直方向解得则；水平方向，根据牛顿第二定律故C正确，ABD错误。故选C。14．（2022秋·河南洛阳·高三新安县第一高级中学校考开学考试）如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接．倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（）A．B球的受力情况未变，加速度为零B．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为C．A、B之间杆的拉力大小为D．C球的加速度沿斜面向上，大小为【答案】C【详解】AB．以A、B、C组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B、C静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力以C为研究对象知，细线的拉力为烧断细线的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，由牛顿第二定律得则加速度故A、B错误；C．以B为研究对象，由牛顿第二定律得解得：故C正确；D．对球C，由牛顿第二定律得解得方向沿斜面向下。故D错误。故选C。15．（2022秋·安徽阜阳·高三安徽省阜阳第一中学校联考）如图所示，质量分别为和的P、Q按如图的方式用轻弹簧和轻绳连接，当系统静止时轻绳的拉力大小为，轻弹簧的压缩量为，重力加速度用表示。则下列说法正确的是（  ）A．剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为B．剪断轻绳后，P向下运动x加速度为零C．撤走长木板的瞬间，Q的加速度大小为D．撤走长木板后，Q向下运动加速度为零【答案】AB【详解】A．以P为对象，剪断轻绳之前，根据受力平衡可得此时弹簧的弹力为剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得P的加速度大小为故A正确；B．剪断轻绳后，P向下运动，弹簧的压缩量变为，弹簧的弹力变为可知弹力刚好与P的重力平衡，则P的加速度为零，故B正确；C．撤走长木板的瞬间，弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得Q的加速度大小为故C错误；D．撤走长木板后，Q向下运动，弹簧刚好恢复原长，弹力为零，Q只受重力作用，Q的加速度为重力加速度，故D错误。故选AB。16．（2022·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（

）A．链球做匀速圆周运动过程中加速度不变B．足球下落过程中惯性不随速度增大而增大C．乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变D．篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关【答案】B【详解】A．链球做匀速圆周运动过程中加速度方向在改变，A错误；B．惯性只与质量有关，则足球下落过程中惯性不随速度增