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2021届高考一轮（人教）物理：牛顿运动定律word含答案
复习：牛顿运动定律
1、关于伽利略的两个斜面实验，下列说法正确的是(　　)
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
2、如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力
B．小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力
C．若小车加速向右运动，表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力
D．若小车加速向右运动，表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力
3、如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个光滑倾斜轨道，分别与圆相交于A、B、C三点。现让三个小球(可以看成质点)分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自轨道顶端由静止滑下到Q点，运动的平均速度分别为v1、v2和v3。则有(　　)
A．v2>v1>v3
B．v1>v2>v3
C．v3>v1>v2
D．v1>v3>v2
4、如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动。若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为FN1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为FN2。则下列说法正确的是(　　)
A．a1＝a2，FN1>FN2
B．a1＝a2，FN1＝FN2
C．a1>a2，FN1>FN2
D．a1>a2，FN1＝FN2
5、伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家，巧合的是牛顿就出生在伽利略去世后第二年．下列关于力和运动关系的说法中，不属于他们观点的是(　　)
A．自由落体运动是一种匀变速直线运动
B．力是使物体产生加速度的原因
C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
D．力是维持物体运动的原因
6、一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图(　　)
A　　　B　
　　　C　
　　　D
7、如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，弹簧a与竖直方向成30°，弹簧b与竖直方向成60°，弹簧a、b的形变量相等，重力加速度为g，则(　　)
A．弹簧a、b的劲度系数之比为
∶1
B．弹簧a、b的劲度系数之比为
∶2
C．若弹簧a下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为g
D．若弹簧b下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为
8、(2019·朔州月考)
(双选)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，下面说法中正确的是(　　)
A．在线的A端慢慢向下增加拉力，结果CD线被拉断
B．在线的A端慢慢向下增加拉力，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
9、一质量为m的物体，放在粗糙水平面上，受水平推力F的作用产生加速度a，物体所受摩擦力为f，当水平推力变为2F时(　　)
A．物体的加速度小于2a
B．物体的加速度大于2a
C．物体的加速度等于2a
D．物体所受的摩擦力变为2f
10、如图所示，在竖直平面内有一矩形，其长边与一圆的底部相切于O点，现在有三条光滑轨道a、b、c，它们的上端位于圆周上，下端在矩形的底边，三轨道都经过切点O，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端(轨道先后放置)，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为(　　)
A．ta＞tb＞tc　　　　　　
B．
ta＜tb＜tc
C．ta＝tb＝tc
D．无法确定
11、(多选)质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑A、B与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．轻绳的拉力等于mg
B．轻绳的拉力等于Mg
C．A运动的加速度大小为(1－sin
α)g
D．A运动的加速度大小为g
12、利用阿特伍德机可以研究超重和失重现象，其研究步骤如下：如图所示，原来定滑轮左右两侧都悬挂质量为2m的物块，弹簧秤示数为2mg.若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块，左侧物块将获得向上的加速度，可观察到弹簧秤上的示数变大，左侧物块处于超重状态；若将右侧物块的质量减小到m，左侧物块将向下做加速运动，可观察到弹簧秤上的示数变小，左侧物块处于失重状态．请问：左侧物块处于超重状态时，弹簧秤的读数是多少？左侧物块处于失重状态时，弹簧秤的读数又是多少？(不计连接物块的细线和弹簧秤的质量)
13、两物块A、B并排放在水平地面上，且两物块接触面为竖直面，现用一水平推力F作用在物块A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在A、B的速度达到6
m/s时，撤去推力F。已知A、B质量分别为mA＝1
kg、mB＝3
kg，A与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.3，B与地面没有摩擦，B物块运动的v?t图象如图乙所示。g取10
m/s2，求：
甲　　　　　　　　　乙
(1)推力F的大小；
(2)A物块刚停止运动时，物块A、B之间的距离。
复习：牛顿运动定律
1、关于伽利略的两个斜面实验，下列说法正确的是(　　)
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
【答案】D　伽利略从题图甲中将斜面实验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；伽利略理想斜面实验(题图乙)中，由于空气阻力和摩擦力的作用，小球在曲面上运动能到达的高度一定会略小于它开始运动时的高度，只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度才与释放的高度相同．所以可以设想，在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处，得出力不是维持物体运动的原因，故BC错误．
2、如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力
B．小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力
C．若小车加速向右运动，表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力
D．若小车加速向右运动，表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力
【答案】B　[甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上，不是作用力和反作用力，A错误；不计小车与地面之间的摩擦力，小车静止时受到两个拉力而处于平衡状态，这两个拉力是一对平衡力，B正确；小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力和反作用力，两力大小是相等的，C错误；同理，D错误。]
3、如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个光滑倾斜轨道，分别与圆相交于A、B、C三点。现让三个小球(可以看成质点)分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自轨道顶端由静止滑下到Q点，运动的平均速度分别为v1、v2和v3。则有(　　)
A．v2>v1>v3
B．v1>v2>v3
C．v3>v1>v2
D．v1>v3>v2
A　[本题考查等时圆模型。设任一轨道的倾角为θ，圆的直径为d。根据牛顿第二定律得到a＝gsin
θ，轨道的长度为x＝dsin
θ，则有x＝at2得t＝＝＝，可见，小球下滑时间与轨道的倾角无关。则有t1＝t2＝t3。因x2>x1>x3，根据＝可知，v2>v1>v3，故选A。]
4、如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动。若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为FN1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为FN2。则下列说法正确的是(　　)
A．a1＝a2，FN1>FN2
B．a1＝a2，FN1＝FN2
C．a1>a2，FN1>FN2
D．a1>a2，FN1＝FN2
【答案】D　[设A、B的质量为m，接触面光滑时，对整体分析有a1＝＝，对B分析FN1＝mBa1＝。接触面粗糙时，对整体分析有a2＝＝－μg，可知a1>a2；对B分析有FN2＝ma2＋μmg＝，则FN1＝FN2。故D正确。]
5、伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家，巧合的是牛顿就出生在伽利略去世后第二年．下列关于力和运动关系的说法中，不属于他们观点的是(　　)
A．自由落体运动是一种匀变速直线运动
B．力是使物体产生加速度的原因
C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
D．力是维持物体运动的原因
解析：选D.伽利略通过斜面实验以及逻辑推理证明自由落体运动是一种匀变速直线运动，A项不符合题意；牛顿第一定律表明力是产生加速度的原因、惯性是物体的固有属性，B、C项不符合题意；亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，D项符合题意．
6、一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图(　　)
A　　　B　
　　　C　
　　　D
【答案】A　[当火车向右做匀减速运动时，碗内的水由于惯性，保持原来较大的速度向右运动，故只有图A所示的情形符合要求，A正确。]
7、如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，弹簧a与竖直方向成30°，弹簧b与竖直方向成60°，弹簧a、b的形变量相等，重力加速度为g，则(　　)
A．弹簧a、b的劲度系数之比为
∶1
B．弹簧a、b的劲度系数之比为
∶2
C．若弹簧a下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为g
D．若弹簧b下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为
解析：选AD.由题可知，两个弹簧相互垂直，对小球受力分析，如图所示，设弹簧的伸长量都是x，由受力分析图知，弹簧a中弹力Fa＝mgcos
30°＝mg，根据胡克定律可知弹簧a的劲度系数为k1＝＝，弹簧b中的弹力Fb＝mgcos
60°＝mg，根据胡克定律可知弹簧b的劲度系数为k2＝＝，所以弹簧a、b的劲度系数之比为∶1，A正确，B错误；弹簧a中的弹力为mg，若弹簧a的下端松脱，则松脱瞬间弹簧b的弹力不变，故小球所受重力和弹簧b弹力的合力与Fa大小相等、方向相反，小球的加速度a＝＝g，C错误；弹簧b中弹力为mg，若弹簧b的下端松脱，则松脱瞬间弹簧a的弹力不变，故小球所受重力和弹簧a弹力的合力与Fb大小相等、方向相反，故小球的加速度a′＝＝g，D正确．
8、(2019·朔州月考)
(双选)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，下面说法中正确的是(　　)
A．在线的A端慢慢向下增加拉力，结果CD线被拉断
B．在线的A端慢慢向下增加拉力，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
【答案】AC　[缓慢增加拉力时，CD上的力较大，故CD先断；快速猛力一拉，重球惯性较大，速度变化慢，CD上的拉力瞬间几乎没变，故AB先断，所以选项A、C正确。]
9、一质量为m的物体，放在粗糙水平面上，受水平推力F的作用产生加速度a，物体所受摩擦力为f，当水平推力变为2F时(　　)
A．物体的加速度小于2a
B．物体的加速度大于2a
C．物体的加速度等于2a
D．物体所受的摩擦力变为2f
【答案】B　[根据牛顿第二定律可知，物体在水平推力F的作用下，产生的加速度为
a＝＝＝－μg。
①
当水平推力变为2F时，物体的加速度
a′＝＝－μg。
②
比较①②两式可以看出a′>2a。]
10、如图所示，在竖直平面内有一矩形，其长边与一圆的底部相切于O点，现在有三条光滑轨道a、b、c，它们的上端位于圆周上，下端在矩形的底边，三轨道都经过切点O，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端(轨道先后放置)，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为(　　)
A．ta＞tb＞tc　　　　　　
B．
ta＜tb＜tc
C．ta＝tb＝tc
D．无法确定
解析：选B.设上面圆的半径为r，矩形宽为R，轨道与竖直方向的夹角为α，则轨道的长度s＝2rcos
α＋，下滑的加速度a＝，根据位移时间公式得，s＝at2，则t＝＝.因为a、b、c夹角由小至大，所以有tc＞tb＞ta.故B正确，A、C、D错误．
11、(多选)质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑A、B与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．轻绳的拉力等于mg
B．轻绳的拉力等于Mg
C．A运动的加速度大小为(1－sin
α)g
D．A运动的加速度大小为g
【答案】ACD　[本题考查连接体的临界问题。第一次放置时A静止，则由平衡条件可得Mgsin
α＝mg；第二次按图乙放置时，对整体，由牛顿第二定律得Mg－mgsin
α＝(M＋m)a，联立解得a＝(1－sin
α)g＝g。对B，由牛顿第二定律有T－mgsin
α＝ma，解得T＝mg，故A、C、D正确，B错误。]
12、利用阿特伍德机可以研究超重和失重现象，其研究步骤如下：如图所示，原来定滑轮左右两侧都悬挂质量为2m的物块，弹簧秤示数为2mg.若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块，左侧物块将获得向上的加速度，可观察到弹簧秤上的示数变大，左侧物块处于超重状态；若将右侧物块的质量减小到m，左侧物块将向下做加速运动，可观察到弹簧秤上的示数变小，左侧物块处于失重状态．请问：左侧物块处于超重状态时，弹簧秤的读数是多少？左侧物块处于失重状态时，弹簧秤的读数又是多少？(不计连接物块的细线和弹簧秤的质量)
解析：左侧物块处于超重状态时，对左侧物块受力分析知F－2mg＝2ma，对右侧的物块受力分析知3mg－F＝3ma
联立解得F＝mg
左侧物块处于失重状态时，对左侧物块受力分析知
2mg－F′＝2ma′
对右侧的物块受力分析知F′－mg＝ma′
联立解得F′＝mg.
答案：mg　mg
13、两物块A、B并排放在水平地面上，且两物块接触面为竖直面，现用一水平推力F作用在物块A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在A、B的速度达到6
m/s时，撤去推力F。已知A、B质量分别为mA＝1
kg、mB＝3
kg，A与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.3，B与地面没有摩擦，B物块运动的v?t图象如图乙所示。g取10
m/s2，求：
甲　　　　　　　　　乙
(1)推力F的大小；
(2)A物块刚停止运动时，物块A、B之间的距离。
[解析]　(1)在水平推力F作用下，物块A、B一起做匀加速运动，加速度为a，由B物块的v?t图象得，
a＝＝
m/s2＝3
m/s2
对于A、B整体，由牛顿第二定律得
F－μmAg＝(mA＋mB)a，代入数据解得F＝15
N。
(2)设物块A做匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物块分离，A在摩擦力作用下做匀减速运动，B做匀速运动，对A，由－μmAg＝mAaA，解得
aA＝－μg＝－3
m/s2
t＝＝
s＝2
s
物块A通过的位移xA＝t＝6
m
物块B通过的位移
xB＝v0t＝6×2
m＝12
m
物块A刚停止时A、B间的距离
Δx＝xB－xA＝6
m。
[答案]　(1)15
N　(2)6
m

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