高考物理力學(xué)知識點之牛頓運動定律難題匯編及解析

高考物理力學(xué)知識點之牛頓運動定律難題匯編及解析一、選擇題1．小明為了研究超重和失重現(xiàn)象，站在電梯內(nèi)水平放置的體重秤上，小明質(zhì)量為55kg，電梯由啟動到停止的過程中，下列說法錯誤的是（）A．圖1可知電梯此時處于靜止或勻速運動狀態(tài)B．圖2可知該同學(xué)此時一定處于超重狀態(tài)C．圖2可知電梯此時一定處于加速上升狀態(tài)D．圖2可知電梯此時的加速度約為0.7m/s22．2020年5月5日，長征五號B運載火箭在海南文昌首飛成功，正式拉開我國載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。如圖，火箭點火后剛要離開發(fā)射臺豎直起飛時（）A．火箭處于平衡狀態(tài) B．火箭處于失重狀態(tài)C．火箭處于超重狀態(tài) D．空氣推動火箭升空3．質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v－t圖象如圖所示.取g＝10m/s2，則物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ和水平推力F的大小分別為()A．0.2,6NB．0.1,6NC．0.2,8ND．0.1,8N4．如圖是塔式吊車在把建筑部件從地面豎直吊起的圖，則在上升過程中（）A．時，部件屬于失重狀態(tài)B．至?xí)r，部件的速度在減小C．至?xí)r，部件的機(jī)械能守恒D．時，部件所受拉力小于重力5．如圖所示，質(zhì)量m=1kg、長L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平．板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4．現(xiàn)用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少為()（g取10m/s2）A．1J B．1.6J C．2J D．4J6．如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運動，運動過程中B受到的摩擦力A．方向向左，大小不變B．方向向左，逐漸減小C．方向向右，大小不變D．方向向右，逐漸減小7．如圖，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點O；整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，將物塊a的加速度記為a1，S1和S2相對原長的伸長分別為x1和x2，重力加速度大小為g，在剪斷瞬間（）A．a(chǎn)1=g B．a(chǎn)1=3g C．x1=3x2 D．x1=x28．甲、乙兩球質(zhì)量分別為、,從同一地點(足夠高)同時靜止釋放．兩球下落過程中所受空氣阻力大小f僅與球的速率v成正比,與球的質(zhì)量無關(guān),即f=kv(k為正的常量),兩球的v?t圖象如圖所示,落地前,經(jīng)過時間兩球的速度都已達(dá)到各自的穩(wěn)定值、,則下落判斷正確的是()A．甲球質(zhì)量大于乙球B．m1/m2=v2/v1C．釋放瞬間甲球的加速度較大D．t0時間內(nèi)，兩球下落的高度相等9．如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體，在水平地面上向左運動，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與此同時，物體受到一個水平向右的拉力F=20N的作用，則物體的加速度為（）A．0 B．2m/s2，水平向右C．4m/s2，水平向右 D．2m/s2，水平向左10．下列對教材中的四幅圖分析正確的是A．圖甲：被推出的冰壺能繼續(xù)前進(jìn)，是因為一直受到手的推力作用B．圖乙：電梯在加速上升時，電梯里的人處于失重狀態(tài)C．圖丙：汽車過凹形橋最低點時，速度越大，對橋面的壓力越大D．圖丁：汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時，受到重力、支持力、摩擦力、向心力四個力的作用11．一物體放置在粗糙水平面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，從時刻起，用一水平向右的拉力F作用在物塊上，且F的大小隨時間從零均勻增大，則下列關(guān)于物塊的加速度a、摩擦力、速度v隨F的變化圖象正確的是（）A． B．C． D．12．人乘坐電梯加速向上運動，下列說法正確的是（）A．人對電梯地板的壓力大于電梯地板對人的支持力B．人對電梯地板的壓力等于人的重力C．電梯地板對人的支持力大于人的重力D．電梯地板對人的支持力等于人的重力13．以初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為的小物塊，假定物塊所受的空氣阻力大小不變。已知重力加速度為，則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為（）A．和 B．和C．和 D．和14．如圖所示，離地面高h(yuǎn)處有甲、乙兩個小球，甲以初速度v0水平射出，同時乙以大小相同的初速度v0沿傾角為45°的光滑斜面滑下，若甲、乙同時到達(dá)地面，則v0的大小是（

）A． B． C． D．15．如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止在小車右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為（重力加速度為g）（）A．mg，豎直向上 B．mg，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右 D．mg，斜向右上方16．燈籠，又稱彩燈，是一種古老的中國傳統(tǒng)工藝品．每年的農(nóng)歷正月十五元宵節(jié)前后，人們都掛起紅燈籠，來營造一種喜慶的氛圍．如圖是某節(jié)日掛出的一只燈籠，輕繩a、b將燈籠懸掛于O點繩a與水平方向的夾角為，繩b水平．燈籠保持靜止，所受重力為G，繩a、b對O點拉力分別為F1、F2，下列說法正確的是（）A．B．C．F1和F2的合力與燈籠對地球的引力是一對平衡力D．燈籠只有重心位置處受重力作用，其他位置不受重力17．在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計，電梯靜止時，某同學(xué)站在體重計上，體重計示數(shù)為50.0kg．若電梯運動中的某一段時間內(nèi)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)為如圖所示的40.0kg，則在這段時間內(nèi)（重力加速度為g）（）A．該同學(xué)所受的重力變小了B．電梯一定在豎直向下運動C．該同學(xué)對體重計的壓力小于體重計對她的支持力D．電梯的加速度大小為0.2g，方向一定豎直向下18．如圖，某人在粗糙水平地面上用水平力F推一購物車沿直線前進(jìn)，已知推力大小是80N，購物車的質(zhì)量是20kg，購物車與地面間的動摩擦因數(shù)，g取，下列說法正確的是（）A．購物車受到地面的支持力是40NB．購物車受到地面的摩擦力大小是40NC．購物車沿地面將做勻速直線運動D．購物車將做加速度為的勻加速直線運動19．如圖所示,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當(dāng)小車向右做勻加速運動時,球所受合外力的方向沿圖中的()A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向20．A、B兩球的質(zhì)量均為m，兩球之間用輕彈簧相連，放在光滑的水平地面上，A球左側(cè)靠墻．用力F向左推B球?qū)椈蓧嚎s，如圖所示．然后突然將力F撤去，在撤去力F的瞬間，A、B兩球的加速度分別為：A．0，0 B．0，F(xiàn)/mC．F/2m，F(xiàn)/m D．F/2m，F(xiàn)/2m21．乘坐如圖所示游樂園的過山車時，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運動.下列說法正確的是（）A．車在最高點時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，若沒有保險帶，人一定會掉下去B．人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mgC．人在最高點和最低點時的向心加速度大小相等D．人在最低點時對座位的壓力大于mg22．如圖所示，物塊A、B放在光滑的水平地面上，其質(zhì)量之比?，F(xiàn)用8N的水平拉力作用在物體A上，則A對B的拉力等于（）A．1N B．2N C．3N D．4N23．關(guān)于慣性，以下說法中正確的是（）A．水平拉動靜止木塊比水平拉著木塊勻速運動所需的力大，所以靜止物體慣性較大B．同一木塊速度大時不易停下，所以速度較大的物體慣性也比較大C．木塊在粗糙桌面上運動時較容易停下，所以物體受到的摩擦力越大慣性就越小D．物體慣性的大小與是否受外力作用或外力大小均無關(guān)24．如圖所示，質(zhì)量為m2的物塊B放置在光滑水平桌面上，其上放置質(zhì)量為m1的物塊A，A通過跨過定滑輪的細(xì)線與質(zhì)量為M的物塊C連接，釋放C，A和B一起以加速度a從靜止開始運動，已知A、B間動摩擦因數(shù)為，則細(xì)線中的拉力大小為A．Mg B．Mg+MaC． D．25．如圖所示，有一根可繞端點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的光滑直桿，一質(zhì)量為的小圓環(huán)套在直桿上。在該豎直平面內(nèi)給小圓環(huán)施加一恒力，并從端由靜止釋放小圓環(huán)。改變直桿與水平方向的夾角，當(dāng)直桿與水平方向的夾角為時，小圓環(huán)在直桿上運動的時間最短，重力加速度為，則（）A．恒力一定沿與水平方向成角斜向左下的方向B．恒力和小圓環(huán)的重力的合力一定沿與水平方向成角斜向右下的方向C．若恒力的方向水平向右，則恒力的大小為D．恒力的最小值為【參考答案】***試卷處理標(biāo)記，請不要刪除一、選擇題1．C解析：C【解析】【分析】【詳解】A.圖1可知小明處于平衡狀態(tài)，電梯此時處于靜止或勻速運動狀態(tài)，A正確；BC.圖2可知小明處于超重狀態(tài)，有向上的加速度，則電梯向上加速或向下減速，B正確，C錯誤；D.此時小明受到的支持力大小為則加速度大小為D正確。本題選錯誤的，故選C。2．C解析：C【解析】【分析】【詳解】A．火箭點火后剛要離開發(fā)射臺豎直起飛時，火箭向上得到的反沖力大于其本身的重力，火箭具有向上的加速度，不是處于平衡狀態(tài)，A錯誤；BC．當(dāng)物體做向下加速運動或向上減速運動時，物體處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體做向上加速運動或向下減速運動時，物體處于超重狀態(tài)。火箭剛要離開發(fā)射臺時，是在向上做加速運動，此時火箭處于超重狀態(tài)，B錯誤，C正確；D．火箭點火后，火箭向下噴出高速大量氣體，根據(jù)反沖運動，火箭本身獲得向上的很大反沖力來推動火箭升空，D錯誤。故選C。3．A解析：A【解析】【詳解】減速運動過程根據(jù)牛頓第二定律得，摩擦力動摩擦因數(shù)加速運動過程根據(jù)牛頓第二定律得解得：故A正確，BCD錯誤；故選A。4．D解析：D【解析】【分析】【詳解】A．當(dāng)時，加速度向上，部件屬于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．當(dāng)至?xí)r，部件的加速度在減小，但始終大于零，部件仍處于加速狀態(tài)，速度增大，故B錯誤；C．至?xí)r，部件加速度為零，做勻速直線運動，部件的動能不變，但重力勢能卻不斷增大，所以部件的機(jī)械能增大，機(jī)械能不守恒，故C錯誤；D．時，加速度向下，部件屬于失重狀態(tài)，部件所受拉力小于重力，故D正確。故選D。5．B解析：B【解析】【分析】【詳解】加速時，對木板受力分析，受到重力、支持力、推力F和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有F-μmg=ma1解得a1=1m/s2減速時，對木板受力分析，受到重力、支持力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有-μmg=ma2解得a2=-4m/s2木板先做勻加速直線運動，后做勻減速直線運動，到達(dá)桌面邊緣時，速度減為零，設(shè)最大速度為v，根據(jù)位移速度公式，有2a1x1＝v22a2x2＝?v2解得W=Fx1=1.6J故選B．【名師點睛】本題關(guān)鍵是找出作用時間最短的臨界過程，然后先根據(jù)牛頓第二定律求解出加速過程和減速過程的加速度，再根據(jù)運動學(xué)公式列式求出力作用的位移，再根據(jù)恒力做功公式求解．6．A解析：A【解析】試題分析:A、B兩物塊疊放在一起共同向右做勻減速直線運動，對A和B整體根據(jù)牛頓第二定律有，然后隔離B，根據(jù)牛頓第二定律有：，大小不變；物體B做速度方向向右的勻減速運動，故而加速度方向向左，摩擦力向左；故選A．考點：本題考查牛頓第二定律、整體法與隔離法．【名師點睛】1、整體法：整體法是指對物理問題中的整個系統(tǒng)或整個過程進(jìn)行分析、研究的方法．在力學(xué)中，就是把幾個物體視為一個整體，作為研究對象，受力分析時，只分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力（外力），不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力（內(nèi)力）．整體法的優(yōu)點：通過整體法分析物理問題，可以弄清系統(tǒng)的整體受力情況和全過程的受力情況，從整體上揭示事物的本質(zhì)和變體規(guī)律，從而避開了中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算，能夠靈活地解決問題．通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時，用整體法．2、隔離法：隔離法是指對物理問題中的單個物體或單個過程進(jìn)行分析、研究的方法．在力學(xué)中，就是把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來，作為研究對象，只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力，不考慮研究對象對其他物體的作用力．隔離法的優(yōu)點：容易看清單個物體的受力情況或單個過程的運動情形，問題處理起來比較方便、簡單，便于初學(xué)者使用．在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體（或一個物體的各個部分）間的相互作用時用隔離法．7．B解析：B【解析】【分析】【詳解】剪斷細(xì)線之前，以bc物塊為整體為研究對象受力分析可知，輕彈簧S1彈力剪斷細(xì)線一瞬間，繩子拉力立刻消失，但輕彈簧S1的彈力F1沒有發(fā)生變化，對物塊a進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可知：解得：單獨以c為研究對象，得輕彈簧S2的彈力：S1和S2是完全相同的彈簧，結(jié)合胡克定律得：即：ACD三項與計算不符，故本題選B。8．A解析：A【解析】【詳解】兩球先做加速度減小的加速運動，最后都做勻速運動，穩(wěn)定時kv=mg，因此最大速度與其質(zhì)量成正比，即vm∝m，，由圖象知v1＞v2，因此m甲＞m乙；故A正確，B錯誤．釋放瞬間v=0，空氣阻力f=0，兩球均只受重力，加速度均為重力加速度g．故C錯誤；圖象與時間軸圍成的面積表示物體通過的位移，由圖可知，t0時間內(nèi)兩球下落的高度不相等；故D錯誤；故選A．9．C解析：C【解析】【詳解】滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反，物體相對地面向左運動，滑動摩擦力向右，根據(jù)牛頓第二定律解得方向水平向右，ABD錯誤，C正確。故選C。10．C解析：C【解析】試題分析：被推出的冰壺能繼續(xù)前進(jìn)是由于慣性．當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)．汽車過凹形橋最低點時，速度越大，對橋面的壓力越大．汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時，受到重力、支持力、摩擦力三個力的作用．圖甲：被推出的冰壺能繼續(xù)前進(jìn)，是由于慣性．手與冰壺不接觸了，不再對冰壺有推力作用，A錯誤；圖乙：電梯在加速上升時，加速度向上，電梯里的人處于超重狀態(tài)，B錯誤；圖丙：汽車過凹形橋最低點時，加速度向上，處于超重狀態(tài)，速度越大，所需要的向心力越大，超重越顯著，對橋面的壓力越大，C正確；圖?。浩囋谒铰访孓D(zhuǎn)彎時，受到重力、支持力、摩擦力三個力的作用，向心力是重力、支持力、摩擦力的合力，D錯誤．11．B解析：B【解析】【分析】【詳解】當(dāng)物體靜止時，拉力F小于最大靜摩擦力，加速度為0，速度為0，靜摩擦力當(dāng)拉力F大于最大靜摩擦力時，物體運動，滑動摩擦力保值不變且小于最大靜摩擦力，加速度為做加速度增大的加速運動。故選B。12．C解析：C【解析】【分析】【詳解】人乘坐電梯加速向上運動，具有向上的加速度，所以人處于超重狀態(tài)，即人對電梯地板的壓力大于人的重力，根據(jù)牛頓第三定律可知：電梯地板對人的支持力大于人的重力，C正確．故選C。13．A解析：A【解析】【分析】【詳解】在上升的過程中，對物體受力分析由牛頓第二定律可得mg+f=ma1所以上升時的加速度為加速度的方向與初速度的方向相反，即豎直向下.從上升到達(dá)最高點的過程中，根據(jù)v2-v02=2a1x可得上升的最大高度為在下降的時候，對物體受力分析有牛頓第二定律可得mg-f=ma2所以下降的加速度的大小為從開始下降到返回到原拋出點的過程中，根據(jù)v2=2a2x可得所以A正確。故選A。14．A解析：A【解析】【詳解】平拋運動的時間為：；乙在斜面下滑的加速度為：．根據(jù)，代入數(shù)據(jù)得．故A正確，BCD錯誤．故選A．【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動的時間由高度決定，初速度和時間相同決定水平位移，抓住平拋運動的時間和勻加速運動的時間相同，結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式靈活求解．15．D解析：D【解析】【分析】【詳解】以A為研究對象，分析受力如圖：根據(jù)牛頓第二定律得解得方向水平向右。小車對B的摩擦力為方向水平向右小車對B的支持力大小為N=mg方向豎直向上則小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為方向斜向右上方選項D正確，ABC錯誤。故選D。16．A解析：A【解析】【詳解】對結(jié)點O：G=F1sinθ；F2=F1cosθ，解得；，選項A正確，B錯誤；F1和F2的合力與燈籠的重力是平衡力，而燈籠的重力與燈籠對地球的引力是一對相互作用力，選項C錯誤；燈籠各個部分都受重力作用，這些重力的作用點等效為燈籠的重心，選項D錯誤；故選A.17．D解析：D【解析】【詳解】A、同學(xué)在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于他對體重計的壓力變小了，而她的重力沒有改變，故A錯誤；BD、以豎直向下為正方向，有：mg-F=ma，即50g-40g=50a，解得a=0.2g，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，故B錯誤，故D正確；C、對體重計的壓力與體重計對她的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，故C錯誤；故選D．【點睛】熟練超重和失重概念的理解及牛頓第二定律在超重和失重中的應(yīng)用，不論處于超重還是失重狀態(tài)，重力均不會變化．18．B解析：B【解析】【詳解】A.購物車沿水平面運動則在豎直方向受到的支持力與重力大小相等，方向相反，所以支持力，故A錯誤；B.購物車受到地面的摩擦力大小是：，故B正確；C.推力大小是，所以購物車沿水平方向受到的合外力：，所以購物車做勻變速直線運動，故C錯誤；D.購物車的加速度：，D錯誤。19．D解析：D【解析】試題分析：當(dāng)小車向右做勻加速運動時，小球和小車是一個整體，所以小球向右做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第三定律可得合力沿OD方向，D正確考點：考查了牛頓第二定律【名師點睛】根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度的方向與合力的方向相同，是解決本題的關(guān)鍵．另外知道桿的彈力不一定沿桿的方向．20．B解析：B【解析】試題分析：靜止后，彈簧處于壓縮，彈力，撤去F的瞬間，彈力不變，A球所受的合力為零，則加速度為零，B球所受的合力為，則B球的加速度為，故B正確，選項ACD錯誤．考點：牛頓第二定律、胡克定律【名師點睛】力F將B球向左推壓彈簧，靜止后，B球受推力F和彈簧的彈力處于平衡，撤去F的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律，通過瞬時的合力求出瞬時的加速度；解決本題的關(guān)鍵得出撤去F瞬間兩球所受的合力，通過牛頓第二定律得出瞬時加速度．21．D解析：D【解析】【詳解】A.當(dāng)人與保險帶間恰好沒有作用力，由重力提供向心力時，，則臨界速度為v0=，當(dāng)速度v?時，沒有保險帶，人也不會掉下來。故A錯誤；B.當(dāng)人在最高點的速度v>，人對座位就產(chǎn)生壓力。以人為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：mg+N=，得：N=?mg，座位對人作用力與速度v有關(guān)，當(dāng)v>時，N>mg，則座位對人的壓力將大于mg，故B錯誤；C.