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2021屆高考物理：牛頓運動定律（浙江）含答案
專題：牛頓運動定律（一輪）
1、(雙選)我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號動車組由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車．假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等，運行中各動車的輸出功率相同，動車組運行過程中阻力與車的重力成正比．某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第2、4、5、7節(jié)車廂為動車，其余為拖車，該動車組在水平直軌道上運行，下列說法正確的是(　　)
A．做勻速運動時，各車廂間的作用力均為零
B．做勻加速運動時，各車廂間的作用力均不為零
C．不管是勻速還是加速運動，第2、3節(jié)車廂間的作用力一定為零
D．不管是勻速還是加速運動，第1、2節(jié)車廂間與5、6節(jié)車廂間的作用力之比是1:1
2、如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是(　　)
A．沿斜面向下的直線
B．豎直向下的直線
C．無規(guī)則曲線
D．拋物線
3、一小物塊從傾角為α＝30°夠長的斜面底端以初速度v0＝10
m/s沿斜面向上運動(如圖所示)，已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝，g取10
m/s2，則物塊在運動時間t＝1.5
s時離斜面底端的距離為(　　)
A．3.75
m
B．5
m
C．6.25
m
D．15
m
4、(雙選)如圖所示，小車分別以加速度a1、a2、a3、a4向右做勻加速運動，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過細線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，加速度為a1、a2時，細線在豎直方向上，全過程中M始終未相對桿bc移動，M、m與小車保持相對靜止，M受到的摩擦力大小分別為f1、f2、f3、f4，則以下結(jié)論正確的是(　　)
A．若＝，則＝
B．若＝，則＝
C．若＝，則＝
D．若＝，則＝
5、一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示，已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱子對地面的壓力大小為多少？
6、牛頓第一定律揭示了運動狀態(tài)與所受外力的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　)
A．物體受到恒定的力作用時，它的運動狀態(tài)不發(fā)生改變
B．物體受到不為零的合力作用時，它的運動狀態(tài)要發(fā)生改變
C．物體受到的合力為零時，它一定處于靜止狀態(tài)
D．物體的運動方向一定與它所受的合力的方向相同
7、如圖所示，總質(zhì)量為460
kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5
m/s2，當熱氣球上升到180
m時，以5
m/s的速度向上勻速運動，若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g＝10
m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(　　)
A．所受浮力大小為4
830
N
B．加速上升過程中所受空氣阻力保持不變
C．從地面開始上升10
s后的速度大小為5
m/s
D．以5
m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230
N
8、某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則(　　)
A．此同學(xué)無法取出羽毛球
B．羽毛球會從筒的下端出來
C．羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來
D．該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性
9、(多選)一物體重為50
N，與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)加上如圖所示的水平力F1和F2，若F2＝15
N時，物體做勻加速直線運動，則F1的值可能是(g取10
m/s2)(　　)
A．3
N
B．25
N
C．30
N
D．50
N
10、如圖所示，在傾角為θ的三角形斜劈上垂直斜面固定一輕桿，桿的另一端固定一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點的小球，開始整個裝置以恒定的速度沿光滑的水平面向左勻速直線運動，經(jīng)過一段時間，裝置運動到動摩擦因數(shù)為μ的粗糙水平面上，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　)
A．向左勻速時，桿對小球的作用力大小為
B．在粗糙水平面上運動時，桿對小球的作用力方向可能水平向右
C．在粗糙水平面上運動時，桿對小球的作用力大小可能為
D．整個運動過程中，桿對小球的作用力始終大于mg
11、(多選)如圖所示，一質(zhì)量M＝3
kg、傾角為α＝45°的斜面體放在光滑水平地面上，斜面體上有一質(zhì)量為m＝1
kg的光滑楔形物體。用一水平向左的恒力F作用在斜面體上，系統(tǒng)恰好保持相對靜止地向左運動。重力加速度取g＝10
m/s2，下列判斷正確的是(　　)
A．系統(tǒng)做勻速直線運動
B．F＝40
N
C．斜面體對楔形物體的作用力大小為5
N
D．增大力F，楔形物體將相對斜面體沿斜面向上運動
12、思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)
(1)牛頓第二定律的表達式F＝ma在任何情況下都適用。
(
)
(2)物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度，因此，加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用。
(
)
(3)物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理量間的單位關(guān)系。
(
)
(4)失重說明物體的重力減小了。
(
)
(5)物體超重時，加速度向上，速度也一定向上。
(
)
(6)研究動力學(xué)兩類問題時，做好受力分析和運動分析是關(guān)鍵。
(
)
13、如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊。A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求：
(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；
(2)在左邊緣再次對齊的前、后，B運動加速度的大小aB、a′B；
(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。
2021屆高考物理：牛頓運動定律（浙江）含答案
專題：牛頓運動定律（一輪）
1、(雙選)我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號動車組由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車．假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等，運行中各動車的輸出功率相同，動車組運行過程中阻力與車的重力成正比．某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第2、4、5、7節(jié)車廂為動車，其余為拖車，該動車組在水平直軌道上運行，下列說法正確的是(　　)
A．做勻速運動時，各車廂間的作用力均為零
B．做勻加速運動時，各車廂間的作用力均不為零
C．不管是勻速還是加速運動，第2、3節(jié)車廂間的作用力一定為零
D．不管是勻速還是加速運動，第1、2節(jié)車廂間與5、6節(jié)車廂間的作用力之比是1:1
【答案】CD　設(shè)每節(jié)動車的功率為P，牽引力為F，每節(jié)車廂的質(zhì)量為m，所受阻力為kmg.當動車組勻速運動時所受合力為零，對整體由平衡條件知4F＝8kmg，則F＝2kmg，依次對各個動車和車廂分析可知F12＝kmg，F(xiàn)23＝0，F(xiàn)34＝kmg，F(xiàn)45＝0，F(xiàn)56＝kmg，…，故A錯誤；當動車組加速運動時，對整體由牛頓第二定律有4F′－8kmg＝8ma，可得F′＝2ma＋2kmg，對前兩節(jié)車廂由牛頓第二定律有F′－2kmg＋F′23＝2ma，解得F′23＝0，故B錯誤，C正確；加速運動時，對第一節(jié)車廂由牛頓第二定律有F′12－kmg＝ma，解得F′12＝kmg＋ma；對前5節(jié)車廂的整體由牛頓第二定律有3F′－F′56－5kmg＝5ma，解得F′56＝kmg＋ma；故＝＝，故D正確．
2、如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是(　　)
A．沿斜面向下的直線
B．豎直向下的直線
C．無規(guī)則曲線
D．拋物線
【答案】B　[由題意知，小球在水平方向上不受外力作用，由牛頓第一定律，小球在此方向上將保持原有的運動狀態(tài)不變，即靜止而不向左或向右運動，只有豎直方向上的運動，因此運動軌跡是一條豎直向下的直線。]
3、一小物塊從傾角為α＝30°夠長的斜面底端以初速度v0＝10
m/s沿斜面向上運動(如圖所示)，已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝，g取10
m/s2，則物塊在運動時間t＝1.5
s時離斜面底端的距離為(　　)
A．3.75
m
B．5
m
C．6.25
m
D．15
m
B　[小物塊沿斜面向上運動時加速度大小為a＝gsin
α＋μgcos
α＝10
m/s2，物塊運動到最高點的時間t＝＝1
s<1.5
s。由于mgsin
α＝μmgcos
α，小物塊運動到最高點速度為0時即停止，故此時小物塊離斜面底端的距離為x＝＝5
m，故B正確。]
4、(雙選)如圖所示，小車分別以加速度a1、a2、a3、a4向右做勻加速運動，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過細線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，加速度為a1、a2時，細線在豎直方向上，全過程中M始終未相對桿bc移動，M、m與小車保持相對靜止，M受到的摩擦力大小分別為f1、f2、f3、f4，則以下結(jié)論正確的是(　　)
A．若＝，則＝
B．若＝，則＝
C．若＝，則＝
D．若＝，則＝
【答案】CD　[對第一、二幅圖有：若＝，對M根據(jù)牛頓第二定律有：f＝Ma，則＝，故選項A錯誤；對第二、三幅圖有：f2＝Ma2，設(shè)細線的拉力為F，則f3－Fsin
θ＝Ma3，若＝，則≠，故選項B錯誤；對第三、四幅圖有：對M和m整體分析：f＝(M＋m)a，若＝，則＝，故選項C正確；m水平方向有：F3sin
θ＝ma3、F4sin
α＝ma4，豎直方向有：F3cos
θ＝mg、F4cos
α＝mg，解得a3＝gtan
θ、a4＝gtan
α，若＝，則＝，故選項D正確。]
5、一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示，已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱子對地面的壓力大小為多少？
解析：環(huán)在豎直方向上受力情況如圖甲所示，其受重力mg和桿對它豎直向上的摩擦力Ff，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個豎直向下的摩擦力F′f.故箱子在豎直方向上受力情況如圖乙所示，其受重力Mg、地面對它的支持力FN及環(huán)對它的摩擦力F′f.由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得：FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg.根據(jù)牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力大小，則F′N＝FN＝Ff＋Mg.
答案：Ff＋Mg
6、牛頓第一定律揭示了運動狀態(tài)與所受外力的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　)
A．物體受到恒定的力作用時，它的運動狀態(tài)不發(fā)生改變
B．物體受到不為零的合力作用時，它的運動狀態(tài)要發(fā)生改變
C．物體受到的合力為零時，它一定處于靜止狀態(tài)
D．物體的運動方向一定與它所受的合力的方向相同
【答案】B　[只要物體受到的合力不為零，不論是否是恒力，運動狀態(tài)都要發(fā)生變化，故A項錯誤，B項正確；物體所受合力方向不一定與運動方向相同，故D項錯誤；合力為零時，物體可能處于靜止狀態(tài)也可能做勻速直線運動，故C項錯誤。]
7、如圖所示，總質(zhì)量為460
kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5
m/s2，當熱氣球上升到180
m時，以5
m/s的速度向上勻速運動，若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g＝10
m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(　　)
A．所受浮力大小為4
830
N
B．加速上升過程中所受空氣阻力保持不變
C．從地面開始上升10
s后的速度大小為5
m/s
D．以5
m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230
N
解析：選AD.剛開始上升時，空氣阻力為零，F(xiàn)浮－mg＝ma，解得F浮＝m(g＋a)＝4
830
N，A正確；加速上升過程，若保持加速度不變，則熱氣球上升到180
m時，速度v＝＝6
m/s＞5
m/s，所以熱氣球做加速度減小的加速直線運動，上升10
s后的速度v′＜at＝5
m/s，C錯誤；再由F浮－F阻－mg＝ma可知空氣阻力F阻增大，B錯誤；勻速上升時，F(xiàn)浮＝F阻＋mg，所以F阻＝F浮－mg＝230
N，D正確．
8、某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則(　　)
A．此同學(xué)無法取出羽毛球
B．羽毛球會從筒的下端出來
C．羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來
D．該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性
【答案】D　[一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下運動，而羽毛球由于慣性而保持靜止，所以羽毛球會從筒的上端出來，故D正確。]
9、(多選)一物體重為50
N，與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)加上如圖所示的水平力F1和F2，若F2＝15
N時，物體做勻加速直線運動，則F1的值可能是(g取10
m/s2)(　　)
A．3
N
B．25
N
C．30
N
D．50
N
【答案】ACD　[若物體向左做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律可知F2－F1－μG＝ma>0，解得F1<5
N，A正確；若物體向右做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律可知F1－F2－μG＝ma>0，解得F1>25
N，C、D正確。]
10、如圖所示，在傾角為θ的三角形斜劈上垂直斜面固定一輕桿，桿的另一端固定一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點的小球，開始整個裝置以恒定的速度沿光滑的水平面向左勻速直線運動，經(jīng)過一段時間，裝置運動到動摩擦因數(shù)為μ的粗糙水平面上，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　)
A．向左勻速時，桿對小球的作用力大小為
B．在粗糙水平面上運動時，桿對小球的作用力方向可能水平向右
C．在粗糙水平面上運動時，桿對小球的作用力大小可能為
D．整個運動過程中，桿對小球的作用力始終大于mg
解析：選C.裝置向左勻速運動時，小球受平衡力的作用，則重力與桿對小球的作用力大小相等、方向相反，即FN＝mg，A錯誤；進入粗糙的水平面后，整個裝置開始在摩擦力的作用下做減速運動，設(shè)斜劈與小球的總質(zhì)量為M，由牛頓第二定律可知μMg＝Ma，解得a＝μg，則小球的加速度大小也為μg，方向水平向右，對小球受力分析如圖所示，小球受到的合力方向水平向右，則彈力的大小為FN＝>mg，由以上分析可知D錯誤；由于豎直方向合力一定為零，因此桿對小球的彈力一定有豎直向上的分力，因此在粗糙水平面上運動時，桿對小球的作用力方向不可能水平向右，B錯誤；當a＝gtan
θ時，代入以上的式子可得FN＝，C正確．
11、(多選)如圖所示，一質(zhì)量M＝3
kg、傾角為α＝45°的斜面體放在光滑水平地面上，斜面體上有一質(zhì)量為m＝1
kg的光滑楔形物體。用一水平向左的恒力F作用在斜面體上，系統(tǒng)恰好保持相對靜止地向左運動。重力加速度取g＝10
m/s2，下列判斷正確的是(　　)
A．系統(tǒng)做勻速直線運動
B．F＝40
N
C．斜面體對楔形物體的作用力大小為5
N
D．增大力F，楔形物體將相對斜面體沿斜面向上運動
關(guān)鍵信息：“光滑水平地面”“水平向左的恒力F”，兩條信息表明整體向左勻加速運動。
[解析]　
甲　　　　　乙
對整體受力分析如圖甲所示，由牛頓第二定律有F＝(M＋m)a，對楔形物體受力分析如圖乙所示。由牛頓第二定律有mgtan
45°＝ma，可得F＝40
N，a＝10
m/s2，A錯誤，B正確；斜面體對楔形物體的作用力FN2＝＝mg＝10
N，C錯誤；外力F增大，則斜面體加速度增加，由于斜面體與楔形物體間無摩擦力，則楔形物體將會相對斜面體沿斜面上滑，D正確。
[答案]　BD
12、思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)
(1)牛頓第二定律的表達式F＝ma在任何情況下都適用。
(
)
(2)物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度，因此，加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用。
(
)
(3)物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理量間的單位關(guān)系。
(
)
(4)失重說明物體的重力減小了。
(
)
(5)物體超重時，加速度向上，速度也一定向上。
(
)
(6)研究動力學(xué)兩類問題時，做好受力分析和運動分析是關(guān)鍵。
(
)
【答案】（1）×
（2）×
（3）√
（4）×
（5）×
（6）√
13、如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊。A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求：
(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；
(2)在左邊緣再次對齊的前、后，B運動加速度的大小aB、a′B；
(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。
[解析]　本題通過板——塊組合模型考查了牛頓運動定律的綜合應(yīng)用，考查了學(xué)生的綜合分析能力與應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力，體現(xiàn)了科學(xué)思維中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理等素養(yǎng)要素。
A、B的運動過程如圖所示
(1)由牛頓運動定律知，A加速度的大小aA＝μg
勻變速直線運動2aAL＝v
解得vA＝。
(2)設(shè)A、B的質(zhì)量均為m
對齊前，B所受合外力大小F＝3μmg
由牛頓運動定律F＝maB，得aB＝3μg
對齊后，A、B所受合外力大小F′＝2μmg
由牛頓運動定律F′＝2ma′B，得a′B＝μg。
(3)經(jīng)過時間t，A、B達到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA
則v＝aAt，v＝vB－aBt
xA＝aAt2，xB＝vBt－aBt2
且xB－xA＝L
解得vB＝2。
[答案]　(1)　(2)3μg　μg　(3)2

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