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2021屆高考一輪（人教）物理：牛頓運動定律word含答案
復習：牛頓運動定律
1、關于伽利略的兩個斜面實驗，下列說法正確的是(　　)
A．伽利略使用圖甲斜面進行實驗，得出力和運動的關系
B．伽利略使用圖乙斜面進行實驗，得出自由落體運動的規律
C．伽利略使用圖乙斜面進行實驗，得出力是維持物體運動的原因
D．伽利略使用圖甲斜面進行實驗，得出自由落體運動速度隨時間變化的規律
2、如圖所示，小車放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小車，不計小車與地面之間的摩擦力，下列說法正確的是(　　)
A．甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對作用力和反作用力
B．小車靜止時甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對平衡力
C．若小車加速向右運動，表明小車拉甲的力大于甲拉小車的力
D．若小車加速向右運動，表明乙拉小車的力大于小車拉乙的力
3、如圖所示，PQ為圓的豎直直徑，AQ、BQ、CQ為三個光滑傾斜軌道，分別與圓相交于A、B、C三點。現讓三個小球(可以看成質點)分別沿著AQ、BQ、CQ軌道自軌道頂端由靜止滑下到Q點，運動的平均速度分別為v1、v2和v3。則有(　　)
A．v2>v1>v3
B．v1>v2>v3
C．v3>v1>v2
D．v1>v3>v2
4、如圖所示，物塊A、B質量相等，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線運動。若物塊與水平面間接觸面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為FN1；若物塊與水平面間接觸面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動摩擦因數相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊A、B間的相互作用力大小為FN2。則下列說法正確的是(　　)
A．a1＝a2，FN1>FN2
B．a1＝a2，FN1＝FN2
C．a1>a2，FN1>FN2
D．a1>a2，FN1＝FN2
5、伽利略和牛頓都是物理學發展史上最偉大的科學家，巧合的是牛頓就出生在伽利略去世后第二年．下列關于力和運動關系的說法中，不屬于他們觀點的是(　　)
A．自由落體運動是一種勻變速直線運動
B．力是使物體產生加速度的原因
C．物體都具有保持原來運動狀態的屬性，即慣性
D．力是維持物體運動的原因
6、一碗水置于火車車廂內的水平桌面上。當火車向右做勻減速運動時，水面形狀接近于圖(　　)
A　　　B　
　　　C　
　　　D
7、如圖所示，兩輕質彈簧a、b懸掛一質量為m的小球，整體處于平衡狀態，彈簧a與豎直方向成30°，彈簧b與豎直方向成60°，彈簧a、b的形變量相等，重力加速度為g，則(　　)
A．彈簧a、b的勁度系數之比為
∶1
B．彈簧a、b的勁度系數之比為
∶2
C．若彈簧a下端松脫，則松脫瞬間小球的加速度大小為g
D．若彈簧b下端松脫，則松脫瞬間小球的加速度大小為
8、(2019·朔州月考)
(雙選)如圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的線BA，整個裝置處于平衡狀態，下面說法中正確的是(　　)
A．在線的A端慢慢向下增加拉力，結果CD線被拉斷
B．在線的A端慢慢向下增加拉力，結果AB線被拉斷
C．在線的A端突然向下猛力一拉，結果AB線被拉斷
D．在線的A端突然向下猛力一拉，結果CD線被拉斷
9、一質量為m的物體，放在粗糙水平面上，受水平推力F的作用產生加速度a，物體所受摩擦力為f，當水平推力變為2F時(　　)
A．物體的加速度小于2a
B．物體的加速度大于2a
C．物體的加速度等于2a
D．物體所受的摩擦力變為2f
10、如圖所示，在豎直平面內有一矩形，其長邊與一圓的底部相切于O點，現在有三條光滑軌道a、b、c，它們的上端位于圓周上，下端在矩形的底邊，三軌道都經過切點O，現在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止下滑至底端(軌道先后放置)，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經歷的時間關系為(　　)
A．ta＞tb＞tc　　　　　　
B．
ta＜tb＜tc
C．ta＝tb＝tc
D．無法確定
11、(多選)質量分別為M和m的物塊A和B形狀、大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為α的斜面，A恰好能靜止在斜面上，不考慮A、B與斜面之間的摩擦，若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放A，斜面仍保持靜止，則下列說法正確的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．輕繩的拉力等于mg
B．輕繩的拉力等于Mg
C．A運動的加速度大小為(1－sin
α)g
D．A運動的加速度大小為g
12、利用阿特伍德機可以研究超重和失重現象，其研究步驟如下：如圖所示，原來定滑輪左右兩側都懸掛質量為2m的物塊，彈簧秤示數為2mg.若在右側懸掛的物塊上再增加質量為m的物塊，左側物塊將獲得向上的加速度，可觀察到彈簧秤上的示數變大，左側物塊處于超重狀態；若將右側物塊的質量減小到m，左側物塊將向下做加速運動，可觀察到彈簧秤上的示數變小，左側物塊處于失重狀態．請問：左側物塊處于超重狀態時，彈簧秤的讀數是多少？左側物塊處于失重狀態時，彈簧秤的讀數又是多少？(不計連接物塊的細線和彈簧秤的質量)
13、兩物塊A、B并排放在水平地面上，且兩物塊接觸面為豎直面，現用一水平推力F作用在物塊A上，使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運動，如圖甲所示，在A、B的速度達到6
m/s時，撤去推力F。已知A、B質量分別為mA＝1
kg、mB＝3
kg，A與水平面間的動摩擦因數為μ＝0.3，B與地面沒有摩擦，B物塊運動的v?t圖象如圖乙所示。g取10
m/s2，求：
甲　　　　　　　　　乙
(1)推力F的大小；
(2)A物塊剛停止運動時，物塊A、B之間的距離。
復習：牛頓運動定律
1、關于伽利略的兩個斜面實驗，下列說法正確的是(　　)
A．伽利略使用圖甲斜面進行實驗，得出力和運動的關系
B．伽利略使用圖乙斜面進行實驗，得出自由落體運動的規律
C．伽利略使用圖乙斜面進行實驗，得出力是維持物體運動的原因
D．伽利略使用圖甲斜面進行實驗，得出自由落體運動速度隨時間變化的規律
【答案】D　伽利略從題圖甲中將斜面實驗的結論外推到斜面傾角為90°的情形，從而間接證明了自由落體運動是勻加速直線運動，故A錯誤，D正確；伽利略理想斜面實驗(題圖乙)中，由于空氣阻力和摩擦力的作用，小球在曲面上運動能到達的高度一定會略小于它開始運動時的高度，只有在斜面絕對光滑的理想條件下，小球滾上的高度才與釋放的高度相同．所以可以設想，在伽利略斜面實驗中，若斜面光滑，并且使斜面變成水平面，則可以使小球沿水平面運動到無窮遠處，得出力不是維持物體運動的原因，故BC錯誤．
2、如圖所示，小車放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小車，不計小車與地面之間的摩擦力，下列說法正確的是(　　)
A．甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對作用力和反作用力
B．小車靜止時甲拉小車的力和乙拉小車的力是一對平衡力
C．若小車加速向右運動，表明小車拉甲的力大于甲拉小車的力
D．若小車加速向右運動，表明乙拉小車的力大于小車拉乙的力
【答案】B　[甲拉小車的力和乙拉小車的力作用在同一物體上，不是作用力和反作用力，A錯誤；不計小車與地面之間的摩擦力，小車靜止時受到兩個拉力而處于平衡狀態，這兩個拉力是一對平衡力，B正確；小車拉甲的力跟甲拉小車的力是作用力和反作用力，兩力大小是相等的，C錯誤；同理，D錯誤。]
3、如圖所示，PQ為圓的豎直直徑，AQ、BQ、CQ為三個光滑傾斜軌道，分別與圓相交于A、B、C三點。現讓三個小球(可以看成質點)分別沿著AQ、BQ、CQ軌道自軌道頂端由靜止滑下到Q點，運動的平均速度分別為v1、v2和v3。則有(　　)
A．v2>v1>v3
B．v1>v2>v3
C．v3>v1>v2
D．v1>v3>v2
A　[本題考查等時圓模型。設任一軌道的傾角為θ，圓的直徑為d。根據牛頓第二定律得到a＝gsin
θ，軌道的長度為x＝dsin
θ，則有x＝at2得t＝＝＝，可見，小球下滑時間與軌道的傾角無關。則有t1＝t2＝t3。因x2>x1>x3，根據＝可知，v2>v1>v3，故選A。]
4、如圖所示，物塊A、B質量相等，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線運動。若物塊與水平面間接觸面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為FN1；若物塊與水平面間接觸面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動摩擦因數相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊A、B間的相互作用力大小為FN2。則下列說法正確的是(　　)
A．a1＝a2，FN1>FN2
B．a1＝a2，FN1＝FN2
C．a1>a2，FN1>FN2
D．a1>a2，FN1＝FN2
【答案】D　[設A、B的質量為m，接觸面光滑時，對整體分析有a1＝＝，對B分析FN1＝mBa1＝。接觸面粗糙時，對整體分析有a2＝＝－μg，可知a1>a2；對B分析有FN2＝ma2＋μmg＝，則FN1＝FN2。故D正確。]
5、伽利略和牛頓都是物理學發展史上最偉大的科學家，巧合的是牛頓就出生在伽利略去世后第二年．下列關于力和運動關系的說法中，不屬于他們觀點的是(　　)
A．自由落體運動是一種勻變速直線運動
B．力是使物體產生加速度的原因
C．物體都具有保持原來運動狀態的屬性，即慣性
D．力是維持物體運動的原因
解析：選D.伽利略通過斜面實驗以及邏輯推理證明自由落體運動是一種勻變速直線運動，A項不符合題意；牛頓第一定律表明力是產生加速度的原因、慣性是物體的固有屬性，B、C項不符合題意；亞里士多德認為力是維持物體運動的原因，D項符合題意．
6、一碗水置于火車車廂內的水平桌面上。當火車向右做勻減速運動時，水面形狀接近于圖(　　)
A　　　B　
　　　C　
　　　D
【答案】A　[當火車向右做勻減速運動時，碗內的水由于慣性，保持原來較大的速度向右運動，故只有圖A所示的情形符合要求，A正確。]
7、如圖所示，兩輕質彈簧a、b懸掛一質量為m的小球，整體處于平衡狀態，彈簧a與豎直方向成30°，彈簧b與豎直方向成60°，彈簧a、b的形變量相等，重力加速度為g，則(　　)
A．彈簧a、b的勁度系數之比為
∶1
B．彈簧a、b的勁度系數之比為
∶2
C．若彈簧a下端松脫，則松脫瞬間小球的加速度大小為g
D．若彈簧b下端松脫，則松脫瞬間小球的加速度大小為
解析：選AD.由題可知，兩個彈簧相互垂直，對小球受力分析，如圖所示，設彈簧的伸長量都是x，由受力分析圖知，彈簧a中彈力Fa＝mgcos
30°＝mg，根據胡克定律可知彈簧a的勁度系數為k1＝＝，彈簧b中的彈力Fb＝mgcos
60°＝mg，根據胡克定律可知彈簧b的勁度系數為k2＝＝，所以彈簧a、b的勁度系數之比為∶1，A正確，B錯誤；彈簧a中的彈力為mg，若彈簧a的下端松脫，則松脫瞬間彈簧b的彈力不變，故小球所受重力和彈簧b彈力的合力與Fa大小相等、方向相反，小球的加速度a＝＝g，C錯誤；彈簧b中彈力為mg，若彈簧b的下端松脫，則松脫瞬間彈簧a的彈力不變，故小球所受重力和彈簧a彈力的合力與Fb大小相等、方向相反，故小球的加速度a′＝＝g，D正確．
8、(2019·朔州月考)
(雙選)如圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的線BA，整個裝置處于平衡狀態，下面說法中正確的是(　　)
A．在線的A端慢慢向下增加拉力，結果CD線被拉斷
B．在線的A端慢慢向下增加拉力，結果AB線被拉斷
C．在線的A端突然向下猛力一拉，結果AB線被拉斷
D．在線的A端突然向下猛力一拉，結果CD線被拉斷
【答案】AC　[緩慢增加拉力時，CD上的力較大，故CD先斷；快速猛力一拉，重球慣性較大，速度變化慢，CD上的拉力瞬間幾乎沒變，故AB先斷，所以選項A、C正確。]
9、一質量為m的物體，放在粗糙水平面上，受水平推力F的作用產生加速度a，物體所受摩擦力為f，當水平推力變為2F時(　　)
A．物體的加速度小于2a
B．物體的加速度大于2a
C．物體的加速度等于2a
D．物體所受的摩擦力變為2f
【答案】B　[根據牛頓第二定律可知，物體在水平推力F的作用下，產生的加速度為
a＝＝＝－μg。
①
當水平推力變為2F時，物體的加速度
a′＝＝－μg。
②
比較①②兩式可以看出a′>2a。]
10、如圖所示，在豎直平面內有一矩形，其長邊與一圓的底部相切于O點，現在有三條光滑軌道a、b、c，它們的上端位于圓周上，下端在矩形的底邊，三軌道都經過切點O，現在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止下滑至底端(軌道先后放置)，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經歷的時間關系為(　　)
A．ta＞tb＞tc　　　　　　
B．
ta＜tb＜tc
C．ta＝tb＝tc
D．無法確定
解析：選B.設上面圓的半徑為r，矩形寬為R，軌道與豎直方向的夾角為α，則軌道的長度s＝2rcos
α＋，下滑的加速度a＝，根據位移時間公式得，s＝at2，則t＝＝.因為a、b、c夾角由小至大，所以有tc＞tb＞ta.故B正確，A、C、D錯誤．
11、(多選)質量分別為M和m的物塊A和B形狀、大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為α的斜面，A恰好能靜止在斜面上，不考慮A、B與斜面之間的摩擦，若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放A，斜面仍保持靜止，則下列說法正確的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．輕繩的拉力等于mg
B．輕繩的拉力等于Mg
C．A運動的加速度大小為(1－sin
α)g
D．A運動的加速度大小為g
【答案】ACD　[本題考查連接體的臨界問題。第一次放置時A靜止，則由平衡條件可得Mgsin
α＝mg；第二次按圖乙放置時，對整體，由牛頓第二定律得Mg－mgsin
α＝(M＋m)a，聯立解得a＝(1－sin
α)g＝g。對B，由牛頓第二定律有T－mgsin
α＝ma，解得T＝mg，故A、C、D正確，B錯誤。]
12、利用阿特伍德機可以研究超重和失重現象，其研究步驟如下：如圖所示，原來定滑輪左右兩側都懸掛質量為2m的物塊，彈簧秤示數為2mg.若在右側懸掛的物塊上再增加質量為m的物塊，左側物塊將獲得向上的加速度，可觀察到彈簧秤上的示數變大，左側物塊處于超重狀態；若將右側物塊的質量減小到m，左側物塊將向下做加速運動，可觀察到彈簧秤上的示數變小，左側物塊處于失重狀態．請問：左側物塊處于超重狀態時，彈簧秤的讀數是多少？左側物塊處于失重狀態時，彈簧秤的讀數又是多少？(不計連接物塊的細線和彈簧秤的質量)
解析：左側物塊處于超重狀態時，對左側物塊受力分析知F－2mg＝2ma，對右側的物塊受力分析知3mg－F＝3ma
聯立解得F＝mg
左側物塊處于失重狀態時，對左側物塊受力分析知
2mg－F′＝2ma′
對右側的物塊受力分析知F′－mg＝ma′
聯立解得F′＝mg.
答案：mg　mg
13、兩物塊A、B并排放在水平地面上，且兩物塊接觸面為豎直面，現用一水平推力F作用在物塊A上，使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運動，如圖甲所示，在A、B的速度達到6
m/s時，撤去推力F。已知A、B質量分別為mA＝1
kg、mB＝3
kg，A與水平面間的動摩擦因數為μ＝0.3，B與地面沒有摩擦，B物塊運動的v?t圖象如圖乙所示。g取10
m/s2，求：
甲　　　　　　　　　乙
(1)推力F的大小；
(2)A物塊剛停止運動時，物塊A、B之間的距離。
[解析]　(1)在水平推力F作用下，物塊A、B一起做勻加速運動，加速度為a，由B物塊的v?t圖象得，
a＝＝
m/s2＝3
m/s2
對于A、B整體，由牛頓第二定律得
F－μmAg＝(mA＋mB)a，代入數據解得F＝15
N。
(2)設物塊A做勻減速運動的時間為t，撤去推力F后，A、B兩物塊分離，A在摩擦力作用下做勻減速運動，B做勻速運動，對A，由－μmAg＝mAaA，解得
aA＝－μg＝－3
m/s2
t＝＝
s＝2
s
物塊A通過的位移xA＝t＝6
m
物塊B通過的位移
xB＝v0t＝6×2
m＝12
m
物塊A剛停止時A、B間的距離
Δx＝xB－xA＝6
m。
[答案]　(1)15
N　(2)6
m

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