第3章 第1讲 牛顿运动定律的理解（word练习）-【导学教程】2025年物理新编高考大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书第340页] [基础题组] 1．冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，惯性的大小取决于(　　) A．冰壶的速度　　　　　 B．冰壶的质量 C．冰壶受到的推力 D．冰壶受到的阻力 答案　B 2．关于运动和力的关系，下列说法正确的是(　　) A．当物体所受合外力不变时，运动状态一定不变 B．当物体所受合外力为零时，速度大小一定不变 C．当物体运动轨迹为直线时，所受合外力一定为零 D．当物体速度为零时，所受合外力一定为零 答案　B 3.如图所示，弹簧的一端固定在天花板上，另一端连一质量m＝2 kg的秤盘，盘内放一个质量M＝1 kg的物体，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，F＝30 N，在突然撤去外力F的瞬间，物体对秤盘的压力大小为(g＝10 m/s2)(　　) A．10 N　　　　　　　 B．15 N C．20 N D．40 N 解析　在突然撤去外力F的瞬时，物体和秤盘所受的合外力大小F合＝F＝30 N 方向竖直向上，对物体和秤盘整体，由牛顿第二定律可得a＝＝ m/s2＝10 m/s2，秤盘原来在竖直向下的拉力F作用下保持静止时，弹簧对秤盘向上拉力大小为F弹＝g＋F＝(2＋1)×10 N＋30 N＝60 N，对秤盘由牛顿第二定律F弹－mg－FN＝ma，解得物体对秤盘的压力FN＝20 N，故选C。 答案　C 4.(多选)如图所示，一小车的内表面ab和bc光滑且互相垂直，bc与水平方向的夹角为37°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，已知小车在水平方向上做匀加速直线运动，要使小球始终不脱离小车，则(　　) A．若小车向左加速，加速度不能超过g B．若小车向左加速，加速度不能超过g C．若小车向右加速，加速度不能超过g D．若小车向右加速，加速度不能超过g 解析　若小车向左加速，当ab面对小球无作用力时，加速度最大，根据牛顿第二定律 mgtan 37°＝ma1 解得a1＝g 所以若小车向左加速，加速度不能超过g，选项A错误，B正确； 若小车向右加速运动，当bc面对小球无作用力时，加速度最大，根据牛顿第二定律mgtan 53°＝ma2 解得a2＝g 所以若小车向右加速，加速度不能超过g，选项C错误，D正确。 答案　BD 5．(多选)如图所示，将质量为0.2 kg的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的直径，环与杆之间的动摩擦因数为0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上的拉力F，使圆环以4.4 m/s2的加速度沿杆加速运动，拉力与杆的夹角为53°，已知sin 53° ＝0.8，cos 53°＝0.6，取g＝10 m/s2，则F的大小为(　　) A．F＝1 N B．F＝2 N C．F＝9 N D．F＝18 N 解析　对环受力分析，受重力、拉力、弹力和摩擦力；令Fsin 53°＝mg 解得F＝2.5 N 此时无摩擦力，圆环沿杆做匀加速运动，当F＜2.5 N时，杆对环的弹力向上，由牛顿第二定律有 水平方向上有Fcos θ－μFN＝ma 竖直方向上有FN＋Fsin θ＝mg 解得F＝2 N 当F＞2.5 N时，杆对环的弹力向下，由牛顿第二定律有 水平方向上有Fcos θ－μFN′＝ma 竖直方向上有Fsin θ＝mg＋FN′ 解得F＝18 N，故选项B、D正确。 答案　BD 6.如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长量分别为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间(　　) A．a1＝2g B．a1＝g C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2 解析　对a、b、c分别受力分析如图所示： 根据平衡条件 对a有F2＝F1＋mg； 对b有F1＝F＋mg； 对c有F＝mg； 因弹簧的弹力不能突变，绳子的弹力可以突变，绳子断时拉力立即为零，即F2＝0 a的合外力Fa＝3mg 由牛顿第二定律得a的加速度a1＝3g，选项A、B错误； 绳子断后，b、c受力不变，有 F1＝kΔl1，F＝kΔl2 可得Δl1＝，Δl2＝ 即Δl1＝2Δl2，选项C正确，D错误。 答案　C 7．物块与水平桌面间的动摩擦因数为μ，在大小为F、方向如图所示的力作用下，物块恰能匀速向右运动。若改用方向不变、大小为2F的力去推它，则物块的加速度大小为(　　) A．0 B．μg C．μg D．2μg 解析　设力与水平面夹角为θ，根据平衡条件 Fcos θ＝μ(mg＋Fsin θ) 改用方向不变、大小为2F的力去推它，则 2Fcos θ－μ(mg＋2Fsin θ)＝ma 解得a＝μg 故选项C正确，A、B、D错误。 答案　C [提升题组] 8．将一小木块和一小钢珠分别以不同速度竖直向上抛出，小木块在整个运动过程中所受空气阻力的大小f与其速度大小v满足f＝kv(k＞0，且为常量)，而小钢珠的运动忽略空气阻力。取竖直向上为运动的正方向，图中v­t图像能正确反映两物体运动情况的是(　　) 解析　小钢珠只受重力，其运动是竖直上抛运动，v­t图线是直线，故题图中直线表示钢珠的运动。对于小木块，上升阶段由牛顿第二定律得a1＝g＋，由于阻力随速度的减小而减小，故上升阶段加速度逐渐减小，最小值为g。下降阶段由牛顿第二定律可得a2＝g－，由于空气阻力随速度增大而增大，故下降过程中加速度逐渐减小，若阻力与重力平衡，则小木块做匀速运动，v­t图线的斜率表示加速度，所以小木块v­t图线的斜率的绝对值可能先减小后不变，若小木块匀速运动前已停止运动，则v­t图线的斜率的绝对值可能一直减小，设图线与t轴相交时刻为t1，小木块的v­t图线在t1时刻的切线与小钢珠的v­t图线平行，故选项D正确。 答案　D 9.甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点(足够高)处同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f＝kv(k为正的常量)。两球的v­t图像如图所示。落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。则下列判断正确的是(　　) A．释放瞬间甲球加速度较大 B.＝ C．甲球质量大于乙球 D．t0时间内两球下落的高度相等 解析　释放瞬间v＝0，因此空气阻力f＝0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g，故选项A错误；两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv＝mg，因此最大速度与其质量成正比，即vm∝m，故＝，故选项B错误；由于＝，而v1＞v2，故甲球质量大于乙球，故选项C正确；图像与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等，故选项D错误。 答案　C 10.如图所示，质量为3 kg的物体A静止在劲度系数为100 N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2 kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) A．轻弹簧的压缩量为0.2 m B．物体A、B的瞬时加速度为4 m/s2 C．物体B的瞬时加速度为10 m/s2 D．物体B对物体A的压力为6 N 解析　A、B紧挨在一起但A、B之间无压力，对A根据受力平衡可得弹簧弹力为F＝mAg＝kx，x＝＝0.3 m，故选项A错误；细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，对A、B整体，由牛顿第二定律(mA＋mB)g－F＝(mA＋mB)a，解得物体A、B的瞬时加速度为a＝4 m/s2，故选项B正确，C错误；对物体A由牛顿第二定律FN＋mAg－F＝mAa，解得物体B对物体A的压力为FN＝12 N，故选项D错误。 答案　B 11.(多选)在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m＝2 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。g取10 m/s2，在剪断轻绳的瞬间，下列说法正确的是(　　) A．此时轻弹簧的弹力大小为20 N B．小球的加速度大小为8 m/s2，方向向左 C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右 D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为零 解析　未剪断轻绳时，水平面对小球的弹力为零，小球受到重力mg、轻绳的拉力FT和弹簧的弹力F作用而处于平衡状态。依据平衡条件得竖直方向上有FTcos θ＝mg，水平方向上有FTsin θ＝F，解得弹簧弹力F＝mgtan θ＝20 N，选项A正确；剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡，即水平面支持力FN＝mg，水平方向上弹簧的弹力保持不变，由牛顿第二定律得小球的加速度a＝＝m/s2＝8 m/s2，方向向左，选项B正确；若剪断弹簧，在剪断弹簧的瞬间，小球立即只受地面支持力和重力作用，且二力平衡，加速度为零，选项C错误，D正确。 答案　ABD 12.(多选)如图所示，两个相同小物块a和b之间用一根轻弹簧相连，系统用细线静止悬挂于足够高的天花板下。细线某时刻被剪断，系统下落，已知重力加速度为g，则(　　) A．细线剪断瞬间，a和b的加速度大小均为g B．弹簧恢复原长时，a和b的加速度大小均为g C．下落过程中弹簧一直保持拉伸状态 D．下落过程中a、b和弹簧组成的系统机械能守恒 解析　细线剪断前，a、b受力如图所示，F1＝F1′＝mg，F2＝F1′＋mg＝2mg，细线剪断瞬间，绳子拉力F2变为零，弹簧拉力不变。 对a：F1′＋mg＝maa，aa＝2g； 对b：受力不变，加速度为零，选项A错误； 弹簧恢复原长时，a和b都只受重力，加速度大小均为g，选项B正确； 由于开始a的加速度大于b的加速度，弹簧长度变短，弹簧恢复原长时，a的速度大于b的速度，弹簧变成收缩状态，选项C错误； 下落过程中a、b和弹簧组成的系统动能、重力势能、弹性势能相互转化，系统机械能守恒，选项D正确。 答案　BD 13．(多选)如图所示，倾角为30°的光滑杆上套有一个小球和两根轻质弹簧，两弹簧的一端与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球的加速度大小为6 m/s2，若不拔去销钉M，而拔去销钉N瞬间，小球加速度可能是(g＝10 m/s2)(　　) A．11 m/s2，沿杆向上 B．11 m/s2，沿杆向下 C．1 m/s2，沿杆向上 D．1 m/s2，沿杆向下 解析　设小球的质量为m，沿杆斜上为正方向，刚开始受力平衡，则有 FN＋FM－Gsin 30°＝0 拔去销钉M瞬间，小球的加速度大小为6 m/s2，方向可能向下，也可能向上。由牛顿第二定律得 FN－Gsin 30°＝±ma 拔去销钉N瞬间，小球受M弹簧和重力G的作用，加速度为a′＝＝－11 m/s2或1 m/s2，故选项B、C正确。 答案　BC 学科网（北京）股份有限公司 $$