内容正文:
第三章 牛顿运动定律
第1讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律
1. 高考真题考点分布
题型
考点考查
考题统计
选择题
牛顿第一定律 惯性
2023年浙江卷
选择题
牛顿第三定律
2023年海南卷
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】高考对牛顿三定律基本规律的考查,多以选择题的形式出现,同时与实际生活的实例结论紧密,题目相对较为简单。
【备考策略】掌握并会利用牛顿定律处理物理问题。
【命题预测】重点关注牛顿第一、三定律的基本应用。
一、牛顿第一定律 惯性
1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.意义
(1)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。
3.惯性
(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)普遍性:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关。
(3)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
二、牛顿第三定律
1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。
2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
3.表达式:F=-F′。
(一) 牛顿第一定律。
1.对牛顿第一定律的理解
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的认识
惯性是物体保持原来运动状态的性质,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关,物体的惯性只与其质量有关,物体的质量越大其惯性越大。
3.惯性的两种表现形式
(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
1.(2023·福建泉州五校联考)关于力与运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.必须有力的作用物体才能运动
B.牛顿第一定律可以用实验直接验证
C.理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”
D.牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大
2.如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面呈水平,在水平面上放一个小球B,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.可能为图中箭头所示的直线
D.为一曲线
3.“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课,在奇妙“乒乓球”实验中,航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A.梦天实验舱内,水球质量变大,其惯性不变
B.梦天实验舱内,水球弹开的速度越大,其惯性越大
C.击球过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
D.击球过程中,水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
(二) 牛顿第三定律
作用力与反作用力的特点:
(1)三同:①同大小;②同变化;③同性质
(2)三异:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同
(3)二无关:①与相互作用的物体运动状态无关;②与是否和其他物体相互作用无关;
1.(2022·杭州月考)如图甲所示,将一个力传感器固定在滑块上,另一个力传感器钩住它向右拉滑块,观察到这对拉力随时间变化的曲线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的大小总是相等
C.反作用力总是在作用力出现后才产生的
D.图乙所示的曲线,只有在滑块静止或做匀速运动时才能得到
2.如图所示,瘦子甲和大力士乙用一根绳拔河(绳子质量不计),最后乙获胜。下列说法正确的是( )
A.两人僵持不下保持静止时,地面对甲的摩擦力水平向右
B.两人僵持不下保持静止时,甲的重力和地面对甲的支持力是一对相互作用力
C.甲被加速向右拉时,绳对乙的拉力大小大于绳对甲的拉力大小
D.甲被加速向右拉时,绳对甲的拉力大小等于甲对绳的拉力大小
作用力和反作用力与一对平衡力的区别
项目
作用力与反作用力
一对平衡力
作用对象
两个相互作用的不同物体
同一个物体
作用时间
一定同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
力的性质
一定相同
不一定相同
作用效果
不可抵消
可相互抵消
1.如图,甲、乙两位同学进行掰手腕游戏,F1为甲对乙的作用力,F2为乙对甲的作用力,则
A.F1和F2是性质相同的力 B.若甲赢了,说明F1大于F2
C.僵持阶段,F1与F2是一对平衡力 D.若甲先发力,则F1出现后,F2才出现
2.(2022·山东泰安模拟)马扎属于中国传统手工艺制品。腿交叉,上面绷帆布或麻绳等,可以合拢,便于携带。如图所示,马扎放在水平地面上,一小孩站在马扎上,以下说法正确的是( )
A.小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对作用力和反作用力
B.小孩受到的重力和小孩对马扎的压力是一对平衡力
C.马扎在光滑水平面上无法平衡
D.斜撑A、B之间的夹角越大,A、B上的作用力越大
3.(2022·广州调研)高山滑雪是2022年北京冬奥会的重要比赛项目,如图所示为某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时的情景,以下说法正确的是( )
A.赛道对运动员的弹力竖直向上
B.运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下
C.赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力
D.运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力
利用牛顿第三定律转换研究对象
如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力,然后根据牛顿第三定律得到压力的大小和方向。求摩擦力时也可以用此种方法转换研究对象。
1.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0 kg 的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
1.(2021·浙江·高考真题)2021年5月15日,天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中,经大气层的减速,速度从减为;打开降落伞后,经过速度进一步减为;与降落伞分离,打开发动机减速后处于悬停状态;经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动,则着陆器( )
A.打开降落伞前,只受到气体阻力的作用
B.打开降落伞至分离前,受到的合力方向竖直向上
C.打开降落伞至分离前,只受到浮力和气体阻力的作用
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
2.(2023·浙江·高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
3.(2022·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.链球做匀速圆周运动过程中加速度不变
B.足球下落过程中惯性不随速度增大而增大
C.乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关
4.(2024·广东汕头·一模)下列说法正确的是( )
A.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力与地面对人的支持力等大
B.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了
C.跳高运动员在越杆时处于平衡状态
D.跳远运动员在地面斜向前上方跳出,在空中最高点时速度为零
5.(2024·广东肇庆·二模)下列说法正确的是( )
A.人在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力
B.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为弩箭的惯性减小了
C.跳高运动员在越杆时处于平衡状态
D.船相对于静水的速度大于河水流速时,船过河的最短路程等于河的宽度
6.(2024·广东茂名·二模)如图所示,水平地面上静止叠放着a、b两个石块,已知a与b之间接触面切线不水平,不考虑a与b之间的万有引力以及空气影响,下列说法正确的是( )
A.b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力
B.b共受到5个力的作用
C.地面对b的摩擦力水平向左
7.(2020·浙江·高考真题)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。当公交车( )
A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动
B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动
C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动
8.(2024·广东广州·三模)玉米收割后脱粒玉米用如图甲所示的传送带装置,可近似为如图乙所示物理过程,将收割晒干的玉米投入脱粒机后,玉米粒从静止开始被传送到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上,一段时间后和传送带保持相对静止,直至从传送带的顶端飞出最后落在水平地面上,不计空气阻力。已知玉米粒在此运动过程中的速率为v,加速度大小为a,动能为,机械能为E,玉米粒距离地面的高度为h,下列图像能近似反映上述物理过程的是( )
A. B.
C. D.
9.(2024·广东惠州·二模)2023年10月3日,在杭州亚运会蹦床项目女子决赛中,中国选手朱雪莹夺冠,图为朱雪莹在东京奥运会上决赛时腾空后下落的照片,朱雪莹从刚接触床面到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.朱雪莹刚接触床面时速度最大
B.朱雪莹在该过程中始终处于失重状态
C.在该过程中朱雪莹的动能减少量等于弹性势能的增加量
D.在该过程中蹦床对朱雪莹一直做负功
10.(2024·广东茂名·二模)甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯,甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过,他们的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.两车同时到达处
B.甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为
C.从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为
D.两车在内,乙受到座椅的作用力竖直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
11.(2024·广东佛山·二模)春节烟花汇演中常伴随无人机表演。如图是两架无人机a、b同时从同一地点竖直向上飞行的图像。下列说法正确的是( )
A.时,无人机a处于失重状态
B.时,无人机a飞到了最高点
C.内,两架无人机a、b的平均速度相等
D.内,无人机a的位移小于无人机b的位移
二、多选题
12.(2024·广东茂名·一模)某品牌电动汽车在平直公路上由静止开始启动,若启动过程中加速度传感器测量到汽车加速度随时间变化的规律如图所示,汽车后备箱中水平放置一质量的物块,与汽车始终相对静止,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.第末,汽车的速度为
B.第末,汽车的速度为
C.前内,汽车对物块的作用力做功大小为
D.前内,汽车对物块的最大摩擦力为
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第三章 牛顿运动定律
第1讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律
1. 高考真题考点分布
题型
考点考查
考题统计
选择题
牛顿第一定律 惯性
2023年浙江卷
选择题
牛顿第三定律
2023年海南卷
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】高考对牛顿三定律基本规律的考查,多以选择题的形式出现,同时与实际生活的实例结论紧密,题目相对较为简单。
【备考策略】掌握并会利用牛顿定律处理物理问题。
【命题预测】重点关注牛顿第一、三定律的基本应用。
一、牛顿第一定律 惯性
1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.意义
(1)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。
3.惯性
(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)普遍性:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关。
(3)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
二、牛顿第三定律
1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。
2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
3.表达式:F=-F′。
(一) 牛顿第一定律。
1.对牛顿第一定律的理解
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的认识
惯性是物体保持原来运动状态的性质,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关,物体的惯性只与其质量有关,物体的质量越大其惯性越大。
3.惯性的两种表现形式
(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
1.(2023·福建泉州五校联考)关于力与运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.必须有力的作用物体才能运动
B.牛顿第一定律可以用实验直接验证
C.理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”
D.牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大
解析:选C 力是改变物体运动状态的原因,物体不受力时也能保持匀速直线运动,故A错误;牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论,不能直接通过实验得出,但能经住实践的检验,故B错误;伽利略通过理想斜面实验说明,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故C正确;惯性的大小由物体的质量决定,与物体受力的大小无关,与是否受力也无关,故D错误。
2.如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面呈水平,在水平面上放一个小球B,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.可能为图中箭头所示的直线
D.为一曲线
【答案】B
【详解】梯形物体A释放前,小球受到重力和支持力,两力平衡;梯形物体A释放后,由于梯形物体A各面光滑,则小球水平方向不受力,根据牛顿第一定律知,小球在水平方向的状态不改变,即仍保持静止状态,而竖直方向上梯形物体A对B的支持力将小于小球的重力,小球将沿竖直方向做加速运动,所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动,其运动轨迹是竖直向下的直线。故选B。
3.“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课,在奇妙“乒乓球”实验中,航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A.梦天实验舱内,水球质量变大,其惯性不变
B.梦天实验舱内,水球弹开的速度越大,其惯性越大
C.击球过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
D.击球过程中,水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
【答案】C
【详解】AB.梦天实验舱内,水球质量不变,其惯性不变,故AB错误;
C.根据弹力产生的条件可知,击球过程中,水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的,故C正确;
D.击球过程中,水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对相互作用力,故D错误;
故选C。
(二) 牛顿第三定律
作用力与反作用力的特点:
(1)三同:①同大小;②同变化;③同性质
(2)三异:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同
(3)二无关:①与相互作用的物体运动状态无关;②与是否和其他物体相互作用无关;
1.(2022·杭州月考)如图甲所示,将一个力传感器固定在滑块上,另一个力传感器钩住它向右拉滑块,观察到这对拉力随时间变化的曲线如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的大小总是相等
C.反作用力总是在作用力出现后才产生的
D.图乙所示的曲线,只有在滑块静止或做匀速运动时才能得到
解析:选B 观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,可以看出作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时变化,A、C错误,B正确;作用力与反作用力总是等大、反向、共线的关系,与物体的运动状态无关,D错误。
2.如图所示,瘦子甲和大力士乙用一根绳拔河(绳子质量不计),最后乙获胜。下列说法正确的是( )
A.两人僵持不下保持静止时,地面对甲的摩擦力水平向右
B.两人僵持不下保持静止时,甲的重力和地面对甲的支持力是一对相互作用力
C.甲被加速向右拉时,绳对乙的拉力大小大于绳对甲的拉力大小
D.甲被加速向右拉时,绳对甲的拉力大小等于甲对绳的拉力大小
【答案】D
【详解】A.两人僵持不下保持静止时,甲有向右的运动趋势,地面对甲的摩擦力水平向左,故A错误;
B.两人僵持不下保持静止时,甲的重力和地面对甲的支持力作用在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
CD.同一根绳子的拉力相等,则甲被加速向右拉时,绳对乙的拉力大小和绳对甲的拉力大小是相等的,故C错误,D正确;
故选D。
作用力和反作用力与一对平衡力的区别
项目
作用力与反作用力
一对平衡力
作用对象
两个相互作用的不同物体
同一个物体
作用时间
一定同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
力的性质
一定相同
不一定相同
作用效果
不可抵消
可相互抵消
1.如图,甲、乙两位同学进行掰手腕游戏,F1为甲对乙的作用力,F2为乙对甲的作用力,则
A.F1和F2是性质相同的力 B.若甲赢了,说明F1大于F2
C.僵持阶段,F1与F2是一对平衡力 D.若甲先发力,则F1出现后,F2才出现
【答案】A
【详解】甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对作用力与反作用力,它们是同一性质的力,始终等大反向,且同时产生、同时变化、同时消失。
故选A。
2.(2022·山东泰安模拟)马扎属于中国传统手工艺制品。腿交叉,上面绷帆布或麻绳等,可以合拢,便于携带。如图所示,马扎放在水平地面上,一小孩站在马扎上,以下说法正确的是( )
A.小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对作用力和反作用力
B.小孩受到的重力和小孩对马扎的压力是一对平衡力
C.马扎在光滑水平面上无法平衡
D.斜撑A、B之间的夹角越大,A、B上的作用力越大
解析:选D 小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对平衡力,A错误;小孩受到的重力和小孩对马扎的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,B错误;对马扎和小孩整体分析可知,马扎在水平方向不受摩擦力,则马扎在光滑水平面上也能平衡,C错误;小孩对马扎的压力是一定的,即两个斜撑的合力是一定的,斜撑A、B之间的夹角越大,A、B上的作用力越大,D正确。
3.(2022·广州调研)高山滑雪是2022年北京冬奥会的重要比赛项目,如图所示为某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时的情景,以下说法正确的是( )
A.赛道对运动员的弹力竖直向上
B.运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下
C.赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力
D.运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力
解析:选B 赛道对运动员的弹力垂直于倾斜赛道向上,A错误;运动员相对赛道沿赛道下滑,因此赛道对运动员的滑动摩擦力方向沿赛道向上,由牛顿第三定律知,运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道向下,B正确;赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力的受力物体都是运动员,因此不可能是一对作用力和反作用力,C错误;运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力,是一对作用力和反作用力,D 错误。
利用牛顿第三定律转换研究对象
如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力,然后根据牛顿第三定律得到压力的大小和方向。求摩擦力时也可以用此种方法转换研究对象。
1.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0 kg 的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
解析:选B 设绳子对建材的拉力为F1,F1-mg=ma,F1=m(g+a)=210 N,绳子对人的拉力F2=F1=210 N,人处于静止状态,则地面对人的支持力FN=Mg-F2=490 N,由牛顿第三定律知:人对地面的压力FN′=FN=490 N,故B正确。
1.(2021·浙江·高考真题)2021年5月15日,天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中,经大气层的减速,速度从减为;打开降落伞后,经过速度进一步减为;与降落伞分离,打开发动机减速后处于悬停状态;经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动,则着陆器( )
A.打开降落伞前,只受到气体阻力的作用
B.打开降落伞至分离前,受到的合力方向竖直向上
C.打开降落伞至分离前,只受到浮力和气体阻力的作用
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
【答案】B
【详解】A.打开降落伞前,在大气层中做减速运动,则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用,选项A错误;
B.打开降落伞至分离前做减速运动,则其加速度方向与运动方向相反,加速度方向向上,则合力方向竖直向上,B正确;
C.打开降落伞至分离前,受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用,选项C错误;
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力,由于还受到火星的吸引力,则与气体的阻力不是平衡力,选项D错误。
故选B。
2.(2023·浙江·高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
【答案】B
【详解】A.在研究如何踢出“香蕉球”时,需要考虑踢在足球上的位置与角度,所以不可以把足球看作质点,故A错误;
B.惯性只与质量有关,足球在飞行和触网时质量不变,则惯性不变,故B正确;
C.足球在飞行时脚已经离开足球,故在忽略空气阻力的情况下只受重力,故C错误;
D.触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力,大小相等,故D错误。
故选B。
3.(2022·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.链球做匀速圆周运动过程中加速度不变
B.足球下落过程中惯性不随速度增大而增大
C.乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关
【答案】B
【详解】A.链球做匀速圆周运动过程中加速度方向在改变,A错误;
B.惯性只与质量有关,则足球下落过程中惯性不随速度增大而增大,B正确;
C.乒乓球被击打过程中受到的作用力随着形变量的减小而减小,C错误;
D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向有关,D错误。
故选B。
4.(2024·广东汕头·一模)下列说法正确的是( )
A.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力与地面对人的支持力等大
B.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了
C.跳高运动员在越杆时处于平衡状态
D.跳远运动员在地面斜向前上方跳出,在空中最高点时速度为零
【答案】A
【详解】A.人对地面的压力与地面对人的支持力是作用力与反作用力,大小始终相等,A正确;
B.质量不变,则惯性不变,B错误;
C.跳高运动员在越杆时所受合力为重力,C错误;
D.在最高点时具有水平速度,D错误。
故选A。
5.(2024·广东肇庆·二模)下列说法正确的是( )
A.人在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力
B.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为弩箭的惯性减小了
C.跳高运动员在越杆时处于平衡状态
D.船相对于静水的速度大于河水流速时,船过河的最短路程等于河的宽度
【答案】D
【详解】A.人对地面的压力与地面对人的支持力是作用力与反作用力,大小始终相等,A错误;
B.质量不变,则惯性不变,B错误;
C.跳高运动员在越杆时受重力作用,不是平衡状态,C错误;
D.船相对于静水的速度大于河水流速时,合速度可以垂直于河岸,船过河的最短路程等于河的宽度,D正确。
故选D。
6.(2024·广东茂名·二模)如图所示,水平地面上静止叠放着a、b两个石块,已知a与b之间接触面切线不水平,不考虑a与b之间的万有引力以及空气影响,下列说法正确的是( )
A.b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力
B.b共受到5个力的作用
C.地面对b的摩擦力水平向左
D.地面受到的压力等于a和b的重力之和
【答案】D
【详解】A.b对a的支持力与a受到的重力不在同一直线上,所以不是一对平衡力,故A错误;
BCD.以a、b两个石块为整体,根据受力平衡可知,地面对b只有支持力作用,没有摩擦力作用,则地面受到的压力等于a和b的重力之和;以b为研究对象,b受到重力、a对b的压力和摩擦力、地面的支持力作用,共4个力的作用,故BC错误,D正确。
故选D。
7.(2020·浙江·高考真题)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。当公交车( )
A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动
B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动
C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动
【答案】B
【详解】A.有题意可知当公交车缓慢启动时,两只箱子与公交车之间的有可能存在静摩擦使箱子与公交车一起运动,故A错误;
B.急刹车时,由于惯性,行李箱a一定相对车子向前运动,故B正确;
C.当公交车缓慢转弯时,两只箱子与车之间的摩擦力可能提供向心力,与车保持相对静止,故C错误;
D.当公交车急转弯时,由于需要向心力大,行李箱一定相对车子向外侧运动,故D错误。
故选B。
8.(2024·广东广州·三模)玉米收割后脱粒玉米用如图甲所示的传送带装置,可近似为如图乙所示物理过程,将收割晒干的玉米投入脱粒机后,玉米粒从静止开始被传送到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上,一段时间后和传送带保持相对静止,直至从传送带的顶端飞出最后落在水平地面上,不计空气阻力。已知玉米粒在此运动过程中的速率为v,加速度大小为a,动能为,机械能为E,玉米粒距离地面的高度为h,下列图像能近似反映上述物理过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.根据题意可知,玉米粒在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动;玉米粒从传送带抛出后到最高点过程,速率应不断减小,到最高点后速率再逐渐增大,故A错误;
B.根据题意可知,玉米粒在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动;则加速度先恒定不变,再变为0,玉米粒从传送带抛出后,加速度为重力加速度,故B错误;
C.根据题意可知,玉米粒在传送带上运动时,动能先增大后不变;玉米粒从传送带抛出后到最高点过程,动能应不断减小,到最高点后动能再增大,故C错误;
D.根据功能关系可知,除重力的其他力做功的功等于机械能的变化量,玉米粒在传送带上运动时,先受到滑动摩擦力后受到静摩擦力,玉米粒的机械能一直增大,且图像的斜率先表示滑动摩擦力后表示静摩擦力,则加速阶段的斜率大于匀速阶段的斜率;玉米粒从传送带抛出后到落回地面过程,只受重力作用,机械能不变,故D正确。
故选D。
9.(2024·广东惠州·二模)2023年10月3日,在杭州亚运会蹦床项目女子决赛中,中国选手朱雪莹夺冠,图为朱雪莹在东京奥运会上决赛时腾空后下落的照片,朱雪莹从刚接触床面到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.朱雪莹刚接触床面时速度最大
B.朱雪莹在该过程中始终处于失重状态
C.在该过程中朱雪莹的动能减少量等于弹性势能的增加量
D.在该过程中蹦床对朱雪莹一直做负功
【答案】D
【详解】A.朱雪莹重力与床面的弹力等大反向时,速度最大,故A错误;
B.朱雪莹在该过程中加速度方向先向下后向上,先处于失重状态,后处于超重状态,故B错误;
C.在该过程中朱雪莹的动能和重力势能全部转化为蹦床的弹性势能,故C错误;
D.在该过程中蹦床对朱雪莹的弹力和朱雪莹的位移方向一直相反,一直做负功,故D正确。
故选D。
10.(2024·广东茂名·二模)甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯,甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过,他们的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.两车同时到达处
B.甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为
C.从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为
D.两车在内,乙受到座椅的作用力竖直向上,甲受到座椅的作用力水平向前
【答案】C
【详解】B.在位移内,设甲的加速度为a,由初速度为0的匀加速直线运动规律可得
解得
故B错误;
A.甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动,当甲、乙运动相等的位移,所需要的运动时间不相等,即两物体不在同一时刻到达处,则两物体不在处相遇,故A错误;
C.由
综合解得甲、乙速度相等的时刻为
故C正确;
D.乙做匀速直线运动,根据平衡条件可知乙受到座椅的作用力竖直向上,甲做匀加速直线运动,座椅对甲的作用力竖直方向的分力与重力平衡,水平方向的分力提供加速度,根据力的合成可知甲受到座椅的作用力斜向前上,故D错误。
故选C。
11.(2024·广东佛山·二模)春节烟花汇演中常伴随无人机表演。如图是两架无人机a、b同时从同一地点竖直向上飞行的图像。下列说法正确的是( )
A.时,无人机a处于失重状态
B.时,无人机a飞到了最高点
C.内,两架无人机a、b的平均速度相等
D.内,无人机a的位移小于无人机b的位移
【答案】C
【详解】A.时,无人机向上匀加速运动,a处于超重状态,故A错误;
B.时,无人机a速度达到最大,10s后减速上升,30s时飞到了最高点,故B错误;
C.图像下与坐标轴围成的面积表示位移,内,两架无人机a、b的位移相等,平均速度相等,故C正确;
D.图像下与坐标轴围成的面积表示位移,内,无人机a的位移大于无人机b的位移,故D错误。
故选C。
二、多选题
12.(2024·广东茂名·一模)某品牌电动汽车在平直公路上由静止开始启动,若启动过程中加速度传感器测量到汽车加速度随时间变化的规律如图所示,汽车后备箱中水平放置一质量的物块,与汽车始终相对静止,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.第末,汽车的速度为
B.第末,汽车的速度为
C.前内,汽车对物块的作用力做功大小为
D.前内,汽车对物块的最大摩擦力为
【答案】BCD
【详解】AB.根据图像面积可知第末,汽车的速度为
第末,汽车的速度为
故A错误,B正确;
C.根据图像,末汽车速度为,由动能定理,汽车对物块做功为
故C正确;
D.a最大为,由代入数据可得最大摩擦力为8N,故D正确。
故选BCD。
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