专题5 牛顿运动定律-【创新大课堂系列】高三物理全国名校名卷168优化重组卷

专题5牛顿运动定律 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共284.(2025·辽宁葫芦岛·统考一模)如图()所示 分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 的无人机具有4个旋翼，可以通过调整旋翼倾 题目要求的， 斜度而产生不同方向的升力.某次实验，调整旋 1.(2025·山东卷·8)工 翼使无人机受竖直向上的恒定升力F从地面静 人在河堤的硬质坡面 止升起，到达稳定速度过程中，其运动图像如图 上固定一垂直坡面的 (b)所示.假设无人机飞行时受到的空气阻力与 挡板，向坡底运送长方 速率成正比，即∫=k,方向与速度方向相反，则 体建筑材料.如图所示，坡面与水平面夹角为0， 下列说法正确的是 衣 交线为PN,坡面内QN与PN垂直，挡板平面 tl/m·s 与坡面的交线为MN,∠MNQ=0.若建筑材料 与坡面、挡板间的动摩擦因数均为以，重力加速 度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑 行的加速度大小为 图(a) 图(b) A.gsin20-ugcos 0-ugsin 0cos 0 A.无人机在第1s内的位移等于0.5m B.gsin Ocos 0-ugcos 0-ugsin2 0 B.无人机在第1s内的速度变化量与第2s内 C.gsin Ocos 0-ugcos o-ugsin Ocos 0 的速度变化量相等 D.gcos2 0-ugcos 0-ugsin20 C.空气给无人机的作用力逐渐增大 2.（2025·云南丽江·华坪 D.空气给无人机的作用力逐渐减小 县第一中学校考一模)如 5.(2025·山东青岛·统考二模)风洞实验可以模 图所示，在一辆表面光滑 拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态.己 的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个球， 知物体受到的空气阻力F与物体相对空气的速 随车一起匀速运动，当车突然停止运动，其他阻 力不计，设车无限长，则两小球 ) 度v满足F=CSt2(S为物体迎风面积.C为 A.一定相碰 风阻系数，为空气密度).图甲中风洞竖直向上 B.一定不相碰 匀速送风，一质量为m的物体从A处由静止下 C.若1>m2,则肯定相碰 落，一段时间后在B处打开降落伞，相对速度的 D.若m1<m2,则一定不相碰 平方2与加速度大小a的关系图像如图乙所 3.(2025·河南开封 示，重力加速度为g,下列说法正确的是() 模拟)高铁“缩短” 了城市间的距离， A 大大地方便了人们 的出行.如图所示 的和谐号动车组是由8节车厢组成，其中第1、3、 6节车厢为动车，其余为拖车，假设动车组各车厢 甲 乙 质量相等，行驶时各车厢受到的阻力大小均为 A.开伞前加速度向下，越来越大 ∫，启动过程各节动车提供的动力大小均为F,启 B.开伞后加速度向上，越来越大 动过程可以看成匀加速直线运动，则动车启动过 2(mg-ma) C.开伞前物体迎风面积为S1= 程，第4节和第5节车厢的作用力大小为( Cpv22 A.gF B.6F C.F D.2F D.开伞后物体迎风面积为S2= 2(mg-ma1) Cov2 17 6.(2025·河南·二模)近几 :二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20 年，极限运动越来越受到年 分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 轻人的喜欢，其中“反向蹦 要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分， 极”是一项比蹦极更刺激的 有选错的得0分 运动.如图所示是简化模 8.(2025·海南海口·模 4/ms) A 型，弹性轻绳的上端固定在 扣环 拟预测)国家规定民用 2 O点，拉长后将下端固定在 力传感器 电梯的加速度应在 体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器 0.4m/s2至1.0m/s2 相连，此时力传感器示数为1200N.打开扣环， 之间，如图所示为某国 0 6 10t/s 从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直 产品牌电梯竖直向上 发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时 运行时的-t关系图像，下列说法正确的是 速度最大.已知人与装备（可视为质点）的总质 ( 量为60kg,不计空气阻力，重力加速度g取： A.该电梯所设置的加速度不符合国家规定 10m/s2,下列说法正确的是 ( B.0一3s内电梯处于超重状态 A.打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为 C.电梯在2s时与7s时的加速度大小之比为 20m/s2 4:3 B.从A到B过程，体验者做加速度增大的加速 D.电梯10s内上升的总高度为20m 运动 9.(2025·湖南常德·二模)汽车工程学中将加速 C.在B点，体验者所受合力最大 度随时间的变化率称为急动度j,急动度j是评 D.在C点，体验者处于超重状态 判乘客是否感到 j(m·s-) 7.(2025·山东省济南市高三联考)如图所示，倾 舒适的重要指标. 0.5 角α=30°的斜面固定在水平地面上.质量分别： 了解“急动度”有 40 8.0120 t/s 为2kg、1kg的两物块A、B置于斜面上，质量 助于我们在日常 0.5 为0.2kg的物块C穿在固定在地面上的光滑 驾驶中采取更合 竖直杆上，A与C之间用跨过定滑轮的轻质细 理的驾驶习惯，保护车辆，延长其使用寿命.一 线连接，滑轮左侧的细线与斜面平行，滑轮右侧： 辆汽车沿平直公路以o=10m/s的速度做匀 的细线与竖直方向的夹角3=60°，A、B、C均处 速运动，t=0时刻开始加速，0一12.0s内汽车 于静止状态，B的上表面水平，A与B、B与斜面 运动过程的急动度随时间变化的图像如图所 之间的劲摩擦因数均为，最大静摩擦力等于 示.已知该汽车质量m=2×103kg,运动过程中 所受阻力f=1×103N.则 () 滑动摩擦力，取g=10m/s2,则 A急动度j一兰，其中a为加速度 B.汽车在0~4.0s内做匀加速直线运动 C.在4.0~8.0s内，汽车牵引力等于所受阻力 7力777777777777777777777777 D.10.0s时，汽车牵引力的功率为7.5×104W A.细线对定滑轮的作用力大小为2N,方向竖；10.(2025·山东潍坊·三模)如图所示，质量M= 直向下 4kg的长木板静止在粗糙水平地面上，t=0时 B.B对斜面的摩擦力大小为11N,方向沿斜面 刻对木板施加F=45N的水平向右恒力，同时 向上 质量m=1kg的小物块以=15m/s的初速 C.剪断细线后，B对A的支持力的大小为 度从左端滑上木板.已知木板长度L=7.8m, 18.75N 木板与地面、木板与小物块间的动摩擦因数分 D.剪断细线后，A、B之间摩擦力的大小为零 别为1=0.2、42=0.5，最大静摩擦力等于滑 -18 动摩擦力，重力加速度g=10m/s2,下列说法！ 打点计 正确的是 纸带时器小车 =U0 mmerrmmb-F A.小物块刚滑上木板时，木板的加速度大小为 砝码盘和砝码 10m/s2 甲 5.08cm B.t=1s时，小物块恰好运动到木板最右端 C.t=（1十√6)s时，小物块从木板左端脱离 6234 1i9120121 152.36cm D.若t=2s时撤去外力F,小物块最终会从木 乙 板右端脱离 (1)描述如何平衡摩擦力： 11.（2025·陕西省西安中 (2)小车的加速度大小a= m/s2.(结 学高三模拟)如图所示， 果保留两位小数) 5颗完全相同的象棋棋 (3)测得小车的质量M,砝码盘和砝码的总质 子整齐叠放在水平面 量m,则当地的重力加速度大小g= 上，第5颗棋子最左端 (g用M,m,a来表示)》 与水平面上的a点重合，所有接触面间的动摩13.(2025·三湘名校联考)(8分)某研究性学习小 擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦 组的同学在实验室设计了一套如图甲所示的 力.现将水平向右的恒力F作用在第3颗棋子 装置来探究“加速度与力、质量的关系”，图甲 上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置 中A为小车（车上有槽，可放入砝码），B为打 情况可能是 点计时器，C为力传感器（可直接读出绳上的 拉力大小)，P为小桶（可装人砂子），M是一端 带有定滑轮的水平放置的足够长的木板，不计 细绳与滑轮间的摩擦.由静止释放小车A,通 过分析纸带求出小车的加速度。 (单位：cm) 6.198.009.78 11.60 甲 (1)在平衡小车受到的摩擦力时，小车要连接 三、非选择题：本题共5小题，共52分 纸带， (填“要”或“不”)连接小车前端 12.(2025·云南德宏·阶段练习)(6分)某实验小 的细绳和小桶P,接通打点计时器电源，轻推 组同学利用如图甲所示的实验装置测量当地 小车，若纸带上打出的点相邻点间的距离逐渐 的重力加速度大小.先平衡摩擦力，之后将小： 增大，则应移动左侧垫片使木板的倾角略微 车固定在靠近打点计时器处，在动滑轮上悬挂！ (填“增大”或“减小”) 砝码盘和砝码，接通打点计时器电源后释放小 (2)该小组同学在探究拉力一定的情况下，加速度 车，打点计时器打出的纸带如图乙所示，己知： 与质量的关系时发现，在不改变小桶内砂子的质量 打点计时器所接电源的频率∫=50Hz,释放 而只在小车上的槽内增加砝码时，力传感器的示数 小车的瞬间打点计时器打的点记为0，之后的 (填“会”或“不”)发生变化， 点依次记为1,2,3，…，0与120两点间的距离 (3)已知交流电源的频率为50Hz,某次实验得到 为152.36cm,119与121两点间的距离为 的纸带如图乙所示，每相邻两点间还有4个点未 5.08cm,两滑轮、细绳及纸带的质量、空气阻 画出，由该纸带可求得小车的加速度a= 力均不计，回答下列问题： m/s2(结果保留两位有效数字). 19 (4)某同学在该次实验中，测得小车的加速度a: 的质量m2=3kg的物块B发生弹性碰撞，碰 和拉力F的数据如下表所示： 后物块A恰好可以运动到传送带最左端，物块 2 3 6 B最终没有从木板上滑出，物块B与木板的摩 F/N 0.100.20 0.30 0.400.50 0.60 擦因数以2=0.3，木板与地面的摩擦因数3= 0.1,两物块可视为质点，不计空气阻力，重力 a/(m·s2) 0.21 0.39 0.600.751.01 1.20 加速度g=10m/s2,求： 根据表中的数据在坐标图中描出数据，并作出 a-F图像.由图像的斜率求出小车的总质量 为m= kg(结果保留两位有效数字). 777777777777777777 ↑a/(ms2) (1)碰后物块A的速度大小； 1. (2)传送带转动的速度大小； 0.8 (3)木板的最小长度. 0.4 0.20.40.6FN 14.(2025·湖南天一名校联盟联考)(10分)一个 物块从倾角为37°的斜面底端以大小为0的： 初速度上滑，上滑到最高点速度为零后，又沿 原路返回，已知物块上滑过程中重力的冲量与下 滑过程中重力的冲量之比为1：2，物块与斜面间：16.(2025·山东新泰高三月 的动摩擦因数恒定，g取10m/s2,sin37°=0.6， 考)(16分)如图所示，已 c0s37°=0.8.求： 知m4=mc=1kg,C由 磁性材料制成，铁质斜面 B 倾角α=60°，C与斜面间 的动摩擦因数以=，轻绳0C与斜面平 37° (1)物块与斜面间的动摩擦因数； OP与水平方向成30°角.细线与小滑轮P的 质量、细线与滑轮间的摩擦均可忽略，整个装 (2)物块返回到斜面底端时速度的大小. 置处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，g=10m/s2.求： (1)物体B的质量mB; (2)细绳OP的拉力大小和方向； (3)C与斜面的吸引力至少多大？ 15.(2025·重庆·二模)(12分)如图所示，顺时针 匀速转动的水平传送带长度L=4m,传送带 右端紧靠静止在地面上质量m=1.5kg的木 板的左端，且上表面相平.质量m1=1kg的物： 块A以o=7m/s水平向右的速度由最左端滑！ 上传送带，物块A与传送带的摩擦因数1= 0.2;一段时间后，物块A与静止在木板最左端 —20(2)水平拉B物体时，以A、B物体整体为研究对象， 1 由牛顿第二定律F-mg-aMg=(M十m)a, 解得a=1.25m/s (3)设力F作用的时间为t,撤去力F后，物体A能正好到达· 井口，此时t为所求最短时间.对A,由匀加速直线运动规律： h=atv=at, 撤去F,以A、B物体整体为研究对象， 由牛顿第二定律-mg-Mg=(M十m)a', 解得a'=5m/s2, 物体A做匀减速直线运动刚好能到达井口， 2 则h-h1=2a, 联立解得t=3.2s. 答案(1)750N(2)1.25m/s(3)3.2s 专题5牛顿运动定律 1.B2.B3.D4.D5.C6.A7.C8.BCA9.AD 10.AC11.AD 12.解析(1)调节木板的倾角，使小车在未悬挂砝码盘时能拖： 着纸带沿木板向下匀速运动 (2)依题意，纸带上打点的时间间隔为T=子=0.02由纸 带数据可知，纸带上点“120”对应的速度大小为20=！ w-121=5.08×102 2T 2X0.02m/s=1.27m/s,小车做匀加速直线运 动，则有2ax0-120=02,解得a=0.53m/s2. (3)设细绳张力为F,由牛颜第二定律，可得F=Ma,mg-2F:15 =m·兰，联立，解得g=4M十m。 2m 答案(1)调节木板的倾角，使小车在未悬挂砝码盘时能拖！ 着纸带沿木板向下匀速运动(20.53(3)4M牛m。 2m 13.解析(1)在平衡摩擦力时，不对小车施加额外的拉力，即不 连接细绳和小桶；纸带上打出的点间距离逐渐增大，即小车！ 在做加速运动，说明平衡摩擦力过度了，则应移动左侧垫片！ 使木板的倾角略微减小. (2)根据牛顿第二定律，有m糊g一2m车Q本=m制Q糊，且a本=！ 2a相，代换得到m糕g=(41车十m制)a,,在m精不变的情况！ 下，由上式可知，李增大，则a福减小；力传感器的示数F= 之m湘（g一Q相)，即a相减小时，F将增大，传感器的示数会 增大， (3)由题知两计数，点间的时间间隔为0.1s, 可求得小车的加速度4=9.78+1.60-6.19-8.00)X102m (0.1s×2) ≈1.8m/s2. (4)作出的a一F图像如图所示： ↑a/(ms2) 1. 0.8 0.4 ■■■■■■■■■■ 09 0.20.40.6FN 图像的斜率k=:602=2,根据牛顿第二定律，有F=: m,即a=品F,所以6=解得m=名=0.50ke: 12 答案(1)不减小(2)会(3)1.8(4)见解析图0.501 —189 解析(1)设上滑的时间为t1,下滑的时间为t2,根据题意 可知： mgt mgt: 2 1 设上升过程中的位移大小为x,加速度为a1,则下滑过程中 的位移大小也为x,加速度大小为a2,根据位移时间关系 可得 1 x=2a142= 1 2a2t22, 解得风=4 a21 根据牛顿第二定律可得 上滑过程中：ngsin8十amgcos日=ma 下滑过程中：ngsin日-umgcos日=mag 解得u=0.45 (2)设物块返回到斜面底端时速度的大小为，根据速度位 移关系可得 云器 1 解得v=之o~ 答案10,45（2)2 解析(1)设碰后物块A的速度大小为1， 由动能定理可知一以mgL=0一子m, 解得v1=4m/s. (2)假设物块A到达传送带右端时与传送带能达到共同速度 ,则物块A与B发生弹性碰撞有 m1o=m11十m2v2, 1 m=2m12+%w2, 1 解得，=4m/s,v=8m/s, 设物块A滑上传送带后加速的距离为L',由动能定理有 hmgL'= m2、1 1 22 解得上只 m<L, 所以假设成立，即传送带转动的速度为U=8m/s, (3)物块B滑上木板后，物块B向右做匀减速运动，木板向 右做匀加速运动，设经时间t共速， 物块B加速度大小为a1=g=3m/s2, 木板的加速度a,=m8m十心)8=3m/S, 又v#=U2一at=agt, 代入数据得1=号 3 s,V共=2m/s, 此过程物块B的位移x=)1=2m, 2 半板车的位移4=受=号m 2 达到共同速度后两者保持相对静止，故平板车的最短长度 4 Lmn=工B一x本=3m. 答案(1)u=4m/s(2)%=8m/s(3)3m 16.解析(1)对，点0进行受力分析 (2)由平抛运动的特点与图像可得，图像斜率为k=0 其中FrA=1Ag h-0 =0.205,平抛运动的初速度为6==10X10 2u,2 FTe=mBg -m/s= g 0.01 因为整个装置处于静止状态，所以Frccos60°=FTa cos30 1m/s,则重力加速度为g≈9.76m/s2. Frcsin60°+Fra sin30°=Fr (3)由(2)的分析可知，求重力加速度时，不需要知道小球的 解得mg=2kg FTA 直径也可以，故计算出的重力加速度大小与真实值是相 Fc=10√3N 同的 (2)细绳OP的拉力大小与O'P的拉 答案(1)见解析(2)9.76(9.76士0.03)(3)不变 力和AP的拉力的合力大小相等，方向 :14.解析 (1)杯子相对转盘发生滑动时，根据摩擦力提供向心 相反.根据题意OP的拉力和AP的 力可得 拉力方向的夹角为60°，则 umg=mRo, FToP=2 FTA COS30° 代入数据解得 解得a√'， 即w京' 1 FTOP =103 N 方向与水平方向夹角为60°斜向上. a、b相对转盘发生滑动时转盘的角速度之比为仙1：仙= (3)对C进行受力分析 F F 3:1. 则Fy=mcg cos60°+FR (2)b相对转盘滑动μg=mw·3r, F=mcg sin60°+Frc 线速度与角速度的关系v=w·3r, F:=μFN b沿切线滑到桌面上x=√(5r)-(3r)严， 代入数据解得Fg=25N mcg 由牛顿第二定律可得img=ma,解得b沿切线滑到桌面上 答案(1)2kg(2)10√5N,方向与水平方向夹角为60°斜 的加速度大小为a=以g, 向上(3)25N 结合运动学公式=2ax, 解得x= 2 专题6曲线运动 2ug 1.D 2.B 3.B 4.D 5.D 6.B 7.A 8.ACD 9.ABD 联主可得以=含 10.ABC 11.AC 12.解析(1)挡光条通过光电门时速度大小为v= △，根据0= d 答案1器=5(2-名 w21 15.解析(1)球受重力、支持力和风的推力，在x方向不受外 Dw可得该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为 力，做匀速直线运动，在y方向受到恒定的力，故y方向做匀 w=D·△t 变速直线运动；设在0一2.0s内小球运动的加速度为a1,则 (2)对小滑块由牛顿第二定律F一∫m=mDw,化筒可得F= 银据牛频第二定律，有下=ma1,解得a二=0.40ms码 mD十fn,将图像中图线延长，纵截距b=fn,则由图可知 根据运动学公式，有v,=a1t=0.80m/s,2.0s末小球的速 fm<fm,故测a时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力小 度大小v=√，2十=1m/s; 于测b时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力。 (2)根据牛顿第二定律，风力F。作用时物体的加速度为a2= (3)对小滑块由牛顿第二定律F-fm=mDw,化简可得F= E=0.20m/6,风力R,作用时间为6-之=4.0s,放风力 mDof. F。作用4s的时间，小球的速度变为与初速度相同； 答案(1)D·△t d (2)小于(3)0.14 《3)离x轴的最远距离y=受4十受=2.4m,由y=4:6, =0.205 13.解析(1)由表中数据可得方 可得小球回到x轴上，还需要5=2√6s,则回到x轴时，坐标 则x2一h的图像如下 值x=6(t1十t十t)≈6.54m 答案(1)1m/s(2)4s(3)6.54m ↑x2/×102m2 10▣ !16.解析(1)将速度和加速度沿着 U14 90 斜面和垂直于斜面的方向分解， 。A 如图所示， 00 垂直斜面方向：y=sin8,a gcos a B t=u a 051015202530354045hcm 得t=2s. 190