2024年高考物理第一轮复习讲义(有解析):第三章 第1讲 对牛顿运动定律的理解

【A级——夯实基础】
1.下列说法正确的是(  )
A.力是维持物体运动的原因
B.物体的速度方向改变,则加速度方向一定改变
C.物体运动状态的改变是指其加速度在变化
D.物体运动状态的改变是指其速度在变化
解析:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故A错误;速度方向改变,但加速度方向不一定改变,如物体加速度不变,但先做减速运动,再做反向的加速运动,故B错误;运动状态是指物体的速度,运动状态的改变即为速度的改变,故C错误,D正确。
答案:D
2.某时刻,质量为2 kg的物体甲受到的合力是6 N,速度是10 m/s;质量为3 kg的物体乙受到的合力是5 N,速度是10 m/s,则(  )
A.甲比乙的惯性小
B.甲比乙的惯性大
C.甲和乙的惯性一样大
D.无法判定哪个物体惯性大
解析:质量是物体惯性大小的唯一量度,甲的质量小于乙的质量,所以甲比乙的惯性小,故A正确。
答案:A
3.火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人竖直向上跳起,发现仍落回到原处,这是因为(  )
A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他同火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他同火车一起向前运动
C.人跳起后,火车继续向前运动,故人落地后必定偏后一些,只是时间很短,偏后距离太小,不很明显而已
D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和火车始终具有相同的速度
解析:火车在长直水平轨道上匀速行驶,火车和人在水平方向上所受合外力均为零。人竖直跳起后上升和落下的整个过程中,均没有受到水平方向上力的作用,根据牛顿第一定律,人保持水平方向的匀速直线运动状态,与火车一起匀速前进,仍落回到原处,选项D正确。
答案:D
4.足球运动是目前体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。在下列有关足球的情景中,说法正确的是(  )
A.足球静止在地面上时,足球的重力和地面对足球的支持力是一对作用力与反作用力
B.足球被运动员踢起时,脚对足球的作用力大于足球对脚的作用力
C.足球被运动员踢起时,足球既是受力物体,也是施力物体
D.守门员用手接住足球时,手对足球的作用力先于足球对手的作用力,所以能将足球停住
解析:足球静止在地面上时,足球对地面的压力和地面对足球的支持力作用在不同的物体上,属于一对作用力和反作用力,故A错误;足球被运动员踢起时,脚对足球的作用力和足球对脚的作用力是两个物体之间的相互作用,二者大小相等,故B错误;足球被运动员踢起时,足球既是受力物体,同时也是施力物体,故C正确;守门员用手接住足球时,手对足球的作用力和足球对手的作用力是一对作用力与反作用力,二者是同时产生的,选项D错误。
答案:C
5.引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚需超过单杠面,下放时,两臂放直,不能曲臂,如图所示,这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的是(  )
A.加速上拉过程中,单杠给人的作用力大于人给单杠的作用力
B.在加速下放过程中,单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力
C.悬垂静止时,单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力
D.加速下放过程中,在某瞬间人可能不受力的作用
解析:无论是上拉过程、下放过程,还是悬垂静止时,单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力,它们是一对相互作用力,与人的运动状态无关,选项A、C错误,B正确;加速下放过程中,人受到的合外力向下,选项D错误。
答案:B
6.一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断,例如,从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。举例如下:声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关,下列速度表达式中,k为比例系数,无单位,则这四个表达式中可能正确的是(  )
A.v=        B.v=
C.v= D.v=
解析:根据力学单位制,速度的单位是 m/s,密度的单位是kg/m3,压强的单位是kg/(m·s2),所以的单位是m2/s2, 的单位是 m/s, 的单位是s/m,的单位是kg/(m2·s),选项B正确,A、C、D错误。
答案:B
7.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:设绳子对建筑材料的拉力为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,人对地面的压力大小FN′=FN=490 N,故B项正确。
答案:B
8.(2022·江苏南通模拟)如图所示,在水平地面上,轻弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端与质量为m的物体A连接,物体B的质量也为m,两物体与地面的动摩擦因数均为μ,施加一水平外力推动物体B向左将弹簧压缩到最短,撤去外力,经过一段时间后两物体分离,分离时,弹簧的情况为(  )
A.弹簧被拉长
B.弹簧处于原长
C.弹簧被压缩,弹力大小为μmg
D.弹簧被压缩,弹力大小为2μmg
解析:两物体刚好分离的临界条件为两物体之间的弹力为零且加速度相等,则aA==aB=,解得x=0,即弹簧处于原长。故选B。
答案:B
【B级——能力提升】
9.如图所示,一盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时,两球的运动情况是(以小车为参考系)(  )
A.铁球向左,乒乓球向右 B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左 D.铁球和乒乓球都向右
解析:因为小车突然向右运动,铁球和乒乓球都有向右运动的趋势,但由于与同体积的“水球”相比,铁球质量大,惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度变化慢,而同体积的“水球”的运动状态比铁球容易改变,即速度变化快,水和小车一起向右运动,所以小车突然向右运动时,铁球相对小车向左运动。同理,由于乒乓球与同体积的“水球”相比,质量小,惯性小,乒乓球相对小车向右运动,选项A正确。
答案:A
10.(2022·山东泰安检测)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用。假设阻力大小只与雨滴的速率成正比,所有雨滴均从相同高度处由静止开始下落,到达地面前均已达到最大速率。下列判断正确的是(  )
A.达到最大速率前,所有雨滴均做匀加速运动
B.所有雨滴的最大速率均相等
C.较大的雨滴最大速率也较大
D.较小的雨滴在空中运动的时间较短
解析:根据牛顿第二定律可得a=,则雨滴下落时,随速度的增加,加速度逐渐减小,则达到最大速率前,所有雨滴均做加速度减小的变加速运动,选项A错误;当a=0时速度最大,vm=,则质量越大,最大速度越大,选项B错误,C正确;较小的雨滴在空中运动的最大速度较小,整个过程的平均速度较小,则在空中运动的时间较长,选项D错误。
答案:C
11.如图所示,用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上,此时弹簧竖直,篮球恰好与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触,在篮球与侧壁之间装有压力传感器,当升降机沿竖直方向运动时,压力传感器的示数逐渐增大,某同学对此现象给出了下列分析与判断,其中可能正确的是(  )
A.升降机正在匀加速上升
B.升降机正在匀减速上升
C.升降机正在加速下降,且加速度越来越大
D.升降机正在减速下降,且加速度越来越大
解析:由题意知,升降机静止时,篮球处于平衡状态,只受重力和弹簧弹力,有FT=mg;在竖直方向运动时,侧壁的弹力增大,受力分析如图所示,有FNsin θ=F,FNcos θ+mg-FT=ma,解得a=,加速度方向向下,大小在增大,可能的运动情况是加速下降或减速上升,故只有C正确。
答案:C
12.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竿,竿上有一质量为m的人可以看成质点,当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时,竿对地面上的人的压力大小为(  )
A.(M+m)g+ma B.(M+m)g-ma
C.(M+m)g D.(M-m)g
解析:对竿上的人分析,根据牛顿第二定律有mg-Ff=ma,解得Ff=mg-ma,则由牛顿第三定律知人对竿的摩擦力为Ff′=Ff=mg-ma,对竿分析,根据平衡条件得人对竿的支持力FN=Mg+Ff′=(M+m)g-ma,由牛顿第三定律得竿对地面上的人的压力大小为(M+m)g-ma,B正确,A、C、D错误。
答案:B
13.(2022·福建永安模拟)如图甲所示,物体原来静止在水平面上,用一水平力F拉物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,物体先静止后又做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示。根据图乙中所标出的数据可计算出(g取10 m/s2)(  )
A.物体的质量为1 kg
B.物体的质量为3 kg
C.物体与水平面间的动摩擦因数为0.3
D.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5
解析:物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力,根据牛顿第二定律得F-μmg=ma,解得a=-μg,由a与F的关系图线得0.5=-10μ,4=-10μ,以上各式联立得m=2 kg,μ=0.3,故C正确,A、B、D错误。
答案:C
14.如图所示为用索道运输重物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°,重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3。当载重车厢沿索道向上加速运动时,重物与车厢仍然保持相对静止状态,重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为(  )
A.0.35mg B.0.3mg
C.0.23mg D.0.2mg
解析:将加速度a沿水平和竖直两个方向分解,对重物受力分析如图所示,水平方向有Ff=max,竖直方向有FN-mg=may,又=,三式联立解得Ff=0.2mg,由牛顿第三定律知,重物对车厢地板的摩擦力大小为0.2mg,故D正确。
答案:D

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