第3章牛顿定律 3.1 牛顿定律基础 【〖JS;《1》:J〗】【1984·全国卷·】 一辆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向上跳起,发现仍落回到车上原处。这是因为()。 A. 人跳起后,厢内空气给他向前的力,带着他随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,推动他随同火车一起向前运动 C. 人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已 D. 人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度 【〖JS;《1》:J〗】【2002·上海春招卷·】 根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是()。 A. 人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置 B. 人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方 C. 人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方 D. 人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方 【〖JS;《1》:J〗】【2012·海南卷·】 根据牛顿第二运动定律,下列叙述正确的是()。 A. 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比 B. 物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度 C. 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个力的大小成正比 D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比 【〖JS;《1》:J〗】【2012·海南卷·】 (多选题)下列关于摩擦力的说法正确的是()。 A. 作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速 B. 作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速 C. 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速 D. 作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速 3.2 作用力与反作用力 【〖JS;《1》:J〗】【2021·浙江1月卷·】 如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时()。 A. 小车只受重力、支持力作用 B. 木板对小车的作用力方向水平向左 C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力 D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等 【〖JS;《1》:J〗】【1999·广东卷·】 (多选题)汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶,根据牛顿运动定律可知()。 A. 汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B. 汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力 C. 汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D. 汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力 【〖JS;《1》:J〗】【2003·全国卷·】 在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于()。 A. 在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力 B. 在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间 C. 在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度 D. 在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小 【〖JS;《1》:J〗】【2020·浙江1月卷·】 如图所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1,儿子对父亲的力记为F2,则()。 A. F2>F1B. F1和F2大小相等 C. F1先于F2产生D. F1后于F2产生 【〖JS;《1》:J〗】【2011·浙江卷·】 如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量勿略不计,冰面可看成是光滑的,则下列说法正确的是()。 A. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力 C. 若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利 D. 若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 3.3 两大类动力学问题 (1) 已知受力求运动 【〖JS;《1》:J〗】【2008·全国Ⅰ卷·】 (多选题)如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是()。 A. 向右做加速运动B. 向右做减速运动 C. 向左做加速运动D. 向左做减速运动 【〖JS;《1》:J〗】【2013·海南卷·】 一质点受多个力的作用处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是()。 A. a和v都始终增大 B. a和v都先增大后减小 C. a先增大后减小,v始终增大 D. a和v都先减小后增大 【〖JS;《1》:J〗】【2012·海南卷·】 如图所示,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β。一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零; 然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑。在小物块从a运动到c的过程中,下列可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是()。 A.B. C.D. 【〖JS;《1》:J〗】【1994·上海卷·】 假设汽车紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多。当汽车以20 m/s的速度行驶时,突然制动。它还能继续滑行的距离约为()。 A. 40 mB. 20 m C. 10 mD. 5 m 【〖JS;《1》:J〗】【2017·海南卷·】 汽车紧急刹车后,停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25 m。汽车在刹车前的瞬间的速度大小为()。(重力加速度g取10 m/s2) A. 10 m/sB. 20 m/s C. 30 m/sD. 40 m/s 【〖JS;《1》:J〗】【1989·全国卷·】 两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m1∶m2=1∶2,速度之比v1∶v2=2∶1。当两辆汽车急刹车后,甲车滑行的最大距离为s1,乙车滑行的最大距离为s2。设两辆车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则()。 A. s1∶s2=1∶2B. s1∶s2=1∶1 C. s1∶s2=2∶1D. s1∶s2=4∶1 【〖JS;《1》:J〗】【2009·全国Ⅱ卷·】 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块。假定物块所受的空气阻力Ff大小不变。已知重力加速度为g,则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为()。 A. v202g1+Ffmg和v0mg-Ffmg+Ff B. v202g1+Ffmg和v0mgmg+Ff C. v202g1+2Ffmg和v0mg-Ffmg+Ff D. v202g1+2Ffmg和v0mgmg+Ff 【〖JS;《1》:J〗】【2010·海南卷·】 在水平且足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经过一段时间t后停止。现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑。若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ,则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为()。 A. 2μ1+μB. μ1+2μ C. μ2+μD. 1+μ2μ 【〖JS;《1》:J〗】【1995·上海卷·】 如图所示,一细线的一端固定在倾斜角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,重力加速度为g。当滑块至少以加速度a=向左运动时,小球对滑块的压力等于零。当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中拉力FT=。 【〖JS;《1》:J〗】【2010·山东卷·】 如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接。v、a、Ff和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程,则下列图像中正确的是()。 A.B. C.D. 【〖JS;《1》:J〗】【2008·天津卷·】 一个静止的质点在0~4 s内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间t变化的图像如图所示,则质点在()。 A. 第2 s末速度改变方向 B. 第2 s末位移改变方向 C. 第4 s末回到原出发点 D. 第4 s末运动速度为零 【〖JS;《1》:J〗】【1988·全国卷·】 一物体放在光滑水平面上,初速度为零。先对物体施加一向东的恒力F,历时1 s; 随即把此力改为向西,大小不变,历时1 s; 接着又把此力改为向东,大小不变,历时1 s; 如此反复,只改变力的方向,共历时1 min。在此1 min内()。 A. 物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min末静止于初始位置之东 B. 物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min末静止于初始位置 C. 物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min末继续向东运动 D. 物体一直向东运动,从不向西运动,在1 min末静止于初始位置之东 【〖JS;《1》:J〗】【2010·福建卷·】 质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0到t=12 s这段时间的位移大小为()。 A. 18 mB. 54 m C. 72 mD. 198 m 【〖JS;《1》:J〗】【2007·全国Ⅰ卷·】 如图所示,在倾角为30°且足够长的光滑斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按图甲、乙、丙、丁所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正)。 已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率,则这四个速率中最大的是()。 A. v1B. v2 C. v3D. v4 (2) 已知运动求受力 【〖JS;《1》:J〗】【2014·山东卷·】 (多选题)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()。 A. t1B. t2C. t3D. t4 【〖JS;《1》:J〗】【2009·山东卷·】 某物体做直线运动的vt图像如图所示,据此判断下列(F表示物体所受合力,x表示物体的位移)四个图像中正确的是()。 A.B. C.D. 【〖JS;《1》:J〗】【2011·上海卷·】 (多选题)受水平外力F作用的物体在粗糙水平面上做直线运动,其vt图线如图所示,则()。 A. 在0~t1时间内,外力F大小不断增大 B. 在t1时刻,外力F为零 C. 在t1~t2时间内,外力F大小可能不断减小 D. 在t1~t2时间内,外力F大小可能先减小后增大 【〖JS;《1》:J〗】【2016·海南卷·】 沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,物体在0~5 s、5~10 s、10~15 s内受到的拉力F的大小分别为F1、F2和F3,则()。 A. F1F3 C. F1>F3D. F1=F3 【〖JS;《1》:J〗】【2008·宁夏卷·】 (多选题)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动。小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为FN,细绳对小球的拉力为FT。关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是()。 A. 若小车向左运动,FN可能为零 B. 若小车向左运动,FT可能为零 C. 若小车向右运动,FN不可能为零 D. 若小车向右运动,FT不可能为零 【〖JS;《1》:J〗】【1995·全国卷·】 已知质量为m的木块在大小为F的水平拉力作用下沿粗糙水平地面做匀加速直线运动,加速度为a,重力加速度为g,则木块与地面之间的动摩擦因数为。若在木块上再施加一个与水平拉力F在同一竖直平面内的推力,而不改变木块加速度的大小和方向,则此推力与水平拉力F的夹角正切值为。 【〖JS;《1》:J〗】【2009·广东理基卷·】 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。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()。(重力加速度g取10 m/s2) A. 510 NB. 490 N C. 890 ND. 910 N 【〖JS;《1》:J〗】【2015·新课标Ⅰ卷·】 (多选题)如图1所示,一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的vt图线如图2所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()。 A. 斜面的倾角 B. 物块的质量 C. 物块与斜面间的动摩擦因数 D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度 (3) 力动综合 【〖JS;《1》:J〗】【2002·广东、河南卷·】 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住, 如图所示。已知人的质量为70 kg,吊板的质量为10 kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。重力加速度g取10 m/s2,当人以440 N的力拉绳时,人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为()。 A. a=1.0 m/s2,F=260 N B. a=1.0 m/s2,F=330 N C. a=3.0 m/s2,F=110 N D. a=3.0 m/s2,F=50 N 【〖JS;《1》:J〗】【2013·浙江卷·】 (多选题)如图所示,总质量为460 kg的热气球从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热 气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g取10 m/s2。关于热气球,下列说法正确的是()。 A. 所受浮力大小为4 830 N B. 加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C. 从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s D. 以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N 【〖JS;《1》:J〗】【1993·湖南、云南、海南卷·】 一质量为M、倾角为θ的楔形木块静置在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数为μ,一质量为m的物块置于楔形木块的斜面上,物块与斜面的接触是光滑的。为了保持物块相对斜面静止,可用一水平力F推楔形木块,如图所示。重力加速度为g,此水平力的大小等于。 【〖JS;《1》:J〗】【2004·全国Ⅱ卷·】 放在水平地面上的一物块受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块的速度v与时间t的关系如图所示。重力加速度g取10 m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()。 A. m=0.5 kg, μ=0.4 B. m=1.5 kg, μ=215 C. m=0.5 kg, μ=0.2 D. m=1 kg, μ=0.2 【〖JS;《1》:J〗】【2019·新课标Ⅲ卷·】 (多选题)如图1所示,物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图2所示,木板的速度v与时间t的关系如图3所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度g取10 m/s2。由题给数据可以得出()。 A. 木板的质量为1 kg B. 2~4 s内,力F的大小为0.4 N C. 0~2 s内,力F的大小保持不变 D. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 3.4 超重与失重 【〖JS;《1》:J〗】【2007·海南卷·】 (多选题)游乐园中,游客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重或失重的感觉。下列描述正确的是()。 A. 当升降机加速上升时,游客是处在失重状态 B. 当升降机减速下降时,游客是处在超重状态 C. 当升降机减速上升时,游客是处在失重状态 D. 当升降机加速下降时,游客是处在超重状态 【〖JS;《1》:J〗】【2020·新高考山东卷·】 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是()。 A. 0~t1时间内,v增大,FN>mg B. t1~t2时间内,v减小,FNmg 【〖JS;《1》:J〗】【2018·浙江4月卷·】 如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列Ft图像能反映体重计示数随时间变化的是()。 A.B. C.D. 【〖JS;《1》:J〗】【2005·全国Ⅰ卷·】 一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为13g,g为重力加速度。人对电梯底部的压力为()。 A. 13mgB. 2mg C. mgD. 43mg 【〖JS;《1》:J〗】【1988·全国卷·】 电梯内有一个物体,质量为m,用绳子挂在电梯的天花板上,当电梯以13g的加速度竖直加速下降时,物体对绳子的拉力大小为()。(重力加速度为g) A. 13mgB. 23mg C. mgD. 43mg 【〖JS;《1》:J〗】【2005·天津卷·】 如图所示,一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则()。 A. 容器自由下落时,小孔向下漏水 B. 将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水 C. 将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水 D. 将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水; 容器向下运动时,小孔不向下漏水 【〖JS;《1》:J〗】【2010·浙江卷·】 如图所示,A、B两物体叠放在一起以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是()。 A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B. 上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 【〖JS;《1》:J〗】【2008·山东卷·】 直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示。设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中,下列说法正确的是()。 A. 箱内物体对箱子底部始终没有压力 B. 箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大 C. 箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D. 若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 【〖JS;《1》:J〗】【2014·北京卷·】 应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如: 平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是()。 A. 手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B. 手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态 C. 物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D. 物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度 【〖JS;《1》:J〗】【2019·浙江4月卷·】 如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端均固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底()。(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁) A. A球将向上运动,B、C球将向下运动 B. A、B球将向上运动,C球不动 C. A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动 D. A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动