歷年高考物理力學牛頓運動定律必考知識點歸納

單選題1、在梯井中，由鋼索懸掛豎直電梯C，頂部用繩子懸掛了球A，A下方焊接一個彈簧，彈簧下端懸掛球B，整個裝置處于靜止狀態，簡化示意圖如圖所示。已知繩子、彈簧的質量遠小于兩球質量，兩球質量又遠小于電梯質量。若懸掛電梯的鋼索突然斷裂，在電梯下落瞬間，球A、球B、電梯C各自加速度約為（）A．9.8m/s2，9.8m/s2，0B．19.6m/s2，0，9.8m/s2C．0，9.8m/s2，9.8m/s2D．9.8m/s2，0，9.8m/s2答案：D解析：假設球A與電梯之間的繩子無彈力，則鋼索突然斷裂的瞬間，電梯只受重力其加速度為g，而A受到彈簧向下的拉力其加速度大于g，則假設不成立，可知球A與電梯之間的繩子有彈力，可得電梯與球A的加速度相同，因為電梯質量遠大于兩球質量，鋼索斷裂后，電梯可視為在自身重力下運動，因此加速度大小為g=9.8m/s2，彈簧形變量在瞬間不會發生突變，因此球B受力不變，其加速度為0。故選D。2、中國航天員王亞平在天宮一號空間實驗室進行太空授課演示質量的測量實驗。實驗通過艙壁打開的一個支架形狀的質量測量儀完成。測量過程如圖所示，航天員甲把自己固定在支架一端，航天員乙將支架拉到指定位置釋放，支架拉著航天員甲由靜止返回艙壁。已知支架能產生恒定的拉力F，光柵測速裝置能測出支架復位時的速度v和所用的時間t，最終測出航天員甲的質量，根據提供的信息，以下說法正確的是（）A．宇航員在火箭發射過程中處于失重狀態B．航天員甲的質量為C．天宮一號在太空中處于超重狀態D．太空艙中，不可以利用彈簧測力計測拉力的大小答案：B解析：A．宇航員在火箭發射過程中，隨火箭加速上升，具有向上的加速度，處于超重狀態，A錯誤；B．支架復位過程，航天員甲的加速度為由牛頓第二定律可得聯立解得B正確；C．天宮一號在太空中處于失重狀態，C錯誤；D．太空艙中，可以利用彈簧測力計測拉力的大小，不受失重的影響，D錯誤。故選B。3、如圖所示，光滑的小滑輪D（可視為質點）固定，質量均為m的物體A和B用輕彈簧連接，一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接，另一端跨過定滑輪與質量為M的小環C連接。小環C穿過豎直固定的光滑均勻細桿，小環C位于R處時，繩與細桿的夾角為θ，此時物體B與地面剛好無壓力。圖中SD水平，位置R和Q之間高度差為h，R和Q關于S對稱。現讓小環從R處由靜止釋放，環下落過程中繩始終處于拉直狀態，環到達Q處時獲得最大速度。在小環從R處下落到Q處的過程中，下列說法正確的是（）A．小環C機械能最大的位置在S點下方B．彈簧彈力和地面支持力對物體B的沖量和為零C．小環C的最大動能為D．小環C到達位置Q時，物體A的加速度大小為答案：C解析：A．小環C下落過程受重力、桿的支持力和細線的拉力，非重力做功等于機械能的變化量。到位置S前的過程中，非重力做正功，機械能增加。經過S的過程，非重力做負功，機械能減小。因此，小環C的機械能先增加再減小，下落到位置S時，小環C的機械能最大，故A錯誤；B．小環從R處下落到Q處的過程中，物體B始終靜止在地面上，動量變化量為零，因此物體B所受合力的沖量為零，即重力、彈簧彈力和地面對物體B的支持力的沖量和為零，則彈簧彈力和地面對物體的支持力的沖量和與重力沖量等大反向，由于此過程重力沖量不為零，故B錯誤；C．環在Q時動能最大。環在R和Q時，彈簧長度相同，彈性勢能相同。Q和A通過細線相連，沿著繩子的分速度相等（如圖1所示），故故A與環的動能之比為對小環和A的系統聯立可得小環C的最大動能故C正確；D．環在R和Q時，彈簧長度相同，B對地面的壓力為零，說明彈簧處于伸長狀態且彈力等于物體B的重力mg。環在Q位置，環速度最大，說明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根據平衡條件，有Tcosθ=Mg對A有T-mg-F=ma對B有F=mg聯立可得為故D錯誤。故選C。小提示：4、一個傾角為θ=37°的斜面固定在水平面上，一個質量為m=1.0kg的小物塊（可視為質點）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物塊與斜面的動摩擦因數μ=0.25。若斜面足夠長，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。小物塊上滑的最大距離為（）A．1.0mB．2.2mC．0.8mD．0.4m答案：A解析：小物塊在斜面上上滑過程受力情況如圖所示根據牛頓第二定律有解得小物塊沿斜面上滑做勻減速運動，到達最高點時速度為零，則有解得x==1.0m故A正確，BCD錯誤。故選A。多選題5、如圖所示，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為L，導軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接。右端接一個阻值為R的定值電阻。平直部分導軌左邊區域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。質量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導軌間的動摩擦因數為μ，金屬棒與導軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場區域的過程中（）A．金屬棒的最大電壓為B．金屬在磁場中的運動時間為C．克服安培力所做的功為mghD．右端的電阻R產生的焦耳熱為（mgh﹣μmgd）答案：AD解析：A．金屬棒在下滑過程中，由機械能守恒定律得則得金屬棒到達水平面時的速度金屬棒進入磁場后受到向左的安培力和摩擦力而做減速運動，則金屬棒剛到達水平面時的速度最大，所以最大感應電動勢為金屬棒的最大電壓為A正確；B．金屬棒在磁場中運動時，取向右為正方向，根據牛頓第二定律得即得兩邊求和得則得解得金屬在磁場中的運動時間為B錯誤；C．金屬棒在整個運動過程中，由動能定理得則克服安培力做功C錯誤；D．克服安培力做功轉化為焦耳熱，電阻與導體棒電阻相等，通過它們的電流相等，則金屬棒產生的焦耳熱D正確。故選AD。6、一木塊靜止在水平地面上，下列說法中正確的是（）A．木塊受到的重力和支持力是一對平衡力B．地面對木塊的支持力與木塊對地面的壓力是一對平衡力C．木塊受到的重力和支持力是一對作用力與反作用力D．地面對木塊的支持力與木塊對地面的壓力是一對作用力與反作用力答案：AD解析：AC．木塊受到重力和支持力作用而處于平衡狀態，故重力和支持力是一對平衡力，A正確，C錯誤；BD．地面對木塊的支持力與木塊對地面的壓力是一對作用力與反作用力，B錯誤，D正確。故選AD。7、如圖所示，在水平上運動的箱子內，用輕繩AO、BO在O點懸掛質量為2kg的重物，輕繩AO、BO與車頂部夾角分別為30°、60°。在箱子沿水平勻變速運動過程中，為保持重物懸掛點O位置相對箱子不動（重力加速度為g），則箱子運動的最大加速度為（）A．B．C．D．答案：BD解析：當箱子加速度向左時，當加速度完全由繩的拉力提供時，水平方向豎直方向聯立解得最大加速度當箱子加速度向右時，當加速度完全由繩拉力提供時，豎直方向水平方向聯立解得最大加速度故BD正確，AC錯誤。故選BD。8、如圖中a、b、c為三個物塊，M、N為兩個輕質彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩，它們連接如圖所示并處于平衡狀態，則下列說法中可能正確的是（

）A．M處于拉伸狀態，N處于拉伸狀態B．M處于壓縮狀態，N處于拉伸狀態C．M處于拉伸狀態，N處于原長狀態D．M處于原長狀態，N處于拉伸狀態答案：ABD解析：由于N彈簧上面與細線相連，故N彈簧可能處于原長也可能被拉伸；當N彈簧處于拉伸狀態時，細線對a有拉力，當拉力小于a物體的重力時，M彈簧處于壓縮狀態；當拉力等于a物體的重力時，M彈簧處于原長狀態；當拉力大于a物體的重力時，M彈簧處于伸長狀態；從上面的分析中發現共有四種情況，即①N處于伸長狀態，M處于壓縮狀態；②N處于伸長狀態，M也處于伸長狀態；③N處于伸長狀態而M處于原長狀態；④N處于原長，M處于壓縮狀態。故ABD正確，C錯誤。故選ABD。填空題9、（1）在電梯中用彈簧測力計懸掛一物體，當電梯靜止不動時，測力計的指針如圖甲中題圖所示，其示數為______N；（2）當電梯向下加速運動時，測力計的指針如圖乙中題圖所示，已知重力加速度為，則此時電梯的加速度大小為______；（3）在測力計旁邊放上一把刻度尺，如圖丙所示，可得此測力計中彈簧的勁度系數為______N/m。【第（2）（3）問的計算結果保留2位有效數字】答案：

3.00

0.98

62##63解析：（1）[1]從甲圖中可以看出測力計最小刻度為0.1N，應估讀到百分位，所以指針所指刻度為3.00N；（2）[2]乙圖中測力計示數為2.70N，對重物由牛頓第二定律得由（1）知物體重力為3.00N，所以解得（3）[3]從丙圖可以讀出彈簧測力計懸掛物體靜止不動時，彈簧的伸長量為所以由胡克定律得解得勁度系數為10、小明同學學習了牛頓運動定律后，自制了一個簡易加速度計。如圖，在輕桿的上端裝有轉軸，固定于豎直放置的標有角度的木板上的O點，輕桿下端固定一個小球，桿可在豎直面內自由轉動。他利用這個加速度計來測量校車的加速度，測量時他應讓板面豎直且與校車的運動方向__________（選填“垂直”或“平行”），已知重力加速度大小為g，當輕桿與豎直方向的夾角為θ時，校車的加速度大小為___________。答案：

平行

gtan解析：[1][2]由加速度原理知，小車加速度在水平方向，則板面與校車運動方向平行，當輕桿與豎直方向的夾角為θ時，受力分析如圖由平衡條件知，小球不上下移動，即豎直方向合力為0，則有由牛頓第二定律知解得11、長木板上表面的一端放有一個木塊，木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器。如圖所示，木板由水平位置緩慢向上轉動（木板與地面的夾角α變大），另一端不動，摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力Ff隨角度α的變化圖像如圖乙所示（Ff1，Ff2，θ1，θ2為已知量），當角度從θ1到θ2變化過程中木塊的加速度_________（填“保持不變”、“越來越小”、“越來越大”）；木塊與木板間的動摩擦因數是_____________。答案：

越來越大

解析：[1]根據木塊受力分析，結合乙圖，知α在0~θ1范圍內變化時，木塊保持與木板相對靜止，摩擦力是靜摩擦力，當α=θ1時，木塊剛要下滑α在θ1到θ2范圍內變化時，木塊相對木板下滑，由牛頓第二定律由乙圖知此過程Ff隨α的增大在減小，sinα隨α的增大而增大，所以加速度a越來越大；[2]α在θ1到θ2范圍內變化時，木塊相對木板下滑，滑動摩擦力聯立可得12、力的單位（1）力的國際單位是___________，根據___________定義的。當物體的質量為m=1kg，在某力的作用下獲得的加速度為，由牛頓第二定律可得，___________，我們就把它定義為1牛頓。即：1牛=1千克·米/秒2（2）光滑水平桌面上有A、B兩個相距較遠的物體，已知mA=2mB．當用F=10N的水平力作用在A上時，能使A產生5m/s2的加速度，當用2F的水平力作用在B上時，能使B產生的加速度為___________m/s2。答案：

牛頓

20解析：（1）[1]力的國際單位是牛頓，根據定義的。當物體的質量為m=1kg，在某力的作用下獲得的加速度為，由牛頓第二定律可得，我們就把它定義為1牛頓。即：1牛=1千克·米/秒2（2）[2]根據牛頓第二定律，當用F=10N的水平力作用在A上時用2F的水平力作用在B上時解得解答題13、傳送帶被廣泛地應用于車站、碼頭、工廠．如圖甲所示為一傳送裝置，由一個傾斜斜面和一個水平傳送帶組成，斜面與水平傳送帶平滑連接，其原理可簡化為示意圖乙．斜面AB長度L1＝11.25m，傾角θ＝37°，箱子與斜面AB間的動摩擦因數μ1＝0.8，傳送帶BC長度L2＝7m，箱子與傳送帶BC間的動摩擦因數μ2＝0.2，某工人將一質量為m＝1kg的箱子以初速度v0＝5m/s從A處沿斜面向下運動，傳送帶BC保持靜止．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：（1）箱子運動到B處的速度大小；（2）箱子在傳送帶BC上運動的距離；（3）若傳送帶BC逆時針轉動，保持v2＝2m/s的恒定速率．仍將質量為m＝1kg的箱子以初速度v0＝5m/s從A處沿斜面向下運動，求箱子在傳送帶上運動的時間．答案：（1）4m/s；（2）4m；（3）4.5s解析：（1）從A到B過程，根據牛頓第二定律有解得根據速度位移公式有解得（2）從B到靜止過程，根據牛頓第二定律有根據解得（3）從B到速度減為零的過程，根據運動學公式有從速度減為零開始向左運動過程解得則箱子先勻加速1m后勻速運動勻速運動到B過程因為所以箱子最后會停在斜面上14、如圖所示為滑沙游戲，游客從頂端A點由靜止滑下8s后，操縱剎車手柄使滑沙車勻速下滑至底端B點，在水平滑道上繼續滑行直至停止。已知游客和滑沙車的總質量m=60kg，傾斜滑道AB長lAB=128m，傾角θ=37°，滑沙車底部與沙面間的動摩擦因數μ=0.5.滑沙車經過B點前后的速度大小不變，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計空氣阻力。求：（1）游客勻速下滑時的速度大小；（2）若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m，則他在此處滑行時，需對滑沙車施加多大的水平制動力。答案：（1）16m/s；（2）180N解析：（1）由牛頓第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma解得游客從頂端A點由靜止加速下滑時的加速度大小a=2m/s2游客勻速下滑時的速度大小v=at1=16m/s（2）設游客在BC段的加速度大小為a′，由公式0-v2=-2a′x解得由牛頓第二定律得F＋μmg=ma′解得制動力F=180N15、2022年2月8日，我國運動員谷愛凌在北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺決賽中摘得金牌，如圖所示為其平時訓練的場景圖。一滑雪道由PM和MN兩段組成，其中PM段傾角為θ=30°，MN段水平，PM、MN平滑連接。谷愛凌（可視為質點）從滑道頂端P處保持兩滑雪板平行由靜止下滑，20s后檢測到其速度達到144km/h，此時谷愛凌調整兩滑雪板之間的角度使其保持做勻速直線運動，10s后再次使兩滑雪板平行，又經過10s到達斜坡底端M處，保持兩滑雪板平行做勻減速運動，最終停止在N點處。谷愛凌及其裝備的總質量為m=80kg。已知谷愛凌可通過改變兩滑雪板之間的角度來調整滑雪板與雪地之間的動摩擦因數。取g=10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）谷愛凌勻速運動時雪地對滑雪板的摩擦力大小。（2）M、N之間的距離。（3）整個運動過程中谷愛凌克服摩擦力做的功。答案：（1）400N；（2）；（3）解析：（1）谷愛凌勻速運動時（2）由靜止下滑，20s后檢測到其速度達到144km/h，加速度10s后再次使兩滑雪板平行，又經過10s到達斜坡底端M處，所以繼續加速了10s，速度為保持兩滑雪板平行做勻減速運動，加速度解得M、N之間的距離（3）斜面上總位移根據能量守恒，整個運動過程中谷愛凌克服摩擦力做的功16、如圖所示，豎直平面內一傾角的粗糙傾斜直軌道與光滑圓弧軌道相切于點，長度可忽略，且與傳送帶水平段平滑連接于點。一質量的小滑塊從點靜止釋放，經點最后從點水平滑上傳送帶。已知點離地高度，長，滑塊與間的動摩擦因數，與傳送帶間的動摩擦因數，長度，圓弧軌道半徑。若滑塊可視為質點，不計空氣阻力，，，。求：（1）小滑塊經過點時對軌道的壓力；（2）當傳送帶以順時針方向的速度轉動時，小滑塊從水平傳送帶右端點水平拋出后，落地點到點的水平距離。答案：（1）；（2）解析：（1）根據題意，滑塊由A運動B的過程，應用動能定理代入數據解得由于長度可忽略，則滑塊在C點，受軌道的支持力和本身重力，根據牛頓第二定律代入數據解得根據牛頓第三定律，小滑塊經過點時對軌道的壓力等于軌道對滑塊的支持力。（2）假設滑塊劃上傳送帶之后全程加速，根據牛頓第二定律代入數據解得設滑塊到達傳送帶右端的速度為，根據公式代入數據解得則滑塊未達到傳送帶右端就和傳送帶共速，則滑塊以傳送帶的速度從D點水平拋出，豎直方向，由于長度可忽略，則代入數據解得水平方向，落地點到點的水平距離實驗題17、用如圖甲所示裝置，測定木塊與長木板間的動摩擦因數。放在水平桌面上的長木板一端帶有定滑輪，另一端固定有打點計時器，穿過打點計時器的紙帶連接在木塊上，繞過定滑輪的細線一端連接在木塊上，另一端懸掛裝有砝碼的砝碼盤，開始時木塊靠近打點計時器。當地的重力加速度為。（1）實驗前，需要調節______的高度，使連接木塊的細線與長木板平行。（2）接通電源，釋放紙帶，圖乙為打出的紙帶上點跡清晰的一段，紙帶上0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰計數點間均有四個計時點未標出，若打點計時器所接交流電的頻率為，測出紙帶上計數點0、2間的距離為，計數點4、6間的距離為，則打計數點5時，木塊的速度大小為____，木塊的加速度大小為____。（3）若木塊的質量為，懸掛的砝碼和砝碼盤的總質量為，則木塊與長木板間的動摩擦因數為____。答案：

定滑輪

解析：（1）[1]調節定滑輪的高度使連接木塊的細線與長木板平行。（2）[2][3]根據時間中點速度等于某段時間的平均速度，則可求打計數點5時，木塊的速度大小為根據得木塊的加速度（3）[4]由牛頓第二定律有解得18、某同學制作了一個“豎直加速度測量儀”，可以用來測量豎直上下電梯運行時的加速度，其構造如圖所示。把一根輕彈簧上端固定在小木板上，下端懸吊0.9N重物時，彈簧下端的指針指木板上刻度為C的位置，把懸吊1.0N重物時指針位置的刻度標記為0，以后該重物就固定在彈簧上，和小木板上的刻度構成了一個“豎直加速度測量儀”。(1)請在圖中除0以外的6根長刻度線旁，標注加速度的大小，示數的單位用m/s2表示，加速度的方向向上為正、向下為負。說明這樣標注的原理。(2)仿照以上裝置，設計一個“水平加速度測量儀”。要求：畫出它的裝置圖；說明它的構造；介紹加速度刻度的標注原理。g取10m/s2。答案：(1)標注原理見解析；(2)構造和原理見解析；解析：(1)[1]懸吊1.0N重物時,由平衡條件得解得依題意，向上為正，在C點彈簧的彈力等于0.9N，根據牛頓第二定律得解得，所以在C點標注-1.0，以此類推標注其它刻度如圖所示。(2)[2]水平加速度測量儀如圖所示，光滑槽放在水平桌面上，左端固定一塊木板，帶有指針的彈簧左端固定在木板上，右端連一個小球，帶有刻度的木板固定在槽上，小球靜止時指針指在零刻度，木板上的刻度表示加速度的數值，正刻度表示加速度方向向左，負刻度表示加速度方向向右。刻度的標注原理如下：將裝置豎直放置，按照(1)問的方法標注刻度，然后水平放置，移動刻度尺使0刻度對準指針，并固定刻度板。19、(1)智能手機中有一個加速度傳感器，在軟件的驅動下，能夠探測手機加速度的實時變化，并以圖像形式顯示出來，如圖（a）所示。某學生利用如圖（b）所示的實驗裝置來探究“當小車及手機總質量M不變的情況下，小車加速度a與拉力F的關系”。按照圖示安裝好實驗裝置，把手機固定在小車上A．掛上沙桶，點擊手機軟件開始按鈕，釋放小車，待小車停下·點擊手機軟件停止按鈕，讀出小車做勻加速運動的加速度aB．調節導軌的傾角，使得輕推小車后，小車能沿著導軌向下勻速運動C．取下細繩和沙桶。測量沙子和桶的質量m。改變沙子的質量，重新掛上細繩和沙桶。進行多次實驗正確的實驗步驟是__________(2)某一次實驗得到如圖（c）所示的圖像。開始計時1s后釋放小車，由圖像可知，小車在繩子拉力作用下做勻加速運動的加速度為__________，由此可以推斷出實驗桌面距離地面高度至少為__________m。（結果保留兩位有效數字）(3)下列說法正確的是__________A．圖線中A點表示剛好碰到彈簧·此時速度最大B．圖線中B點表示彈力剛好等于拉力，此時加速度為0，此時小車速度最大C．圖線中C點表示彈簧壓縮量最大，此時加速度最大，速度也最大D．圖線中C點對應的彈簧的彈力約為6mg答案：

BAC

0.20

0.90