專題03 牛頓定律 1．（2021·廣東卷）唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁，F與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過程中，下列說法正確的是（   ）A．耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大B．耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大C．曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力D．直轅犁加速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力【答案】B【解析】A．將拉力F正交分解如下圖所示
 則在x方向可得出Fx曲 = FsinαFx直 = Fsinβ在y方向可得出Fy曲 = FcosαFy直 = Fcosβ由題知α < β則sinα < sinβcosα > cosβ則可得到Fx曲 < Fx直Fy曲 > Fy直A錯(cuò)誤、B正確；CD．耕索對(duì)犁的拉力與犁對(duì)耕索的拉力是一對(duì)相互作用力，它們大小相等，方向相反，無論是加速還是勻速，則CD錯(cuò)誤。故選B。2．（2021·浙江卷）2021年5月15日，天問一號(hào)著陸器在成功著陸火星表面的過程中，經(jīng)大氣層的減速，速度從減為；打開降落傘后，經(jīng)過速度進(jìn)一步減為；與降落傘分離，打開發(fā)動(dòng)機(jī)減速后處于懸停狀態(tài)；經(jīng)過對(duì)著陸點(diǎn)的探測后平穩(wěn)著陸。若打開降落傘至分離前的運(yùn)動(dòng)可視為豎直向下運(yùn)動(dòng)，則著陸器（　?。?/span>A．打開降落傘前，只受到氣體阻力的作用B．打開降落傘至分離前，受到的合力方向豎直向上C．打開降落傘至分離前，只受到浮力和氣體阻力的作用D．懸停狀態(tài)中，發(fā)動(dòng)機(jī)噴火的反作用力與氣體阻力是平衡力【答案】B【解析】A．打開降落傘前，在大氣層中做減速運(yùn)動(dòng)，則著陸器受大氣的阻力作用以及火星的引力作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．打開降落傘至分離前做減速運(yùn)動(dòng)，則其加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，加速度方向向上，則合力方向豎直向上，B正確；C．打開降落傘至分離前，受到浮力和氣體的阻力以及火星的吸引力作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．懸停狀態(tài)中，發(fā)動(dòng)機(jī)噴火的反作用力是氣體對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用力，由于還受到火星的吸引力，則與氣體的阻力不是平衡力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。3．（2021·湖南卷）“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為的動(dòng)車組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為，若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比（，為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為。下列說法正確的是（　?。?/span>A．動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為，則動(dòng)車組勻速行駛的速度為D．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間達(dá)到最大速度，則這一過程中該動(dòng)車組克服阻力做的功為【答案】C【解析】A．對(duì)動(dòng)車由牛頓第二定律有若動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯(cuò)誤；B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動(dòng)的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤；C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為，則動(dòng)車組勻速行駛時(shí)加速度為零，有而以額定功率勻速時(shí)，有聯(lián)立解得故C正確；D．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間達(dá)到最大速度，由動(dòng)能定理可知可得動(dòng)車組克服阻力做的功為故D錯(cuò)誤；故選C。4．（2021·全國卷）如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時(shí)間t將（　?。?/span>A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大【答案】D【解析】設(shè)PQ的水平距離為L，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知可得可知時(shí)，t 有最小值，故當(dāng)從由30°逐漸增大至60°時(shí)下滑時(shí)間t先減小后增大。故選D。5．（2021·浙江卷）如圖所示，電動(dòng)遙控小車放在水平長木板上面，當(dāng)它在長木板上水平向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，長木板保持靜止，此時(shí)（　　）A．小車只受重力、支持力作用B．木板對(duì)小車的作用力方向水平向左C．木板對(duì)小車的作用力大于小車對(duì)木板的作用力D．木板對(duì)小車的作用力與小車對(duì)木板的作用力大小一定相等【答案】D【解析】A．小車加速向左運(yùn)動(dòng)，受到自身的重力和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，受到長木板對(duì)小車的支持力和阻力，A錯(cuò)誤；B．木板對(duì)小車的作用力包括豎直向上的支持力和水平方向的阻力，根據(jù)平行四邊形定則可知合力方向一定不在水平方向，B錯(cuò)誤；CD．木板對(duì)小車的作用力與小車對(duì)木板的作用力是一對(duì)相互作用力，等大反向，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。6．（2021·全國卷）水平桌面上，一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F拉動(dòng)下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體通過的路程等于時(shí)，速度的大小為，此時(shí)撤去F，物體繼續(xù)滑行的路程后停止運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，則（　?。?/span>A．在此過程中F所做的功為B．在此過中F的沖量大小等于C．物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于D．F的大小等于物體所受滑動(dòng)摩擦力大小的2倍【答案】BC【解析】CD．外力撤去前，由牛頓第二定律可知 ①由速度位移公式有②外力撤去后，由牛頓第二定律可知 ③由速度位移公式有  ④由①②③④可得，水平恒力動(dòng)摩擦因數(shù)滑動(dòng)摩擦力可知F的大小等于物體所受滑動(dòng)摩擦力大小的3倍，故C正確，D錯(cuò)誤；A．在此過程中，外力F做功為故A錯(cuò)誤；B．由平均速度公式可知，外力F作用時(shí)間在此過程中，F的沖量大小是故B正確。故選BC。7．（2021·全國卷）水平地面上有一質(zhì)量為的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中、分別為、時(shí)刻F的大小。木板的加速度隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（　　）A． B．C． D．在時(shí)間段物塊與木板加速度相等【答案】BCD【解析】A．圖（c）可知，t1時(shí)滑塊木板一起剛在從水平滑動(dòng)，此時(shí)滑塊與木板相對(duì)靜止，木板剛要滑動(dòng)，此時(shí)以整體為對(duì)象有A錯(cuò)誤；BC．圖（c）可知，t2滑塊與木板剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，以整體為對(duì)象， 根據(jù)牛頓第二定律，有以木板為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，有解得BC正確；D．圖（c）可知，0~t2這段時(shí)間滑塊與木板相對(duì)靜止，所以有相同的加速度，D正確。故選BCD。8．（2021·廣東卷）算盤是我國古老的計(jì)算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動(dòng)，使用前算珠需要?dú)w零，如圖所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔，乙與邊框a相隔，算珠與導(dǎo)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)?，F(xiàn)用手指將甲以的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為，方向不變，碰撞時(shí)間極短且不計(jì)，重力加速度g取。（1）通過計(jì)算，判斷乙算珠能否滑動(dòng)到邊框a；（2）求甲算珠從撥出到停下所需的時(shí)間。【答案】（1）能；（2）0.2s【解析】（1）由牛頓第二定律可得，甲乙滑動(dòng)時(shí)均有則甲乙滑動(dòng)時(shí)的加速度大小均為甲與乙碰前的速度v1，則解得v1=0.3m/s甲乙碰撞時(shí)由動(dòng)量守恒定律 解得碰后乙的速度v3=0.2m/s然后乙做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)則可知乙恰好能滑到邊框a；（2）甲與乙碰前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間碰后甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間則甲運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為9．（2021·浙江卷）機(jī)動(dòng)車禮讓行人是一種文明行為。如圖所示，質(zhì)量的汽車以的速度在水平路面上勻速行駛，在距離斑馬線處，駕駛員發(fā)現(xiàn)小朋友排著長的隊(duì)伍從斑馬線一端開始通過，立即剎車，最終恰好停在斑馬線前。假設(shè)汽車在剎車過程中所受阻力不變，且忽略駕駛員反應(yīng)時(shí)間。（1）求開始剎車到汽車停止所用的時(shí)間和所受阻力的大??；（2）若路面寬，小朋友行走的速度，求汽車在斑馬線前等待小朋友全部通過所需的時(shí)間；（3）假設(shè)駕駛員以超速行駛，在距離斑馬線處立即剎車，求汽車到斑馬線時(shí)的速度。
 【答案】（1），；（2）20s；（3）【解析】（1）根據(jù)平均速度解得剎車時(shí)間剎車加速度根據(jù)牛頓第二定律解得（2）小朋友過時(shí)間等待時(shí)間（3）根據(jù)解得10．（2021·河北卷）如圖，一滑雪道由和兩段滑道組成，其中段傾角為，段水平，段和段由一小段光滑圓弧連接，一個(gè)質(zhì)量為的背包在滑道頂端A處由靜止滑下，若后質(zhì)量為的滑雪者從頂端以的初速度、的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上背包并立即將其拎起，背包與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度取，，，忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化，求：（1）滑道段的長度；（2）滑雪者拎起背包時(shí)這一瞬間的速度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）設(shè)斜面長度為，背包質(zhì)量為，在斜面上滑行的加速度為，由牛頓第二定律有解得滑雪者質(zhì)量為，初速度為，加速度為，在斜面上滑行時(shí)間為，落后時(shí)間，則背包的滑行時(shí)間為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得聯(lián)立解得或故可得（2）背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時(shí)的速度為、，有滑雪者拎起背包的過程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度為，有解得11．（2021·浙江卷）如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊以v0=16m/s的初速度沿傾角θ=37°的斜面上滑，經(jīng)t=2s滑行到最高點(diǎn)。然后，滑塊返回到出發(fā)點(diǎn)。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑塊(1)最大位移值x；(2)與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)從最高點(diǎn)返回到出發(fā)點(diǎn)的過程中重力的平均功率P。【答案】(1)16m；(2)0.25；(3)67.9W【解析】(1)小車向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，有得(2)加速度上滑過程得(3)下滑過程由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式重力的平均功率  12．（2020·海南卷）如圖，在傾角為的光滑斜面上，有兩個(gè)物塊P和Q，質(zhì)量分別為和，用與斜面平行的輕質(zhì)彈簧相連接，在沿斜面向上的恒力F作用下，兩物塊一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則（    ）A．兩物塊一起運(yùn)動(dòng)的加速度大小為B．彈簧的彈力大小為C．若只增大，兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們的間距變大D．若只增大，兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們的間距變大【答案】BC【解析】A．對(duì)整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得，故A錯(cuò)誤；B．對(duì)m2受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得，故B正確；C．根據(jù)，可知若只增大，兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力變大，根據(jù)胡克定律，可知伸長量變大，故它們的間距變大，故C正確；D．根據(jù)，可知只增大，兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力不變，根據(jù)胡克定律，可知伸長量不變，故它們的間距不變，故D錯(cuò)誤。故選BC。13．（2020·浙江卷）如圖所示，系留無人機(jī)是利用地面直流電源通過電纜供電的無人機(jī)，旋翼由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)?，F(xiàn)有質(zhì)量為、額定功率為的系留無人機(jī)從地面起飛沿豎直方向上升，經(jīng)過到達(dá)高處后懸停并進(jìn)行工作。已知直流電源供電電壓為，若不計(jì)電纜的質(zhì)量和電阻，忽略電纜對(duì)無人機(jī)的拉力，則（　　）A．空氣對(duì)無人機(jī)的作用力始終大于或等于B．直流電源對(duì)無人機(jī)供電的額定電流為C．無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率為D．無人機(jī)上升及懸停時(shí)均有部分功率用于對(duì)空氣做功【答案】BD【解析】A．無人機(jī)先向上加速后減速，最后懸停，則空氣對(duì)無人機(jī)的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．直流電源對(duì)無人機(jī)供電的額定電流選項(xiàng)B正確；C．若空氣對(duì)無人機(jī)的作用力為F=mg=200N則無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率但是由于空氣對(duì)無人機(jī)向上的作用力不是一直為200N，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．無人機(jī)上升及懸停時(shí)，螺旋槳會(huì)使周圍空氣產(chǎn)生流動(dòng)，則會(huì)有部分功率用于對(duì)空氣做功，選項(xiàng)D正確。故選BD。14．（2020·北京卷）在無風(fēng)的環(huán)境，某人在高處釋放靜止的籃球，籃球豎直下落；如果先讓籃球以一定的角速度繞過球心的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)（如圖）再釋放，則籃球在向下掉落的過程中偏離豎直方向做曲線運(yùn)動(dòng)。其原因是，轉(zhuǎn)動(dòng)的籃球在運(yùn)動(dòng)過程中除受重力外，還受到空氣施加的阻力和偏轉(zhuǎn)力。這兩個(gè)力與籃球速度的關(guān)系大致為：，方向與籃球運(yùn)動(dòng)方向相反；，方向與籃球運(yùn)動(dòng)方向垂直。下列說法正確的是（　?。?/span>A．、是與籃球轉(zhuǎn)動(dòng)角速度無關(guān)的常量B．籃球可回到原高度且角速度與釋放時(shí)的角速度相同C．人站得足夠高，落地前籃球有可能向上運(yùn)動(dòng)D．釋放條件合適，籃球有可能在空中持續(xù)一段水平直線運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】A．籃球未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，籃球豎直下落，沒有受到偏轉(zhuǎn)力的作用，而籃球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將受到偏轉(zhuǎn)力的作用，所以偏轉(zhuǎn)力中的與籃球轉(zhuǎn)動(dòng)角速度有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．空氣阻力一直對(duì)籃球做負(fù)功，籃球的機(jī)械能將減小，籃球的角速度也將減小，所以籃球沒有足夠的能量回到原高度，故B錯(cuò)誤；C．籃球下落過程中，其受力情況如下圖所示籃球下落過程中，由受力分析可知，隨著速度不斷增大，籃球受到和的合力沿豎直方向的分力可能比重力大，可使籃球豎直方向的分速度減小為零或變成豎直向上，所以籃球可能向上運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．如果籃球的速度變成水平方向，則空氣阻力的作用會(huì)使籃球速度減小，則籃球受到的偏轉(zhuǎn)力將變小，不能保持與重力持續(xù)等大反向，所以不可能在空中持續(xù)一段水平直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C。15．（2020·江蘇卷）中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻(xiàn)了中國力量。某運(yùn)送防疫物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時(shí)，第2節(jié)對(duì)第3節(jié)車廂的牽引力為F。若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為（　　）A．F B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車廂的牽引力為F，因?yàn)槊抗?jié)車廂質(zhì)量相等，阻力相同，故第2節(jié)對(duì)第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有設(shè)倒數(shù)第3節(jié)車廂對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為F1，則根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得。故選C。16．（2020·浙江卷）如圖是“中國天眼”口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，氦氣球?qū)ζ溆写笮?/span>、方向豎直向上的拉力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺，若將人視為質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)工作人員（　?。?/span>A．受到的重力大小為 B．受到的合力大小為C．對(duì)球面的壓力大小為 D．對(duì)球面的作用力大小為【答案】D【解析】A．工作人員的質(zhì)量為，則工作人員受到的重力A錯(cuò)誤；B．工作人員在球面上緩慢行走，處于平衡狀態(tài)，合力為0，B錯(cuò)誤；C．工作人員站在的球面位置不水平，對(duì)球面的壓力不等于，C錯(cuò)誤；D．由平衡條件可得球面對(duì)工作人員的作用力滿足再由牛頓第三定律可得，工作人員對(duì)球面的作用力大小為D正確。故選D。17．（2020·山東卷）一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是（　　）A．0~t1時(shí)間內(nèi)，v增大，FN>mg B．t1~t2時(shí)間內(nèi)，v減小，FN<mgC．t2~t3時(shí)間內(nèi)，v增大，FN <mg D．t2~t3時(shí)間內(nèi)，v減小，FN >mg【答案】D【解析】A．由于s-t圖像的斜率表示速度，可知在0~t1時(shí)間內(nèi)速度增加，即乘客的加速度向下，處于失重狀態(tài)，則FN<mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．在t1~t2時(shí)間內(nèi)速度不變，即乘客的勻速下降，則FN=mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．在t2~t3時(shí)間內(nèi)速度減小，即乘客的減速下降，超重，則FN>mg，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選D。18．（2020·浙江卷）如圖所示，底部均有4個(gè)輪子的行李箱a豎立、b平臥放置在公交車上，箱子四周有一定空間。當(dāng)公交車（　?。?/span>A．緩慢起動(dòng)時(shí)，兩只行李箱一定相對(duì)車子向后運(yùn)動(dòng)B．急剎車時(shí)，行李箱a一定相對(duì)車子向前運(yùn)動(dòng)C．緩慢轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩只行李箱一定相對(duì)車子向外側(cè)運(yùn)動(dòng)D．急轉(zhuǎn)彎時(shí)，行李箱b一定相對(duì)車子向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】A．有題意可知當(dāng)公交車緩慢啟動(dòng)時(shí)，兩只箱子與公交車之間的有可能存在靜摩擦使箱子與公交車一起運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．急剎車時(shí)，由于慣性，行李箱a一定相對(duì)車子向前運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．當(dāng)公交車緩慢轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩只箱子與車之間的摩擦力可能提供向心力，與車保持相對(duì)靜止，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)公交車急轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于需要向心力大，行李箱一定相對(duì)車子向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。19．（2020·浙江卷）如圖所示，一對(duì)父子掰手腕，父親讓兒子獲勝。若父親對(duì)兒子的力記為，兒子對(duì)父親的力記為，則（　?。?/span>
 A． B．和大小相等C．先于產(chǎn)生 D．后于產(chǎn)生【答案】B【解析】父親對(duì)兒子的力和兒子對(duì)父親的力是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知這兩個(gè)力等大反向，同生同滅，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B．20．（2020·山東卷）2020年5月，我國進(jìn)行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進(jìn)而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。?shí)驗(yàn)步驟如下：（i）如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺（圖中未畫出）。（ii）調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對(duì)木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放，用手機(jī)記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運(yùn)動(dòng)的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運(yùn)動(dòng)路徑上合適的一點(diǎn)作為測量參考點(diǎn)，得到小物塊相對(duì)于該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)距離L與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的數(shù)據(jù)。（iii）該同學(xué)選取部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了—t圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6 m/s2（iv）再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。回答以下問題：(1)當(dāng)木板的傾角為37°時(shí)，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量參考點(diǎn)時(shí)速度的大小為_____m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點(diǎn)上的A、B兩點(diǎn)，利用A、B兩點(diǎn)數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為_____m/s2.（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>_____ m/s2.（結(jié)果保留2位有效數(shù)字，sin37°= 0.60，cos37°=0.80）【答案】0.32或0.33    3.1    9.4    【解析】(1)[1][2]根據(jù)可得則由圖像可知則v0=0.33m/s(2)[3]由牛頓第二定律可知即當(dāng)θ=53°時(shí)a=5.6m/s2，即當(dāng)θ=37°時(shí)a=3.0m/s2，即聯(lián)立解得g=9.4m/s221．（2020·山東卷）單板滑雪U型池比賽是冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目，其場地可以簡化為如圖甲所示的模型： U形滑道由兩個(gè)半徑相同的四分之一圓柱面軌道和一個(gè)中央的平面直軌道連接而成，軌道傾角為17.2°。某次練習(xí)過程中，運(yùn)動(dòng)員以vM=10 m/s的速度從軌道邊緣上的M點(diǎn)沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道，速度方向與軌道邊緣線AD的夾角α=72.8°，騰空后沿軌道邊緣的N點(diǎn)進(jìn)入軌道。圖乙為騰空過程左視圖。該運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求：(1)運(yùn)動(dòng)員騰空過程中離開AD的距離的最大值d；(2)M、N之間的距離L。【答案】(1)4.8 m；(2)12 m【解析】(1)在M點(diǎn)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分速度為v1，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得            ①設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分加速度為a1，由牛頓第二定律得mgcos17.2°=ma1            ②由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得            ③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得d=4.8 m            ④(2)在M點(diǎn)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分速度為v2，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)得v2=vMcos72.8°        ⑤設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分加速度為a2，由牛頓第二定律得mgsin17.2°=ma2            ⑥設(shè)騰空時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得            ⑦            ⑧聯(lián)立①②⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得L=12 m            ⑨22．（2020·全國卷）我國自主研制了運(yùn)-20重型運(yùn)輸機(jī)。飛機(jī)獲得的升力大小F可用描寫，k為系數(shù)；v是飛機(jī)在平直跑道上的滑行速度，F與飛機(jī)所受重力相等時(shí)的v稱為飛機(jī)的起飛離地速度，已知飛機(jī)質(zhì)量為時(shí)，起飛離地速度為66 m/s；裝載貨物后質(zhì)量為，裝載貨物前后起飛離地時(shí)的k值可視為不變。（1）求飛機(jī)裝載貨物后的起飛離地速度；（2）若該飛機(jī)裝載貨物后，從靜止開始勻加速滑行1 521 m起飛離地，求飛機(jī)在滑行過程中加速度的大小和所用的時(shí)間。【答案】(1)；（2）2m/s2，【解析】（1）空載起飛時(shí)，升力正好等于重力： 滿載起飛時(shí)，升力正好等于重力：由上兩式解得：（2）滿載貨物的飛機(jī)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以解得：由加速的定義式變形得：解得：23．（2020·全國卷）如圖，一豎直圓管質(zhì)量為M，下端距水平地面的高度為H，頂端塞有一質(zhì)量為m的小球。圓管由靜止自由下落，與地面發(fā)生多次彈性碰撞，且每次碰撞時(shí)間均極短；在運(yùn)動(dòng)過程中，管始終保持豎直。已知M =4m，球和管之間的滑動(dòng)摩擦力大小為4mg, g為重力加速度的大小，不計(jì)空氣阻力。（1）求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大??；（2）管第一次落地彈起后，在上升過程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度；（3）管第二次落地彈起的上升過程中，球仍沒有從管中滑出，求圓管長度應(yīng)滿足的條件。【答案】（1）a1=2g，a2=3g；（2）；（3）【解析】（1）管第一次落地彈起的瞬間，小球仍然向下運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)管的加速度大小為a1，方向向下；球的加速度大小為a2，方向向上；球與管之間的摩擦力大小為f，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有Ma1=Mg+f  ①ma2= f– mg  ②聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)，得a1=2g，a2=3g③（2）管第一次碰地前與球的速度大小相同。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，碰地前瞬間它們的速度大小均為④方向均向下。管彈起的瞬間，管的速度反向，球的速度方向依然向下。設(shè)自彈起時(shí)經(jīng)過時(shí)間t1，管與小球的速度剛好相同。取向上為正方向，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v0–a1t1= –v0+a2t1⑤聯(lián)立③④⑤式得⑥設(shè)此時(shí)管下端的高度為h1，速度為v。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得⑦⑧由③④⑥⑧式可判斷此時(shí)v>0。此后，管與小球?qū)⒁约铀俣?/span>g減速上升h2，到達(dá)最高點(diǎn)。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有⑨設(shè)管第一次落地彈起后上升的最大高度為H1，則H1= h1+ h2⑩聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨⑩式可得?（3）設(shè)第一次彈起過程中球相對(duì)管的位移為x1。在管開始下落到上升H1這一過程中，由動(dòng)能定理有Mg（H–H1）+mg（H–H1+x1）–4mgx1=0?聯(lián)立??式并代入題給數(shù)據(jù)得?同理可推得，管與球從再次下落到第二次彈起至最高點(diǎn)的過程中，球與管的相對(duì)位移x2為?設(shè)圓管長度為L。管第二次落地彈起后的上升過程中，球不會(huì)滑出管外的條件是x1+ x2≤L?聯(lián)立????式，L應(yīng)滿足條件為?24．（2020·浙江卷）一個(gè)無風(fēng)晴朗的冬日，小明乘坐游戲滑雪車從靜止開始沿斜直雪道勻變速下滑，滑行54m后進(jìn)入水平雪道，繼續(xù)滑行40.5m后勻減速到零。已知小明和滑雪車的總質(zhì)量為60kg，整個(gè)滑行過程用時(shí)10.5s，斜直雪道傾角為37°。求小明和滑雪車：（1）滑行過程中的最大速度的大??；（2）在斜直雪道上滑行的時(shí)間；（3）在斜直雪道上受到的平均阻力的大小。【答案】(1) ； (2) ；(3) 。【解析】（1）小明和滑雪車在斜面上滑行時(shí)做初速度為0的勻加速的直線運(yùn)動(dòng)，在水平上滑行時(shí)，做末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由平均速度公式可得滑行分析運(yùn)動(dòng)過程可知：，則整個(gè)過程有：解得：（2）在斜直雪道上滑行過程中由可得，滑行的時(shí)間：（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間關(guān)系式可得小明和滑雪車在斜直雪道上的加速度：由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：解得： 25．（2019·海南卷）如圖，兩物塊P、Q置于水平地面上，其質(zhì)量分別為m、2m，兩者之間用水平輕繩連接。兩物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g，現(xiàn)對(duì)Q施加一水平向右的拉力F，使兩物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，輕繩的張力大小為（　?。?/span>A． B． C． D．【答案】D【解析】根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)PQ的整體：；對(duì)物體P：；解得，故選D。26．（2019·全國卷）物塊在輕繩的拉動(dòng)下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，輕繩與斜面平行．已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度取10m/s2．若輕繩能承受的最大張力為1 500 N，則物塊的質(zhì)量最大為A．150kg B．kg C．200 kg D．kg【答案】A【解析】T=f+mgsinθ，f=μN(yùn)，N=mgcosθ，代入數(shù)據(jù)解得：m=150kg，故A選項(xiàng)符合題意27．（2019·浙江卷）如圖所示，小明撐桿使船離岸，則下列說法正確的是A．小明與船之間存在摩擦力B．桿的彎曲是由于受到桿對(duì)小明的力C．桿對(duì)岸的力大于岸對(duì)桿的力D．小明對(duì)桿的力和岸對(duì)桿的力是一對(duì)相互作用力【答案】A【解析】A．小明與船之間存在運(yùn)動(dòng)的趨勢，則它們之間存在摩擦力，選項(xiàng)A正確；B．桿的彎曲是由于桿受到小明對(duì)桿的力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．桿對(duì)岸的力與岸對(duì)桿的力是作用與反作用力，大小相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．小明對(duì)桿的力和桿對(duì)小明的力是一對(duì)相互作用力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．28．（2019·浙江卷）如圖所示，A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球，A為鐵球，B、C為木球．A、B兩球分別連在兩根彈簧上，C球連接在細(xì)線一端，彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部，該水杯置于用繩子懸掛的靜止吊籃內(nèi)．若將掛吊籃的繩子剪斷，則剪斷的瞬間相對(duì)于杯底（不計(jì)空氣阻力，ρ木＜ρ水＜ρ鐵）A．A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B、C球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)B．A、B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)C．A球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)D．A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)【答案】D【解析】開始時(shí)A球下的彈簧被壓縮，彈力向上；B球下的彈簧被拉長，彈力向下；將掛吊籃的繩子剪斷的瞬時(shí)，系統(tǒng)的加速度為g，為完全失重狀態(tài)，此時(shí)水對(duì)球的浮力也為零，小球的重力也視為零，則A球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬?duì)于杯底向上運(yùn)動(dòng)，B球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬?duì)于杯底向下運(yùn)動(dòng)，C球相對(duì)于杯底不動(dòng)；故選D.29．（2019·浙江卷）下列陳述與事實(shí)相符的是A．牛頓測定了引力常量B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場C．安培發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律D．伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因【答案】D【解析】A．卡文迪許測定了引力常量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．庫倫發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，選項(xiàng)D正確；30．（2019·浙江卷）如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖．D為彈射裝置，AB是長為21m的水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)．某次游戲中，無動(dòng)力小車在彈射裝置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上軌道AB，并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn)．已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道BC光滑，則小車從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是（  ）A．5sB．4.8sC．4.4sD．3s【答案】A【分析】分兩個(gè)階段求解時(shí)間，水平階段和斜面階段，根據(jù)動(dòng)能定理求出B點(diǎn)的速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解AB段上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；在斜面階段需要根據(jù)幾何知識(shí)求解斜面的傾斜角，然后根據(jù)牛頓第二定律求解在斜面上的運(yùn)動(dòng)加速度，從而求解在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．【解析】設(shè)小車的質(zhì)量為m，小車在AB段所勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度，在AB段，根據(jù)動(dòng)能定理可得，解得，故；小車在BC段，根據(jù)機(jī)械能守恒可得，解得，過圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC的垂線，根據(jù)幾何知識(shí)可得，解得，，故小車在BC上運(yùn)動(dòng)的加速度為，故小車在BC段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，所以小車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為，A正確．【點(diǎn)睛】本題的難點(diǎn)在于求解斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度，本題再次一次提現(xiàn)了數(shù)物相結(jié)合的原則，在分析物理時(shí)涉及幾何問題，一定要?jiǎng)邮之嫯媹D像．31．（2019·全國卷）如圖（a），物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連，細(xì)繩水平．t=0時(shí)，木板開始受到水平外力F的作用，在t=4s時(shí)撤去外力．細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（b）所示，木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖（c）所示．木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由題給數(shù)據(jù)可以得出A．木板的質(zhì)量為1kgB．2s~4s內(nèi)，力F的大小為0.4NC．0~2s內(nèi)，力F的大小保持不變D．物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2【答案】AB【解析】結(jié)合兩圖像可判斷出0-2s物塊和木板還未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過程力F等于f，故F在此過程中是變力，即C錯(cuò)誤；2-5s內(nèi)木板與物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)2-4s和4-5s列運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，可解出質(zhì)量m為1kg，2-4s內(nèi)的力F為0.4N，故A、B正確；由于不知道物塊的質(zhì)量，所以無法計(jì)算它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,故D錯(cuò)誤.32．（2019·江蘇卷）如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對(duì)齊．A與B、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ．先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動(dòng)距離L后停下．接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運(yùn)動(dòng)，左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止，此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下．最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g．求：（1）A被敲擊后獲得的初速度大小vA；（2）在左邊緣再次對(duì)齊的前、后，B運(yùn)動(dòng)加速度的大小aB、aB'；（3）B被敲擊后獲得的初速度大小vB．【答案】（1）；（2）aB=3μg，aB′=μg；（3）【解析】（1）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知，A加速度的大小aA=μg勻變速直線運(yùn)動(dòng)2aAL=vA2解得（2）設(shè)A、B的質(zhì)量均為m對(duì)齊前，B所受合外力大小F=3μmg由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F=maB，得aB=3μg對(duì)齊后，A、B所受合外力大小F′=2μmg由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F′=2maB′，得aB′=μg（3）經(jīng)過時(shí)間t，A、B達(dá)到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA則v=aAt，v=vB–aBt且xB–xA=L解得．33．（2019·全國卷）如圖（a），某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)．所用器材有：鐵架臺(tái)、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等．回答下列問題：（1）鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______（用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示）（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°．接通電源．開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下．多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示．圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出）．重力加速度為9.8 m/s2．可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_____________（結(jié)果保留2位小數(shù)）．【答案】    0.35    【解析】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=……①（2）由逐差法a= 得：SII=（76.39-31.83）×10-2m，T=0.10s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a= m/s2=1.97 m/s2，代入①式，得：μ= =0.35  

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