2021屆高三物理二輪綜合鞏固強化訓練牛頓運動定律的應用

1.2019年5月25日，2019年全國蹦床錦標賽在天津科技大學濱海校區(qū)體

育館落下帷幕，上海選手高磊加冕男子網上個人和團體雙冠王。測得一位

僅在豎直方向上運動的蹦床運動員受到蹦床的彈力廠隨時間，的變化規(guī)律

如圖所示，已知該運動員的最大加速度為42，重力加速度為g=10m/s2,

不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A.該運動員接觸蹦床過程中受到的最大彈力為2000N

B.該運動員雙腳離開蹦床后的最大速度為16m/s

C.該運動員由最低點向上運動到離開蹦床的過程中先處于超重狀態(tài)后處于

失重狀態(tài)

D.該運動員由接觸蹦床到最低點的過程中一直處于失重狀態(tài)

2.一輛裝滿石塊的貨車在某段平直道路上遇到險情司機以加，速度叫與

4

緊急剎車。貨箱中石塊B的質量為機=400kg,g=10m/s2則石塊B周圍與它

接觸的物體對石塊8的作用力為（）

A.3000NB.4000NC.5000ND.7000N

3.如圖所示,電視劇拍攝時，要制造雨中場景，劇組工作人員用消防水槍向天

空噴出水龍，降落時就成了一場“雨若忽略空氣阻力，以下分析正確的是

（）

A.水槍噴出的水在上升時超重

B.水槍噴出的水在下降時超重

C.水槍噴出的水在最高點時，速度方向斜向下

D.水滴在下落時，越接近地面，速度方向越接近豎直方向

4.如圖所示，水平粗糙傳送帶AB距離地面的高度為〃，以恒定速率％順時

針運行。甲、乙兩滑塊（可視為質點）之間夾著一個壓縮輕彈簧（長度不

計），在AB的正中間位置輕放它們時，彈簧立即彈開，兩滑塊以相同的

A甲rwiB

n

速率分別向左、右運動。下列判斷不正確的是（）〃〃〃,〃〃〃〃一〃〃￡〃/

A.甲、乙滑塊可能同時從4B兩端離開傳送帶

B.甲、乙滑塊剛離開彈簧時可能一個減速運動、一個加速運動

C.甲、乙滑塊可能落在傳送帶的左右兩側，但距釋放點的水平距離一定不

相等

D.甲、乙滑塊可能落在傳送帶的同一側，且距釋放點的水平距離相等

5.一個物塊放置在粗糙的水平地面上，受到的水平拉力尸隨時間/變化的

關系如圖甲所示，速度V隨時間，變化的關系如圖乙所示，g=10m/s2,則

由圖中信息可判定（）

A.0?2s內物塊所受摩擦力F/=8N

B.物塊的質量為4kg

C.物塊在前6s內的平均速度為3m/s

D.物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)〃=0.4

6.關于曲線運動，下列說法中正確的是（）

A.曲線運動一定是變速運動B.變速運動一定是曲

線運動

C,曲線運動一定是變加速運動D.勻速運動可能是曲

線運動

7.如圖所示，以9.8m/s的水平初速度均拋出的物體，飛行一段時間后,垂直撞

在傾角為0=30。的斜面上，可知物體完成這段飛行的時間是（）

A.皂sB.巫sC.瓜D.2s

33

8.如圖所示,一小球從斜面頂端沿水平方向飛出，后又落回到斜面上.已知斜

面的傾角為。，小球初速度大小為%，不計空氣阻力,重力加速度為g,下列說

法正確的是（）

e

A.小球從飛出到落回到斜面上的時間為?

B.小球落回到斜面上時的速度大小為f

cos2〃

C.減小小球的初速度，則小球落回到斜面上時速度方向與斜面的夾角也減小

D.若小球以2%水平飛出，且小球仍能落回到斜面上，則小球落回到斜面上的

速度大小是原來落回到斜面上速度大小的2倍

9.如圖所示，一可看作質點的小球從一臺階頂端以4m/s的水平速度拋出，每

級臺階的高度和寬度均為1m,如果臺階數(shù)足夠多，重力加速度g取10m/s2,則

小球將首先落在標號為幾的臺階上?（）

A.3B.4C.5D.6

10.如圖所示，一個半徑為R=o.75m的半圓柱體放在水平地面上，一小球從圓

柱體左端A點正上方的B點水平拋出（小球可視為質點），恰好從半圓柱體的

右上方C點掠過.已知0為半圓柱體側面半圓的圓心,。。與水平方向夾角為

53°,重力加速度g取lows?,則（）

A.小球從B點運動到C點所用時間為0.3sB.小球從B點運動到C

點所用時間為0.5s

C.小球做平拋運動的初速度為4m/sD.小球做平拋運動的初

速度為6m/s

11.某實驗小組利用如圖1所示的實驗裝置測量小滑車和木板之間的動摩擦

因數(shù).主要實驗步驟如下：

斗羋計時器帶

小滑車，-

.鉤碼

圖1

i.將帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，按圖連接實驗裝置，小滑車置于

打點計時器附近，牽引端只掛一個鉤碼.

ii.接通電源，由靜止釋放小滑車，小滑車運動至木板左端附近時制動小滑

車，關閉電源，取下紙帶，計算加速度1；

也依次從小滑車上取下第一個、第二個、第三個……鉤碼掛在牽引端，重

復步驟ii,分別計算加速度生、的、&……

iv.在職,”坐標系中描點，用直線擬合，計算動摩擦因數(shù)（機為牽引端鉤碼

總質量，每個鉤碼質量均為恤）.

請回答下列問題：

（1）關于實驗原理及操作，下列說法正確的是；

A.實驗中必須平衡摩擦力

B.滑輪與小滑車間的細繩應與木板平行

C.必須保證牽引端鉤碼的總質量遠小于小滑車和車上鉤碼的總質量

D.還需要測得小滑車的質量

（2）某條紙帶測量數(shù)據(jù)如圖2所示，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計

數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間

的距離分別為42=4.22cm、BC=4.65cmCD=5.08cm>DE=5.49cm

￡F=5.91cm>FG=6.34cm。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小滑車的

加速度值為八m/s?（結果保留2位有效數(shù)字）；

,1A?B?e??DE?F?G?)1

圖2

(3)測得ar”圖線在。軸上的截距為小已知重力加速度為g,則小滑車

與木板間的動摩擦因數(shù)表達式為.

12.如圖所示,圖甲是“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況圖，其中A為固

定橡皮條的圖釘,。為橡皮條與細繩的結點,。8和0C為細繩。圖乙是某實驗

小組在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖。

(1)本實驗采用的科學方法是o

A.理想實驗法B.控制變量法C.等效替代法D.建立物理模型法

(2)實驗中，小張同學在坐標紙上畫出了如圖丙所示的兩個已知力耳和尸2,圖

中小正方形的邊長表示2NI為根據(jù)平行四邊形定則作出的合力(圖中未畫

出)與尸的夾角分別為4和。2,下列說法正確的是o

□IIFJ□□.

二二二Z二二二二二

_因___________

A.耳=4NB.F=I2NC.q=35。D.<e2

(3)為提高實驗結論的可靠性，在重復進行實驗時，結點。的位置____(填“可

以”或“不可以”)變動。

13?一支探險隊在探險時遇到一條山溝，山溝的一側OA豎直，另一側呈拋物線

形狀的坡面。B與一個平臺8c相連，如圖所示.已知山溝豎直一側0A的高度

為2/Z,平臺離溝底的高度為〃,C點離。A的水平距離為2仙以溝底的。點為原

點建立坐標系》。入坡面的拋物線方程為丫=盤.質量為機的探險隊員在山溝

2h

的豎直一側從A點沿水平方向跳向平臺.人可視為質點,忽略空氣阻力，重力

加速度為a

(1)若探險隊員從A點以初速度與水平跳出時，掉在坡面。B的某處，則他在空

中運動的時間為多少？

(2)為了能跳在平臺上，他在A點的初速度應滿足什么條件?請計算說明.

14.如圖所示,長為乙=o.8m的細繩一端連接一質量為5kg的小球，另一端系在

固定點O,將小球拉到A點并使細繩水平,給小球一豎直向下的初速度，小球

開始繞固定端O點做圓周運動，運動至O點正下方B點時繩子剛好斷了，之

后做平拋運動，繩子能承受的最大拉力為450N.在B點右側平地上固定一個

傾角為37°的斜面。小球做平拋運動至斜面的最高點C時的速度方向恰

好沿斜面方向，然后沿滑梯s滑至D點,小球與斜面間動摩擦因數(shù)為05。

長度為s=llm.已知sin37。=0.6,cos37°=0.8,不計空氣阻力影響，重力加速

度g取10m/s.求：

(1)小球剛運動到B點時的速度大小;

(2)BC兩點間的高度差；

(3)小球從B點運動到D點的時間.

15.2018年11月23日，北京國際雪聯(lián)單板滑雪大跳臺世界杯在國家體育場

舉辦。如圖1,運動員經過一段加速滑行后從A點以水平速度％飛出,落到斜

坡上的8點，已知A,B兩點距離$=75m，斜坡與水平面的夾角a=37。,不計空氣

阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=1Om/s2)。求

(2)運動員在A點水平速度％的大??；

(3)若運動員從A點以不同的水平速度％飛出落到斜坡上,請寫出A,8兩點

距離s和水平速度+的關系式,并在圖2中定性畫出s-%的圖像。

16.攀巖被很多極限運動員所喜愛和挑戰(zhàn)。運動員在攀爬過程中，常常要

協(xié)調手足之間的發(fā)力，才能更好地保持平衡。如甲圖所示，某攀巖者正停

留在懸崖的某處，雙手分上下扣住巖壁，雙腳做支撐。為方便地分析此時

手腳的受力，將攀巖者簡化成乙圖情景：攀巖者簡化為重球A，其質量為

40kg,與兩根輕細繩AB和AC連接，兩繩另一端連接于豎直墻上，細繩AB

與水平線成e角，細繩AC垂直于墻，輕桿4。一端固定于重球上，另一端

鏈接在豎直墻上，桿對重球產生一個方向與水平線成e角的彈力F,

0=60°,若要使兩繩都能伸直有兩種臨界可能，一種情況是48繩上的拉力

剛好為零，一種情況是4c繩上的拉力剛好為零，請你分別求出這兩種情

況下的彈力F的大小，并總結出攀巖者能在此處保持平衡時彈力尸的大

小范圍.(g=10m/s2)

甲圖"圖乙“

17.山東濰坊風箏，古來有名，以扎糊精巧、畫工別致著稱于世。其中最

簡單的是平板狀方形風箏，這種通過風箏拉線來調整風箏在空中與風向成

一定的迎角而靜止在空中，其模型簡化如圖所示。若質量為機的風箏在

共點力的作用下在空中保持靜止，風對風箏的力垂直于風箏面斜向上，風

箏與水平方向的夾角為拉線對風箏的拉力斜向下，且與水平方向的夾

角為。，重力加速度大小為g,求：

(1)求此時風對風箏的力尸;

(2)拉線對風箏的拉力FT0

參考答案

1.答案：c

2.答案：C

解析：當貨車剎車時，在豎直方向，其他物體對石塊3的作用力

Fy=mg=4000N

在水平方向，其他物體對石塊B的作用力"=,"a=3000N

故作用力F=m+尸：=5000N

故選C。

3.答案：D

解析：水在空中只受重力作用，水處于完全失重狀態(tài),A、B項錯。水在最高

點時，速度方向水平,C項錯誤。水在下落過程中，豎直方向速度逐漸增大，其

合速度越接近豎直方向,D項正確。

4.答案:C

解析：彈簧彈開后，兩滑塊以相同的速率分別向左、右運動.根據(jù)滑塊的受

力判斷物體的運動，需討論滑塊彈開后的速度與傳送帶的速度的大小.

5.答案：D

6.答案：A

解析：曲線運動的速度方向一定是變化的，即速度是變化的，選項A正

確.變速運動可以是速度的方向改變，也可以是速度的大小改變，或者兩

者都改變.若只有速度的大小改變的變速運動，是直線運動，如急剎車，

選項B錯誤.加速度不變的曲線運動是勻變速曲線運動，選項C錯誤.勻

速直線運動的速度大小和方向都不變，只能是直線運動，不可能是曲線運

動，選項D錯誤.

7.答案：C

解析：由題設可知，小球落地速度的方向與豎直方向夾角為30。，設落地

速度的豎直分量為匕，水平分量當然是嗎,則tan3（T=為，而匕=/，得

Vv

t=\[?>S.

思路分析：研究平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向

去研究，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，兩個方向

上運動的時間相同.

點評：本題就是對平拋運動規(guī)律的直接考查，掌握住平拋運動的規(guī)律就能

輕松解決.需要理解分運動和合運動的等時性

8.答案：D

解析：小球從飛出到落回到斜面上，其位移與水平方向的夾角等于仇則

tan"）=M，解得，=苦”,A錯誤;根據(jù)速度與水平方向夾角的正切值與位

x3?

移與水平方向夾角的正切值關系得,tana=2tan6,由數(shù)學知識

知cosa=1故小球落到斜面上時的速度大小為y=」J=%Ji+4tan20,B

VI+4tan0cosa

錯誤;減小速度后，小球落到斜面上的位移與水平方向的夾角不變，因此小球

落到斜面上的速度方向不變,c錯誤;由廣工知,小球落回斜面

cosa

的速度大小與初速度的大小成正比，故小球以2%水平飛出，落回到斜面上

的速度大小是原來落回到斜面上速度大小的2倍,D正確.

9.答案：B

解析：設小球從拋出到落到臺階上經歷的時間為水平位移為>卬，豎直

位移為尸權『,因為每級臺階的高度和寬度均為1m,所以小球落在臺階上時

位移與豎直方向的夾角小于等于45°,即*,tan450=l,代入數(shù)據(jù)解得f..0.8s；相

應的水平位移x-4x0.8m=3.2m.臺階數(shù)〃..常=3.2,可知小球拋出后首先落到

標號為4的臺階上.故B正確,A、C、D錯誤.

10.答案：AC

解析：從8點到C點,小球做平拋運動，由題可知小球在。點的速度方向與

水平方向成37°角，由速度的分解可知，豎直分速度大小為％=%tan37o=g/,水

平方向有R+RCOS53。：3,聯(lián)立解得t=0.3s,%=4m/s,故選A、C.

11.答案：(1)B

(2)0.42

(3)上

g

解析：(1)實驗原理是利用祛碼牽引小滑車做加速運動，利用打出的紙

帶求出加速度，牽引繩的拉力必須與摩擦力在一條直線上，所以滑輪與小

滑車間的細繩應與木板平行，B正確；A、C、D錯誤.

(2)由〃得：a=^-^O=()42nl/s2

(37尸

(3)設原小滑車和祛碼的總質量為M,牽引小滑車的祛碼質量為,%，對

整體，由牛頓第二定律可得：即返-〃g,所以

M

b=fg，求得：4=-2

g

12.答案：(1)C

(2)B

(3)可以

解析：

13?答案：⑴&

解析：(1)設探險隊員在。8坡面上的落點坐標為(x，y),由平拋運動規(guī)律可得

1丫22h

X』，助-尸梟2,又尸與，聯(lián)立解得

⑵將一代入y4可求得B點的橫坐標與=歷，而。點的橫坐標％=2%.由

2/1

平拋運動規(guī)律得XB=%/"c=2h-h=，解得V°B=向,％c=A/2^，所以為了能

跳到平臺上，他在A點的初速度應滿足病必屈.

14.答案：（1）v=8m/s（2）h=^gt2=1.8m（3）T=t+t'=\.6s

15.答案：（1）3s;（2）20m/s;（3）見解析

解析：（1）將運動員位移分解為水平，位移x=5cos37°=60m,

豎直位移y=5sin37°=45m

運動員在豎直方向做自由落體運動，y=；g/，解得：，=3s

（2）運動員在水平方向做勻速直線運動x=%f,解得％=20m/s

（3）運動員的始末位置都在斜面上,位移方向沿斜面向下，因而運動員運動

的位移偏向角為37。。將其運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方

向的自由落體運動。

x=vot

12

y=2gr

tan37°=2=里

x2%

運動員在空中飛行的時間為廣辿心