2024_2025学年新教材高中物理第5章牛顿运动定律培优练含解析鲁科版必修第一册.docVIP

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牛顿运动定律

一、牛顿其次定律的简洁应用(物理观念)

1.(2024·东营高一检测)如图，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力()

A．大小为mg，方向竖直向上

B．大小为ma，方向水平向右

C．大小与小球的加速度大小无关

D．方向与小球的加速度大小有关

【解析】选D。对小球受力分析可知，小球受重力、铁夹对球的作用力，当机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，依据牛顿其次定律可知，合力沿水平方向，则铁夹对球的作用力斜向上方，故A、B错误；依据平行四边形定则，铁夹对球的作用力大小为：F＝eq\r(（mg）2＋（ma）2)，与加速度大小有关，故C错误；合力方向水平，设铁夹对球的作用力与竖直方向的夹角为θ，由矢量三角形可得：tanθ＝eq\f(ma,mg)＝eq\f(a,g)，方向与小球的加速度大小有关，故D正确。

二、动力学中的图像问题(科学思维)

2.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，在0～5s、5～10s、10～15s内F的大小分别为F1、F2和F3，则()

A．F1F2 B．F2F3

C．F1F3 D．F1＝F3

【解析】选A。由题图可知，0～5s内加速度a1＝0.2m/s2，方向沿斜面对下，设斜面倾角为θ，与物体之间的动摩擦力为f，依据牛顿其次定律有mgsinθ－f－F1＝ma1，F1＝mgsinθ－f－0.2m；5～10s内加速度a2＝0，依据牛顿其次定律有mgsinθ－f－F2＝ma2，F2＝mgsinθ－f；10～15s内加速度a3＝－0.2m/s2，方向沿斜面对上，依据牛顿其次定律有mgsinθ－f－F3＝ma3，F3＝mgsinθ－f＋0.2m。故可得：F3F2F1，选项A正确。

3.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后接着向下运动。视察小球从起先下落到第一次运动至最低点的过程，下列关于小球的速度v或加速度a随时间t变更的图像中符合实际状况的是()

【解析】选A。小球起先接触弹簧时，合力向下，向下做加速度渐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，重力等于弹簧弹力，合力为零，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，合力方向向上，向下做加速度渐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，加速度最大，依据对称性可知，到达最低端时加速度大于g，且加速度a随时间t的变更为非线性变更，故A正确，B、C、D错误。

4.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内，外力F大小不断增大

B．在0～t1内，外力F大小不断减小直至为零

C．在t1～t2内，外力F大小可能不断增大

D．在t1～t2内，外力F大小可能先减小后增大

【解析】选D。v-t图线的斜率表示加速度，所以在0～t1内，加速度为正并不断减小，依据加速度a＝eq\f(F－μmg,m)，所以外力F大小不断减小，F的最小值等于摩擦力，故A、B错误；在t1～t2内，加速度为负并且不断变大，依据加速度的大小a＝eq\f(μmg－F,m)，外力F大小不断减小，故C错误；假如在F先减小一段时间后的某个时刻，F的方向突然反向，依据加速度的大小：a＝eq\f(μmg＋F,m)，F后增大，因为v-t图线后一段的斜率比前一段大，所以外力F大小可能先减小后增大，故D正确。

三、超重和失重(科学思维)

5.为了探讨超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变更的图线。某次试验获得的图线如图所示，a、b、c为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是()

A．a→b→c为一次“下蹲”过程

B．a→b→c为一次“站起”过程

C．a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程

D．a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程

【解析】选A。“下蹲”过程先加速下降后减速下降，则先失重后超重；“站起”过程先加速上升后减速上升，则先超重后失重；由题图可知，人先失重后超重，可知a→b→c为一次“下蹲”过程，故选项A正确。

6.银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中心商务区中轴位置，高度301m，建成后将成为西北地区最高双子塔。据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止起先上升，a-t图像如图所示。则下列相关说法正确的是()