高三物理一轮复习资料3-1~2 牛顿第一定律 牛顿第三定律

高三物理一轮复习资料3-1 牛顿第一定律牛顿第三定律

一、单项选择题（共6道小题，每题5分，共30分）

1．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（）

A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比

B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比

C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关

D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时所需的时间与倾角无关

2．话说齐天大圣孙悟空被师傅赶回花果山后，闷闷不乐的他有一日飞上天庭漫无目的地到处游玩，不经意间来到一个仙洞里，洞内有一开关，写着“地球自转快慢调节器”，天性顽皮的他便将此开关向“快”那边拨了一下，使地球自转突然快了许多，此瞬间地面上的人会（）

A．头向东倒下B．头向西倒下

C．头向南倒下D．头向北倒下

3．（2012·山东潍坊一中模拟）质量为60 kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40 kg的重物送入井中。当重物以2 m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取10 m/s2）（）

A．200 N B．280 N C．320 N D．920 N

4．如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动状态时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（）

A．向左行驶、突然刹车

B．向右行驶、突然刹车

C．向左行驶、匀速直线运动

D．向右行驶、匀速直线运动

5．关于惯性，下列说法中正确的是（）

A．受力越大的物体惯性越大

B．速度越大的物体惯性越大

C．已知物体在月球上所受的重力是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为原来的1/6

D．物体惯性与其运动状态和受力情况无关，只与物体质量有关

6．如图所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，他应将球向什么方向抛出（）

A．抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向

B．抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向

C．抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向

D．抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向

二、双项选择题（共7道小题，每题7分，共49分）

7．2008年9月25日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心，“长征”号火箭第109次发射，将“神舟”七号载人航天飞船发射到太空，并成功完成了中国宇航员第一次太空行走。下面关于飞船与火箭起飞的情形，叙述正确的是（）

A．火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力

B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力

C．火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力D．飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

8．物体静止在斜面上，如图所示，下列说法正确的是（）

A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对平衡力

C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力

D．物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力

9．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）

A．伽利略认为力不是维持物体运动的原因

B．亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献

10．关于运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是（）

A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变

B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变

C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态

D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同

11．理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（）A．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去

B．这个实验实际上是永远无法做到的

C．利用气垫导轨，就能使实验成功

D．虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的

12．跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中（）

A．运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小

B．运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小

C．运动员所受的支持力和重力相平衡

D．运动员所受的合力一定向上

13．下面是摘自美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是（）A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”

D．宇航员答话的真实意思是有人推着火箭飞行

三、非选择题（共2道小题，共21分）

14．（10分）如图所示，底座A上装有一根直立杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的圆环B，它与杆有摩擦。当圆环从底端以某一速度v向上飞起时，圆环的加速度大小为a，底座A不动，求圆环在升起和下落过程中，水平面对底座的支持力分别是多大？

15．（11分）在第三十届伦敦奥运会比赛中，美国运动员苏尔以4.75米的成绩摘金。完整的撑竿跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落。设苏尔从静止开始以加速度a＝1.25 m/s2匀加速助跑，速度达到v＝9.0 m/s时撑竿起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2＝4.05 m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t＝0.90 s。已知苏尔的质量m＝65 kg，重力加速度g取10 m/s2，不计空气的阻力。求：

（1）苏尔起跳前的助跑距离；

（2）假设苏尔从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求她对软垫的作用力大小。

参考答案

1．B 2．B 3．B 解析：根据牛顿第二定律有mg －F ＝ma ，得绳子的拉力大小等于F ＝320 N ，然后再对人进行受力分析，由物体的平衡知识得m 0g ＝F ＋F N ，得F N ＝280 N ，根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为280 N ，B 正确。

4．B 解析：从实物图可以看出当汽车向右刹车时，摆锤由于惯性的缘故而向右摆动，带动锁棒向左移动，从而锁住了安全带，选项B 正确。

5．D 6．C 7．AD 8．BC 9．AD 解析：伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，选项A 正确；在历史上，亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的，选项B 错误；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项C 错误；笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，选项D 正确。

10．BD 解析：力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力（合力不为零），它的运动状态就一定会改变，A 错误，B 正确；物体不受力或合力为零，其运动状态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，C 错误；物体的运动方向与它所受合力方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D 正确。

11．BD 解析：理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远是理想化的；即使接触面“相当光滑”，也不会达到没有摩擦力的程度；利用气垫导轨当然也不能实现“理想”的条件，仍然存在一定的摩擦力，只不过摩擦力很小而已；不过，理想实验是从实践中总结、提炼、加工出来的，是建立在可靠的实验基础之上的，它能够由观察或实验的结果来检验。

12．BD 解析：运动员蹬地的作用力与地面对他的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，B 正确；运动员起跳过程，是由静止获得速度的过程，因而有竖直向上的加速度，合力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，D 正确。

13．AC 解析：由于汤姆对物理知识了解的不全面，只能依据生活经验认为物体的运动要靠力来维持，而宇航员的回答体现了物体靠惯性向前运动，不需要外力维持。选项A 、C 正确，D 错误。

14．答案：圆环上升：（M ＋m ）g －ma

圆环下降：（M －m ）g ＋ma

解析：圆环上升时，两物体受力如图所示，其中f 1为杆给环的摩擦力，f 2为环给杆的摩擦力。

对圆环：mg ＋f 1＝ma ①

对底座：N 1＋f 2－Mg ＝0②

由牛顿第三定律知：f 1＝f 2③

由①②③式可得：N 1＝（M ＋m ）g －ma

圆环下降时，两物体受力如图所示

对圆环：mg －f 1＝ma ′④

对底座：Mg ＋f 2－N 2＝0⑤

由牛顿第三定律得：f 1＝f 2⑥

由④⑤⑥三式解得：N 2＝（M －m ）g ＋ma

15．答案：（1）32.4 m （2）1 300 N

解析：（1）设助跑距离为x ，由运动学公式v 2＝2ax

解得x ＝v 2

2a

＝32.4 m （2）运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v ′，由运动学公式有 v ′2＝2gh 2

设软垫对运动员的作用力为F ，由牛顿第二定律得

F －mg ＝ma ′

由运动学公式a ′＝v ′t

解得 F ＝1 300 N ，由牛顿第三定律可知软垫对运动员的作用力大小为1 300 N 。

高三物理一轮复习资料3-2

牛顿第二定律动力学两类基本问题

一、单项选择题（共4道小题，每题4分，共16分）

1．某物体做直线运动的v－t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（）

甲

乙

2．如图所示，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则（）

A．AB绳、BC绳拉力都变大

B．AB绳拉力变大，BC绳拉力变小

C．AB绳拉力变大，BC绳拉力不变

D．AB绳拉力不变，BC绳拉力变大

3．（2012·江苏金陵中学模拟）一间新房即将建成时要封顶，考虑

到下雨时落至屋顶的雨滴能尽快地流离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，且屋顶的底边长是固定的，那么如图所示四种情况中符合要求的是（）

4．（2012·莆田一中模拟）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至t＝12 s这段时间的位移大小为（）

A．18 m B．54 m C．72 m D．198 m

二、双项选择题（共5道小题，每题6分，共30分）

5．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图所示，取g＝10 m/s2，水平面各处粗糙程度相同，则由此可以计

算出（）

A．物体与水平面间的静摩擦力

B．物体与水平面间的动摩擦因数

C．外力F为12 N时物体的速度

D．物体的质量

6．（2012·广东东莞实验中学期中考试）一辆小车在水平地面上行驶，悬挂的摆球相对小车静止并与竖直方向成α角，下列关于小车运动情况，说法正确的是（）A．物体向左做匀加速运动，加速度大小为g tan α

B．物体向右做匀减速运动，加速度大小为g tan α

C．物体向左做匀加速运动，加速度大小为g sin α

D．物体向右做匀减速运动，加速度大小为g sin α

7．如图所示，在静止的平板车上放置一个质量为10 kg的物体A，

它被拴在一个水平拉伸的弹簧一端（弹簧另一端固定），且处于静止状态，此时弹簧的拉力为5 N。若平板车从静止开始向右做加速运动，且加速度逐渐增大，但a≤1 m/s2，则（）

A．物体A相对于车仍然静止

B．物体A受到的弹簧的拉力逐渐增大

C．物体A受到的摩擦力逐渐减小

D．物体A受到的摩擦力先减小后增大

8．静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是（）

A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动

B．物体的速度一直增大

C．物体的速度先增大后减小

D．物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动

9．（2012·广东潮州一中期中考试）如图所示，当小车向右加速运

动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则（）A．M受静摩擦力增大

B．物块M对车厢壁的压力不变

C．物块M仍能相对于车厢壁静止

D．M受静摩擦力不变

三、非选择题（共3道小题，每题18分，共54分）

10．质量为10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°。力F作用2 s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25 s后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x。（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2）

11．（改编题）如图所示为上海市胶州路余姚路附近一教师公寓突发火灾图片，为尽快了解火情，消防部门用直升机赶往现场勘查火情。假如直升机能对被困人员进行救援，武警队员从悬停在空中离被困人员95 m 高的直升机上沿绳滑落进行救人，某武警队员和他携带的设备质量共为70 kg ，设武警队员用特制的手套轻握绳子时可获得210 N 的摩擦阻力，紧握绳子时可获得910 N 的摩擦阻力，滑落过程中武警队员至少轻握绳子才能确保安全。试求：

（1）武警队员轻握绳子降落时的加速度大小；

（2）若要使武警队员到达被困人员跟前时速度为零，则武警队员在空中下滑过程中按怎样的方式运动所需时间最少？最少时间为多少？

12．（2012·江苏南通月考）一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，求：

（1）物块上滑和下滑的加速度大小a 1、a 2;

（2）物块向上滑行的最大距离s;

（3）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ。

参考答案

1．B 2．D 3．C 解析：设底边长为L ，坡度夹角为θ，可以求出房顶到屋檐的

距离为L 2cos θ，可由牛顿第二定律得出下淌的加速度为g sin θ，由运动学公式可以得出L 2cos θ

＝12g sin θ·t 2，故 t ＝L g sin θcos θ＝2L g sin 2θ

，因此当2θ＝90°，即θ＝45°时，雨滴下淌的时间最短。

4．B 解析：物体与地面间最大静摩擦力F f ＝μmg ＝0.2×2×10 N ＝4 N 。由题给Ft

图象知0～3 s 内，F ＝4 N ，说明物体在这段时间内保持静止

不动。3～6 s 内，F ＝8 N ，说明物体做匀加速运动，加速度a ＝F －F f m ＝2 m/s 2。6 s 末物体的速度v ＝at ＝2×3 m/s ＝6

m/s ，在6～9 s 内物体以6 m/s 的速度做匀速运动，9～12 s

内又以2 m/s 2的加速度做匀加速运动，作v －t 图象如图。故0～12 s 内的位移x ＝（12

×3×6）×2 m ＋6×6 m ＝54 m 。故B 项正确。

5．BD 6．BC 7．AD 解析：由题意知，物体A 与平板车的上表面间的最大静摩擦力f m ≥5 N 。当物体向右的加速度增大到1 m/s 2时，F ＝ma ＝10 N ，可知此时平板车对物体A 的摩擦力为5 N ，方向向右，且为静摩擦力。所以物体A 相对于车仍然静止，受到的弹簧的拉力大小不变。因加速度逐渐增大，合力逐渐增大，物体A 受到的摩擦力方向先向左后向右。大小变化是先减小后增大。

8．BD 解析：由牛顿运动定律可以分析出，由F 合＝ma 得：F 先增大后减小，则a 先增大后减小，说明物体做变加速运动，A 、C 选项错。在0～t 1时间内F 的方向不变，F 与v 同向，则物体始终做加速运动。

9．CD 解析：竖直方向平衡，mg ＝f ，水平方向：N ＝ma ，所以当车的加速度增大时，N 增大，f 不变，选项C 、D 正确。

10．答案：0.25 16.25 m

解析：物体上滑的整个过程分为两部分，设施加外力F 的过程中物体的加速度为a 1，撤去力F 的瞬间物体的速度为v ，撤去力F 后物体上滑的加速度大小为a 2，由牛顿第二定律得：

a 1＝F cos θ－mg sin θ－μF sin θ＋mg cos θm

a 2＝mg sin θ＋μmg cos θm

物体在外力F 作用下上滑t 1＝2 s ，v ＝a 1t 1

撤去外力F 后上滑时间t 2＝1.25 s,0＝v －a 2t 2

由以上各式可求得μ＝0.25，a 1＝5 m/s 2，a 2＝8 m/s 2

由x ＝12a 1t 21＋12a 2t 22

得x ＝16.25 m 。 11．答案：（1）6.8 m/s 2 （2）先加速后减速 9.34 s

解析：（1）设武警队员轻握绳子降落时的加速度的大小为a ，由牛顿第二定律可得 mg －f 1＝ma

解得a ＝g －f 1m ＝6.8 m/s 2。

（2）在位移一定的情况下，武警队员经过加速和减速两个过程所需的时间最短，即武警队员先轻握绳子以最大加速度下滑，再紧握绳子以最大的摩擦阻力做减速运动，使到达被困人员跟前时速度为0，这样的下滑过程所需时间最少。

设有最大的摩擦阻力时武警队员的加速度大小为a ′，则f 2－mg ＝ma ′

解得a ′＝f 2m －g ＝3.2 m/s 2

设运动过程中的最大速度为v,

则有h ＝v 22a ＋v 2

2a ′

解得v ≈20.33 m/s 所以t ＝v a ＋v a ′

＝9.34 s 。 12．答案：（1）8 m/s 2 2 m/s 2 （2）1 m （3）30° 0.346

解析：（1）物块上滑的加速度a 1＝0－40.5 m/s 2＝－8 m/s 2， 负号表示a 1的方向沿斜面向下 物块下滑的加速度a 2＝2－01m/s 2＝2 m/s 2。 （2）s ＝v 0t ＋12a 1t 2＝1 m 即物块向上滑行的最大距离为1 m 。 （3）设物块质量为m ，物块与斜面间

的动摩擦因数为μ，则有：

ma 1＝mg sin θ＋μmg cos θ

ma 2＝mg sin θ－μmg cos θ 式中a 1、a 2为加速度绝对值，a 1＝8 m/s 2，a 2＝2 m/s 2

解得：θ＝30°，μ＝0.346。