2020年高考物理108所名校押题精选04 牛顿运动定律(解析版)

精选04 牛顿运动定律1．2019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。

现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度v y及水平方向速度v x 与飞行时间t的关系图象如图甲、图乙所示。

则下列说法正确的是A．无人机在t1时刻处于失重状态B．无人机在0~t2这段时间内沿曲线飞行C．无人机在t2时刻上升至最高点D．无人机在t2~t3时间内做匀变速运动【答案】BD【解析】A．依据图象可知，无人机在t1时刻，在竖直方向上匀加速直线运动，而水平方向则是匀减速直线运动，则无人机有竖直向上的加速度，那么处于超重状态，不是失重状态，故A错误；B．由图象可知，无人机在0~t2这段时间，竖直方向向上匀加速直线运动，而水平方向匀减速直线运动，那么合加速度与合初速度不共线，所以物体做曲线运动，即物体沿曲线上升，故B正确；C．无人机在竖直方向，先向上匀加速直线，后向上匀减速直线运动，因此在t2时刻没有上升至最高点，故C错误；D．无人机在t2~t3时间内，水平方向做匀速直线运动，而竖直向上方向做匀减速直线运动，因此合运动做匀变速运动，故D正确。

2．如图所示，一辆装满石块的货车在水平直道上以加速度a向右匀加速运动。

货箱中石块B的质量为m。

重力加速度为g。

下列说法正确的是（）A．货车速度增加的越来越快B．货车相邻两个1s内的位移之差为1 2 aC．石块B对与它接触物体的作用力方向水平向左D ．与B 接触的物体对B 的作用力大小为【答案】D【解析】A ．由于货车做匀加速运动，所以货车速度均匀增加，故A 错误；B ．做匀加速直线运动的物体相邻时间间隔内通过的位移之差等于2x aT a ∆==，故B 错误；C ．对B 受力分析可知，重力、与它接触物体对B 的作用力，由于合力水平向右，则与它接触物体对B 的作用力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，石块B 对与它接触物体的作用力斜向左下方，故C 错误；D ．由平行四边形定则可知F ，故D 正确。

故选D 。

3.如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员A ．在第一过程中始终处于失重状态B ．在第二过程中始终处于超重状态C ．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态D ．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态【答案】CD【解析】运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；随床面的形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，运动员处于超重状态．故A 错误，C 正确；蹦床运动员在上升过程中和下落过程中是对称的，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态，后处于失重状态，故B 错误，D 正确．4．如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，如图为其结构简图。

跳楼机由静止开始从a 位置自由下落到b 位置，再从b 位置开始以恒力制动竖直下落到c 位置停下。

已知跳楼机和游客的总质量为m ，ab 高度差为2h ，bc 高度差为h ，重力加速度为g ，忽略空气阻力。

则A ．从a 到b 与从b 到c 的运动时间之比为2:1B ．从a 到b ，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等C ．从b 到c ，跳楼机受到的制动力大小等于2mgD ．从a 到b ，跳楼机和游客总重力的冲量大小为【答案】A【解析】下落过程中，从a 到b 加速过程的平均速度与从b 到c 减速过程的平均速度相等，由h t v=，得：12::2:1ab bc t t h h ==，A 正确；由a 到b 为自由落体运动，座椅对游客的力为0，B 错误；由a 到b 的加速度为g ，则有222b v h g =，由b 到c 加速度为a ，则有：22b v h a=，联立解得：2a g =，方向向上，从b 到c ，根据牛顿第二定律有：F mg ma -=，得3F mg ma mg =+=，C 错误；根据自由落体运动规律222b v h g=，得b 点的速度大小为b v =根据动量定理得：跳楼机和游客总重力的冲量大小为2b I P mv =∆==D 错误。

5．如图所示，两块固定且相互垂直的光滑挡板POQ ，OP 竖直放置，OQ 水平，小球a 、b 固定在轻杆的两端，现有一个水平向左的推力，作用于b 上，使a 、b 紧靠挡板处于静止状态。

现用力F 推动小球b ，使之缓缓到达b '位置，则A ．推力F 变大B ．小球a 对OP 的压力变大C ．小球b 对OQ 的压力变大D ．杆上的弹力减小【答案】D【解析】BD ．隔离a 分析受力，设此时ab 间作用力与水平方向上的夹角为θ，如图所示：由力的平衡条件可得：sin mg F θ'=，tan mg N θ= 将小球稍微向左水平移动一小段距离，当a 、b 重新处于静止状态时，由几何关系可知，θ增大，则sin θ、tan θ增大，mg 不变时F'减小，N 减小。

根据牛顿第三定律，小球a 对OP 的压力减小，故B 错误，D 正确；AC ．对ab 的整体受力分析如下图所示：由共点力的平衡条件可知，a 、b 重新处于静止状态前后，OQ 面板对b 的支持力始终和a 、b 的重力相等保持不变，推力F =N 在减小，故A 错误，C 错误。

6． 2019世界机器人论坛(WorldforumonRobot2019,WFR2019)于2019年8月21日−8月23日在北京举办，大会主题“智能新生态开发新时代”。

某机器人研究小组自制的机器车能够自动识别障碍物上、下坡。

该机器车质量为m =20kg ，在水平路面AB 段以速度v 1=6m /s 匀速行驶，BC 段是一段陡坡。

机器车在BC 段仅用t =5s 就运动到了坡顶，且到达坡顶前机器车已经以速度v 2=3m/s 做匀速运动，已知整个过程中该机器车的输出功率保持不变，机器车在AB 段受到的阻力F f1=200N ，在BC 段所受阻力恒定，机器车经过B 点时无机械能损失，则下列说法正确的是( )A．该机器车的额定功率为400WB．该机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为10m/s2C．该机器车速度减至4m/s时，其加速度大小为6m/s2D．BC段的长度为10.5m【答案】B【解析】A、该机器车在AB段匀速运动，则F=F f1，则额定功率：P=F f1v1=200×6W =1200W，故A错误；B、机器车到达坡顶之前，匀速运动，满足：P=(F f2+mgsinθ)v2，刚经过B点时，F−(F f2+ mgsinθ)=ma B，解得：a B=−10m/s2，即机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为10m /s2，故B正确；C、该机器车速度减至4m/s时，根据牛顿第二定律可知，F′−(F f2+mgsinθ)=ma′，其中：P=F′v′，解得：a′=−5m/s2，即加速度大小为5m/s2，故C错误；D、设BC段长度为s，从B到C的过程中，根据动能定理：Pt−(mgsinθ+F f2)s=12mv C2−12mv B2，解得：s=15.675m，故D错误。

故选：B。

7．一质量为m的物体放在倾角为θ且足够长的光滑固定斜面上，初始位置如图甲所示。

在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x 的变化关系如图乙所示。

其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是()A．在0～x1的过程中，物体向上运动B．在0～x1的过程中，物体的加速度一直增大C．在x1～x2的过程中，物体的速度大小不变D．在0～x3的过程中，物体的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下【答案】B【解析】解：A、在0～x1过程中，物体的机械能在减小，知拉力对物体做负功，所以物体沿斜面向下运动，故A错误；B、根据功能关系得：△E=F⋅△x，得F=△E，知E−x图线的斜率表示拉力，在0～x1过程△x中，图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小到零。

根据a=mgsinθ−F，可知，加m速度一直增大，故B正确；C、在x1～x2过程中，拉力F=0，物体的机械能守恒，物体向下运动，重力势能减小，动能增大，速度增大，做匀加速运动，故C错误；D、在0～x1过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动；x1～x2过程中，F=0，物体做匀加速运动；x2～x3过程，由于惯性，物体继续沿斜面向下运动，其机械能增大，拉力做正功，拉力沿斜面向下，故物体继续向下做加速运动，即物体一直沿斜面向下运动，故D错误；故选：B。

根据功能关系：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量，可根据机械能的变化情况确定力F做功情况，从而判断物体的运动方向；机械能与位移图线的斜率表示拉力。

当机械能守恒时，拉力等于零，通过拉力的变化判断其加速度的变化。

解决本题的关键是要理解并掌握功能原理，通过图线的斜率确定出拉力的变化，然后根据牛顿第二定律判断出加速度的方向，根据加速度方向和速度的方向关系知道物体的运动规律。

8．为了研究超重和失重现象，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化的图线。

某次实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()【答案】A【解析】解：人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，a →b →c 为一次“下蹲”过程，故A 正确，BCD 错误。

故选：A 。

失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度。

人下蹲过程分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，起立也是如此。

本题考查物理知识与生活的联系，注意细致分析物理过程，仔细观察速度的变化情况，与超失重的概念联系起来加以识别。

9．（重庆市南开中学2020届高三第四次考试）如图，将质量为8kg m =的重物用轻绳OA 、OB 挂于竖直方向运行的电梯内。

其中OA 处于水平方向，OB 与竖直方向夹角为37︒，且此时轻绳OB 中的张力为50N 。

则此时站立在升降电梯中质量为60kg 的人（图中未画出），人对升降电梯的压力为（取重力加速度大小210m/s g =）A ．200 NB ．300 NC ．400 ND ．500 N【答案】B 【解析】对小球，由牛顿第二定律：OB T mg ma -=解得a =–5m/s 2，加速度的方向向下；则对人：m g N m a -'='，解得N =300N ，故选B 。