高考物理力学知识点之牛顿运动定律难题汇编及答案

一、选择题

1．如图所示，在水平地面上有一辆小车，小车内底面水平且光滑，侧面竖直且光滑。球A用轻绳悬挂于右侧面细线与竖直方向的夹角为37°，小车左下角放置球B，并与左侧面接触。小车在沿水平面向右运动过程中，A与右侧面的弹力恰好为零。设小车的质量为M，两球的质量均为m，则（ ）

A．球A和球B受到的合力不相等 B．小车的加速度大小为6m/s2

C．地面对小车的支持力大小为（M+m）g D．小车对球B的作用力大小为1.25mg

2．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示.取g＝10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小分别为( )

A．0.2,6N B．0.1,6N C．0.2,8N D．0.1,8N

3．如图是塔式吊车在把建筑部件从地面竖直吊起的at图，则在上升过程中（ ）

A．t3s时，部件属于失重状态 B．t=4s至t4.5s时，部件的速度在减小 C．t=5s至t11s时，部件的机械能守恒

D．t13s时，部件所受拉力小于重力

4．甲、乙两球质量分别为m1、m2,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1 、v2,则下落判断正确的是( )

A．甲球质量大于乙球 B．m1/m2=v2/v1

C．释放瞬间甲球的加速度较大 D．t0时间内，两球下落的高度相等

5．滑雪运动员由斜坡高速向下滑行过程中其速度—时间图象如图乙所示，则由图象中AB段曲线可知，运动员在此过程中

A．做匀变速曲线运动 C．所受力的合力不断增大

6．下列对教材中的四幅图分析正确的是

B．做变加速运动 D．机械能守恒

A．图甲：被推出的冰壶能继续前进，是因为一直受到手的推力作用 B．图乙：电梯在加速上升时，电梯里的人处于失重状态 C．图丙：汽车过凹形桥最低点时，速度越大，对桥面的压力越大

D．图丁：汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用 7．如图所示，倾角为的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A,A的上表面水平且放有一斜劈B，B的上表面上有一物块C，A、B、C一起沿斜面匀加速下滑。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，下列说法正确的是

A．A、B间摩擦力为零 B．A加速度大小为gcos C．C可能只受两个力作用 D．斜面体受到地面的摩擦力为零

8．有时候投篮后篮球会停在篮网里不掉下来，弹跳好的同学就会轻拍一下让它掉下来．我们可以把篮球下落的情景理想化：篮球脱离篮网静止下落，碰到水平地面后反弹，如此数次落下和反弹．若规定竖直向下为正方向，碰撞时间不计，空气阻力大小恒定，则下列图象中可能正确的是( )

A． B．

C． D．

9．如图所示，质量为1.5kg的物体A静止在竖直固定的轻弹簧上，质量为0.5kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压.现突然将细线剪断，则剪断细线瞬间

A、B间的作用力大小为（g取10m/s2）（ ）

A．0 B．2.5N C．5N D．3.75N

10．在光滑水平轨道上有两个小球A和B（均可看做质点），质量分别为m和2m，当两球间的距离大于L时，两球间无相互作用；当两球间的距离等于或小于L时，两球间存在恒定斥力，若A球从距离B球足够远处以初速度v0沿两球连线向原来静止的B球运动，如图所示，结果两球恰好能接触，则该斥力的大小为（ ）

mv02A．

Lmv02B．

2L2mv02C．

Lmv02D．

3L11．跳水运动员从10m高的跳台上腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中的上升过程和下落过程，以下说法正确的有（ ）

A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态 C．上升过程和下落过程均处于超重状态 D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态

12．如图所示，质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂，A、B接触但无挤压。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（g＝10 m/s2）

A．12 N C．25 N

B．22 N D．30N

13．小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重秤上，小明质量为55kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法错误的是（ ） ．．

A．图1可知电梯此时处于静止或匀速运动状态 B．图2可知该同学此时一定处于超重状态 C．图2可知电梯此时一定处于加速上升状态 D．图2可知电梯此时的加速度约为0.7m/s2 14．关于惯性，以下说法中正确的是（ ）

A．水平拉动静止木块比水平拉着木块匀速运动所需的力大，所以静止物体惯性较大 B．同一木块速度大时不易停下，所以速度较大的物体惯性也比较大

C．木块在粗糙桌面上运动时较容易停下，所以物体受到的摩擦力越大惯性就越小 D．物体惯性的大小与是否受外力作用或外力大小均无关

15．如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点．已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是（ ）

A．5s B．4.8s C．4.4s D．3s

16．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（ ）

A．B．

C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力 D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力

17．体重为50kg的小明蹲在电梯中的体重计上，启动电梯。在电梯匀加速上升的过程中，他突然站起，则体重计示数随时间变化规律正确的是（ ）

A． B．

C． D．

18．如图所示，用平行于光滑斜面的力F拉着小车向上做匀速直线运动。若之后力F逐渐减小，则对物体在向上继续运动的过程中的描述正确的是（ ）

A．物体的加速度减小 C．物体的速度可能不变

B．物体的加速度增加 D．物体的速度增加

19．质量为2kg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μ=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~t图像如图所示，则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为（ ）

A．18m B．54m C．81m D．360m

20．在建筑工地上需要将一些材料由高处送到低处，为此工人设计了右图的简易滑轨：两根圆柱体木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙上，把一摞瓦放在两杆正中间，瓦将沿滑轨滑到低处．在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能会摔碎．为了减小到底端时的速度，下列措施可行的是( )

A．减少每次运瓦的块数 B．增多每次运瓦的块数 C．减少两杆之间的距离 D．增大两杆之间的距离

21．如图所示，物体A放在光滑水平桌面上，用一根细绳系住，若在绳的另一端用F＝mg

的力拉物体A时，A的加速度为a1；若在绳的另一端挂一质量为m的物体时，物体的加速度为a2，则( )

A．a1>a2

B．a1C．a1＝a2

D．无法确定

22．2019年2月16日，世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛（第一站）在京举行，重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中，以386.60分的成绩获得第一名，当运动员压板使跳板弯曲到最低点时，如图所示，下列说法正确的是（ ）

A．跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力 B．弯曲的跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的 C．在最低点时运动员处于超重状态

D．跳板由最低点向上恢复的过程中，运动员的机械能守恒

23．如图甲所示，一质量为1kg的滑块以初速度vA=12m/s自固定斜面底端A冲上斜面，到达C处速度恰好为零，小物块上滑的v—t图像如图乙所示已知斜面中AB段粗糙，BC段长为1.6m且光滑。滑块在AB段的加速度是BC段加速度的两倍，g取10m/s2。则斜面AB段的长度为（ ）

A．5.6m B．6.4m C．6.8m D．7.2m

24．乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ）

A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B．人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg C．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等 D．人在最低点时对座位的压力大于mg 25．下列说法符合历史事实的是

A．伽利略的“冲淡”重力实验，证明了自由落体运动是匀加速直线运动 B．牛顿开创了以实验检验、猜想和假设的科学方法 C．牛顿第一定律是实验定律

D．爱因斯坦先提出，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质的观点

【参】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．D 解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A. 小球A和小球B的加速度相同，而且质量相同，所以二者受到的合力一定相同， A错误；

B. 设小车的加速度为a，对小球A受力分析如图所示，对A球，由牛顿第二定律得

mgtan37ma

解得

agtan377.5m/s2

B错误；

C. 小车在竖直方向上保持静止状态，地面对小车的支持力大小为(M2m)g，C错误； D. 小车对B的作用力是左侧壁的弹力ma和小车底面的支持力FN的合力，

ma0.75mg,FN=mg

所以

22F合=FN+（ma）1.25mg

D正确。 故选D。 【点睛】

对小球A受力分析，根据牛顿第二定律求加速度。根据小球B的运动情况，确定左侧壁对

B球弹力大小。底面对小球B的支持力等于小球B的重力。根据两球质量关系分析合力关系。

2．A

解析：A 【解析】 【详解】

减速运动过程根据牛顿第二定律得，摩擦力

fma222N4N

动摩擦因数

加速运动过程根据牛顿第二定律得

f0.2 mgFfma1

解得：

Ffma14216N

故A正确，BCD错误； 故选A。

3．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A．当t3s时，加速度向上，部件属于超重状态，故A错误；

B．当t=4s至t4.5s时，部件的加速度在减小，但始终大于零，部件仍处于加速状态，速度增大，故B错误；

C．t=5s至t11s时，部件加速度为零，做匀速直线运动，部件的动能不变，但重力势能却不断增大，所以部件的机械能增大，机械能不守恒，故C错误；

D．t13s时，加速度向下，部件属于失重状态，部件所受拉力小于重力，故D正确。 故选D。

4．A

解析：A 【解析】 【详解】

两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg，因此最大速度与其

1质量成正比，即vm∝m， mm2v1，由图象知v1＞v2，因此m甲＞m乙；故A正确，B错v2误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g．故C错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度

不相等；故D错误；故选A．

5．B

解析：B 【解析】 【分析】

试题分析：根据图线可看出运动员在AB段做加速度减小的变加速直线运动，合力逐渐减小，由于有阻力作用所以机械能不守恒．选项B正确． 考点：运动图像及牛顿定律． 【详解】

6．C

解析：C 【解析】

试题分析：被推出的冰壶能继续前进是由于惯性．当物体具有向上的加速度时处于超重状态．汽车过凹形桥最低点时，速度越大，对桥面的压力越大．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用．

图甲：被推出的冰壶能继续前进，是由于惯性．手与冰壶不接触了，不再对冰壶有推力作用，A错误；图乙：电梯在加速上升时，加速度向上，电梯里的人处于超重状态，B错误；图丙：汽车过凹形桥最低点时，加速度向上，处于超重状态，速度越大，所需要的向心力越大，超重越显著，对桥面的压力越大，C正确；图丁：汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，向心力是重力、支持力、摩擦力的合力，D错误．

7．C

解析：C 【解析】 【分析】

整体一起匀加速下滑，具有相同的加速度；先用整体法结合牛顿第二定律求出整体的加速度，再用隔离法分析个体的受力情况。 【详解】

对B、C整体受力分析，受重力、支持力，B、C沿斜面匀加速下滑，则A、B间摩擦力不为零，BC在水平方向有向左的加速度，则B受A对它的向左的摩擦力，故A错误；选A、B、C整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知A加速度大小为gsin θ，故B错误；取C为研究对象，当斜劈B的倾角也为θ时，C只受重力和斜面的支持力，加速度才为ac=gsinθ，故C正确；斜面对A的作用力垂直斜面向上，则A对斜面的作用力垂直斜面向下，这个力可分解为水平和竖直的两个分力，故斜面具有向右相对运动的趋势，斜面受到地面的摩擦力水面向左，故D错误。故选C。 【点睛】

若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法。对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离

法相结合的方法。

8．A

解析：A 【解析】

篮球向下运动时，受重力和空气阻力作用，根据牛顿第二定律有：mgfma1，解得

a1gf；篮球反弹向上运动时，受重力和空气阻力作用，根据牛顿第二定律有：mf，联立得：a1a2，即下落的加速度小于上升的加速度，故mmg+f=ma2，解得a2gv-t图线正方向的斜率小于负方向的斜率，由于碰撞中存在能量损失，所以小球弹起时的速度越来越小，故A正确，BCD错误；故选A.

9．D

解析：D 【解析】 【详解】

剪断细线前，只有A对弹簧有作用力，所以剪断细线前弹簧的弹力F弹mAg15N， 将细线剪断的瞬间，根据牛顿第二定律可得

mAmBgF弹mAmBa，

解得a2.5m/s2， 隔离B，则有:

mBgFNmBa，

代入数据解得FNmBgmBa3.75N，D正确。

10．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A球向B球接近至AB间的距离小于L之后，A球的速度逐步减小，B球从静止开始加速运动，两球间的距离逐步减小。当A、B两球的速度相等时，两球间的距离最小。接触的条件为

v1v2

Ls2s10

其中v1、v2为当两球间距离最小时，A、B两球的速度，s1、s2为两球间距离从L变至最小的过程中，A、B两球通过的路程，由牛顿第二定律得

a1由匀加速运动公式得

FF，a2 m2mv1v0a1t，v2a2t

11s1v0ta1t2，s2a2t2

222mv0联立方程解得F，故ABC错误，D正确。

3L故选D。

11．D

解析：D 【解析】 【详解】

对于超重、失重和平衡状态的定义是：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，合力也向上；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，合力也向下．如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g． 综上可知上升和下降的过程中，都是只受到向下的重力的作用，加速度的大小为重力加速度g；都处于完全失重状态. A.描述与分析结果不相符；故A错误. B.描述与分析结果不相符；故B错误. C.描述与分析结果不相符；故C错误. D.描述与分析结果相符；故D正确.

12．A

解析：A 【解析】 【详解】

剪断细线前，A、B间无压力，对A受力分析，受重力和弹簧的弹力，根据平衡条件有：

FmAg21020N

剪断细线的瞬间，对整体分析，根据牛顿第二定律有：

mAmBgFmAmBa

代入数据得整体加速度为：a6m/s2 隔离对B分析，根据牛顿第二定律有：

mBgNmBa

代入数据解得：N12N，故A正确，BCD错误。 故选A．

13．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A.图1可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A正确； BC.图2可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，B正确，C错误；

D.此时小明受到的支持力大小为

N59kg10N/kg590N

则加速度大小为

aD正确。

本题选错误的，故选C。

Nmg0.7m/s2 m14．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A．水平拉动静止木块比水平拉着木块匀速运动所需的力大，说明最大静摩擦力比滑动摩擦力大，而物体的惯性不变，故A错误；

B．同一木块速度大时不易停下，是因为减速需要的位移大，而质量大的物体惯性才大，故B错误；

C．惯性的大小是用质量来衡量，而不是由滑动摩擦力来量度，故C错误； D．物体的惯性大小与物体是否受力和受力大小均无关，只与物体的质量有关，故D正确。 故选D。

15．A

解析：A 【解析】 【分析】

分两个阶段求解时间，水平阶段和斜面阶段，根据动能定理求出B点的速度，然后根据运动学规律求解AB段上的运动时间；在斜面阶段需要根据几何知识求解斜面的倾斜角，然后根据牛顿第二定律求解在斜面上的运动加速度，从而求解在斜面上的运动时间． 【详解】

设小车的质量为m，小车在AB段所匀减速直线运动，加速度

a1f0.2mg0.2g2m/s2，在AB段，根据动能定理可得mm1212104fxABmvBmv0，解得vB4m/s，故t1s3s；

222小车在BC段，根据机械能守恒可得

12mvBmghCD，解得hCD0.8m，过圆形支架的圆21xBC心O点作BC的垂线，根据几何知识可得R2，解得xBC4m，

xBChCDsinhCD1，故小车在BC上运动的加速度为a2gsin2m/s2，故小车在BC段xBC5vB4s2s，所以小车运动的总时间为tt1t25s，A正确． a22的运动时间为t2

【点睛】

本题的难点在于求解斜面上运动的加速度，本题再次一次提现了数物相结合的原则，在分析物理时涉及几何问题，一定要动手画画图像．

16．A

解析：A 【解析】 【详解】

对结点O： G= F1sinθ；F2=F1cosθ，解得

；

，选项A正确，B错误；

F1和F2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D错误；故选A.

17．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

电梯匀加速上升的过程中，小明蹲在电梯中的体重计上，有

F1mgma1

故图像得截距大于50，在电梯匀加速上升的过程中，小明突然站起时有

F2mgma2

由于a1a2，故F1F2，图线向上攀升，故A正确，BCD错误。

故选A。

18．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

AB．当F减小，小车的加速度为

amgsinF

m方向沿斜面向下。加速度随F的减小而增大。选项A错误，B正确；

CD．小车速度沿斜面向上，加速度方向沿斜面向下，所以小车速度逐渐减小，选项CD错误。 故选B。

19．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

对物体受力分析可知，0到3s内， 由于滑动摩擦力为

fmg0.220N4N

恰好等于外力F大小，所以物体仍能保持静止状态，3到6s内，物体产生的加速度为

a发生的位移为

Ff3m/s2 m12at13.5m 2x16到9s内，物体所受的合力为零，做匀速直线运动，由于6s时的速度为

vat33m/s9m/s

所以发生的位移为

x2vt996m27m

9到12s内，物体做匀加速直线运动，发生的位移为

11x3v0tat293332m40.5m

22所以总位移为

x=x1+x2+x3=13.52740.5m81m

故C正确，ABD错误。 故选C。

20．D

解析：D 【解析】

由题意可知，斜面的高度及倾斜角度不能再变的情况下，要想减小滑到底部的速度就应当增大瓦与斜面的摩擦力，由f=μFN可知，可以通过增大FN来增大摩擦力；而增大瓦的块数，增大了瓦的质量，虽然摩擦力大了，但同时重力的分力也增大，不能起到减小加速度的作用，故改变瓦的块数是没有作用的，故AB错误；而增大两杆之间的距离可以增大瓦受到的两支持力的夹角，而瓦对杆的压力随夹角的增大而增大，故增大两杆间的距离可以在不增大重力分力的情况下增大瓦对滑杆的压力，从而增大摩擦力，故C错误，D正确；故选D．

21．A

解析：A 【解析】 【详解】

当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，对A分析，有：mg=Ma1，a1绳的B端挂一质量为m的物体时，对整体分析,有：mg=(M+m)a2，则a2a1>a2，故A正确，BCD错误．

mg；当在Mmg．则

Mm22．C

解析：C 【解析】 【详解】

A. 跳板发生形变是因为运动员对跳板施加了力的作用，选项A错误； B.运动员对跳板有压力是由运动员的脚发生形变而产生的，故B错误；

C.运动员在最低点具有向上的加速度，所以是处于超重状态，支持力大于重力，故C正确；

D.跳板由最低点向上恢复的过程中，支持力对运动员做功，机械能不守恒，故D错误。

23．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

由vt图像可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度

vA12m/s

由

aAB2aBC

可得

vAvBv2B t0t0解得

vB4m/s

在上滑过程对AB段有

22vBvA2aABsAB

对BC段有

22vCvB2aBCsBC

sBC1.6m

由以上各式解得

sAB6.4m

故B正确，ACD错误。 故选B。

24．D

解析：D 【解析】 【详解】

A. 当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，

2v0mgm，

R则临界速度为

v0=gR，

当速度v⩾gR时，没有保险带，人也不会掉下来。故A错误；

B. 当人在最高点的速度v>gR，人对座位就产生压力。以人为研究对象，根据牛顿第二定律得：

v2mg+N=m，

R得：

v2N=m−mg，

R座位对人作用力与速度v有关，当v>2gR时，N>mg，则座位对人的压力将大于mg，故B错误；

C. 人在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式

v2a

R可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故C错误；

D. 人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故D正确。 故选：D。

25．A

解析：A 【解析】 【详解】

A．由于当时条件的不能测瞬时速度，伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于测量运动时间，并证明了自由落体运动是匀加速直线运动，故A正确； B．伽利略开创了以实验检验、猜想和假设的科学方法用在研究自由落体的规律，故B错误；

C．牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是实验定律，故C错误；

D．牛顿先提出，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质的观点，故D错误。 故选A。