2021新編習題 新教材魯科版高中物理必修第一冊第五章牛頓運動定律 課時練習題含答案解析

第五章牛頓運動定律

1牛頓笫一運動定律.....................................................-1-

2科學探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系....................................-7-

3牛頓第二運動定律...................................................-11-

4牛頓第三運動定律...................................................-22-

5超重與失重.........................................................-31-

1牛頓第一運動定律

一、選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分）

1.在力學理論的建立過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻。關(guān)于科學家和他

們的貢獻，下列說法正確的是（）

A.伽利略認為力是維持物體運動的原因

B.亞里士多德認為物體的運動不需要力來維持

C.牛頓最早指出力不是維持物體運動的原因

D.伽利略認為力是改變物體運動狀態(tài)的原因

【解析】選D。伽利略認為力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的

原因，D正確，A、C錯誤；在歷史上，亞里士多德認為力是維持物體運動的原因，

他的觀點是錯誤的，B錯誤。

2.以下說法中錯誤的是（）

A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律

B.不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性

C.在水平地面上滑動的木塊最終會停下來，是由于沒有外力維持木塊的運動

D.物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用

【解析】選C。牛頓第一定律描述的是一種理想的情況一一物體不受任何外力作用，

物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)不變。實際的情況是物體都要受到外力

的作用，只要物體所受的外力的合力為零，物體就保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)

不變，所以選項A正確；物體的運動并不需要力來維持，而是由物體本身所固有

的一種屬性一一慣性來維持的，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，所以選項B、D均

正確；選項C中木塊最終要停下來的原因是木塊在運動過程中，受到摩擦阻力的

作用，即木塊受到的外力的合力不為零所導致的，所以選項C錯誤。

3.下列現(xiàn)象中不能用慣性知識解釋的是（）

A.跳遠運動員的助跑速度越大，跳遠成績往往越好

B.用力將物體拋出去，物體最終要落回到地面上

C.子彈離開槍口后，仍能繼續(xù)高速向前飛行

D.古代打仗時，使用絆馬索能把敵方飛奔的馬絆倒

【解析】選B。跳遠運動員助跑后跳起，由于慣性仍保持向前的運動狀態(tài)，故速度

越大，向前沖出的距離越遠，成績越好，故A不符合題意；拋出去的物體最終落

回到地面上，是由于重力作用，與慣性無關(guān)，故B符合題意；子彈離開槍口后，

由于慣性，仍繼續(xù)向前高速飛行，故C不符合題意；敵方飛奔的馬，遇到絆馬索

后，馬腿被絆住，但馬的上身由于慣性仍保持向前運動，結(jié)果被絆倒在地，故D

不符合題意。

【補償訓練】

下面關(guān)于慣性的說法正確的是（）

A.慣性是只有物體在勻速運動或靜止時才表現(xiàn)出來的性質(zhì)

B.物體的慣性是指物體不受外力作用時仍保持原來直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性

質(zhì)，所以慣性就是慣性定律

C.物體不受外力作用時保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，有慣性；受外力作用

時，不能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，因而無慣性

D.慣性是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)和受力情況無關(guān)

【解析】選D。慣性是物體的固有屬性，其大小僅由物體的質(zhì)量決定，與其受力情

況及運動狀態(tài)無關(guān)。不管物體是否受外力作用，也不管物體的運動狀態(tài)是否改變,

其慣性是不能被改變的。慣性定律是物體不受外力作用時所遵守的規(guī)律，而慣性

是物體的固有屬性，兩者是不司的，故A、B、C錯誤，D正確。

4.（2021?廣州高一檢測）將一物體從1樓拿到10樓，其他條件不變，則物體慣

性（）

A.變大B.變小

C.不變D.無法判斷

【解析】選C。慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量是衡量慣性大小的唯一量度，質(zhì)量相

同，慣性相同，將一物體從1樓拿到10樓，其他條件不變，則物體慣性不變，故

A,B,D錯誤，C正確。

5.坐在小汽車前排的司機和乘客都應系上安全帶，這主要是為了減輕下列哪種情

況出現(xiàn)時可能對人造成的傷害（

A.車速太快B.車速太慢

C.突然啟動D.緊急剎車

【解析】選D。車速太快或太慢，人相對于車都處于靜止狀態(tài)，安全帶對人沒有作

用，故A、R錯誤：當小汽車突然啟動時，人由于座椅的作用而隨車加速，安全帶

對人沒有作用，故C錯誤；當小汽車緊急剎車時，人由于慣性，保持向前的速度,

而由于安全帶的作用，避免了向前撞擊或摔出去的可能性，減輕了剎車時可能對

人造成的傷害，故D正確。

6.駕駛汽車的過程中嚴禁發(fā)生下列違章行為，其中慣性發(fā)生改變的是（）

A.超載B.超速

C.闖紅燈D.不系安全帶

【解析】選A。質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),

汽車超載時，質(zhì)量發(fā)生變化，慣性發(fā)生變化，故A正確；慣性的大小只與物體的

質(zhì)量有關(guān)，汽車超速只增大速度，但不改變慣性，故B錯誤；汽車闖紅燈、不系

安全帶與慣性的大小無關(guān)，故C、D錯誤。

二、計算題（14分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要標明單位）

7.在雜技表演中有一個節(jié)目叫“季公開石”，如圖所示，讓一個人躺著，找一塊

大石板壓在身上，然后另一個人用大錘砸石板，把石板砸成幾塊。試根據(jù)所學知

識分析：這個節(jié)目所選的石板，在人能夠承受的范圍內(nèi)，是越大越好，還是越小

越好？為什么？

【解析】節(jié)目所選的石板越大越好，因為石板質(zhì)量越大，其慣性就越大，石板的

運動狀態(tài)就越難改變，所以人受到的沖擊力就越小。

答案：見解析

8.（9分）下列各同學的分析你認為正確的是（）

A.小明同學看到汽車速度越大越難停下，因而他認為速度越大物體慣性越大

B.小融同學看到抖音上有個視頻：一人從正在勻速高速行駛的高鐵車廂頭向上跳

起，結(jié)果落在了車廂尾，她認為該視頻應該是經(jīng)過處理的，由牛頓第一定律可知,

此人應該落于原地

C.小曼同學2020年7月激動地觀看了“天問一號”的發(fā)射，她認為火箭在發(fā)射

過程中，火箭所受到向上的推力和空氣所受到向下的推力是一對相互作用力

D.小楊是體育委員，他認為拔河比賽中，甲、乙兩隊受到繩的拉力大小相等、方

向相反，應為一對相互作用力

【解析】選B。質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，物體的質(zhì)量越大，物體的慣性越

大，與速度無關(guān)，故A錯誤；高鐵在長直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有

一人向上跳起，水平方向由于慣性保持與高鐵相同的速度，所以落到高鐵上原處,

故B正確；火箭在發(fā)射過程中，尾部向外噴氣，根據(jù)牛頓第三定律可知，噴出的

氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力，與空氣無

關(guān)，故C錯誤；拔河比賽中，甲、乙兩隊受到繩的拉力大小相等、方向相反，但

是甲、乙兩隊受到的拉力都是繩子施加的，不是一對相互作用力，故D錯誤。

9.（9分）關(guān)于牛頓第一定律，下列說法中正確的是（）

A.牛頓第一定律是在伽利略“理想實驗”的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的

B.不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義

C.牛頓第一定律表明，物體只有在不受外力作用時才具有慣性

D.牛頓第一定律表明，物體只有在靜止或做勻速直線運動時才具有慣性

【解析】選A。牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)邏輯推理

得出的，是以實驗為基礎(chǔ)，但又不是完全通過實驗得出的，故選項A正確；雖然

在地球上不受力作用的物休是不存在的，但牛頓第一定律給出了物體不受力作用

時的運動規(guī)律，為科學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，故選項B錯誤；牛頓第一定律表明物

體具有保持原來速度不變的性質(zhì)，即慣性，慣性的大小與物體的受力情況和運動

情況均無關(guān)，故選項C、D錯誤。

10.（9分）（多選）如圖所示，一重球系于細繩DC下端，重球下再系一根同樣的繩

BA,下列說法正確的是（）

D

9

A

A.在繩的A端緩慢增加拉力，結(jié)果CD繩先斷

B.在繩的A端緩慢增加拉力，結(jié)果AB繩先斷

C.在繩的A端突然用很大的力猛一拉，結(jié)果AB繩先斷

D.在繩的A端突然用很大的力猛一拉，結(jié)果CD繩先斷

【解析】選A、Co重球受力如圖所示，在繩的A端緩慢增加拉力，可以認為

重球始終處于平衡狀態(tài)，即FT2=Fn+mg,隨著及增大，%也增大，且九總是后2

大于FT”所以CD繩先被拉斷，A正確，B錯誤；若在A端猛拉，由于重球質(zhì)

量很大，力很大，但作用時間極短，由于慣性，重球仍要保持靜止狀態(tài)，在極

短時間內(nèi)，這種靜止狀態(tài)沒來得及改變，以致CD繩所受的拉力幾乎未增加，尸n

AB繩所受的拉力已達到極限程度，故AB繩先斷，C正確，D錯誤。

mg

11.（13分）如圖所示，一木塊和小車一起做勻速直線運動，當小車碰到一障

礙物的瞬間，則：（設小車不反彈）

（1）如果小車上表面粗糙，木塊將如何運動？

（2）如果小車上表面光滑，木塊將如何運動？

【解析】當小車碰到障礙物時，小車將停下。

（1）如果小車上表面粗糙，則木塊上部由于慣性將繼續(xù)向右運動；木塊下部受到一

個向左的摩擦力，運動狀態(tài)發(fā)生改變，很快停止，故此時木塊將向右傾倒。

（2）如果小車上表面光滑，則木塊下部不受摩擦力，此時整個木塊都將由于慣性而

保持向右的勻速直線運動狀態(tài)，

答案：（1）向右傾倒（2）向右勻速直線運動

12.找兩個相同的瓶子，瓶中盛滿水，用細繩分別系一鐵球、一泡沫塑料球置于

水中，使鐵球懸掛、塑料球懸浮，如圖甲所示。當瓶子突然向右運動時（有向右的

加速度），觀察兩個球的運動狀態(tài)?？吹降默F(xiàn)象也許會讓你驚訝，鐵球的情況正如

你所預想的一樣，相對瓶子向左運動，但塑料球卻相對瓶子向右運動，如圖乙所

示。為什么會這樣呢？

【解析】瓶子突然向右運動時，由于慣性，鐵球和塑料球相對瓶子都有向左運動

的趨勢。但由于與同體積的“水球”相比，鐵球的質(zhì)量大，慣性大，鐵球的運動

狀態(tài)難以改變，即速度變化慢，所以瓶子突然向右運動時，鐵球相對于瓶子向左

運動。同理，由于與同體積的“水球”相比，塑料球的質(zhì)量小，慣性小，塑料球

向右運動。

答案：見解析

2科學探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

I.(10分)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,

(1)下列儀器需要用到的是_______;

(2)下列說法正確的是_______；

A.先釋放紙帶再接通電源

B.拉小車的細線應盡可能與長木板平行

C.紙帶與小車相連端的點跡較疏

D.輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑說明摩擦力已被平衡

(3)如圖所示是實驗時打出的一條紙帶，A、B、C、D……為每隔4個點取的計數(shù)點,

據(jù)此紙帶可知小車在D點的速度大小為m/s(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)

字)。

~A'RCDE

叫叫川響|川1川1|川||||而|||||||||||||||川|||||||川1川||L

Ocml2345678910

【解析】(1)本實驗通過打點紙帶分布求物體的加速度，需要打點計時器，通過控

制變量法從而研究加速度、質(zhì)量、合外力之間的關(guān)系，需要天平測重物和小車的

質(zhì)量，所以選擇儀器A、Do(2)實驗時應先接通電源，后釋放小車，A錯誤；為了

保證繩子拉力就是小車受到的合力，細線要與木板平行，B正確；小車做勻加速直

線運動，剛釋放時的速度小，與小車相連端紙帶上打下的點較為密集，選項C錯

誤；本實驗需要平衡摩擦力，小車在適當傾斜的長木板上勻速下滑，則重力沿斜

面的分力與摩擦力平衡，D正確。(3)由題可知，相鄰計數(shù)點間的時間間隔t=0.1

s,根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，中間時刻的速度等于整個過程的平均速度，則卬=

—心0.21m/so

答案：(DA、D⑵B、D(3)0.21

2.(12分)利用力傳感器研究加速度與合外力的關(guān)系，實驗裝置如圖甲。

小車紙帶墳由源

定滑輪制動裝置

力傳感器打點計時器

甲

(1)下列關(guān)于該實驗的說法錯誤的是O

A.做實驗之前必須平衡摩擦力

B.小車的質(zhì)量必須比所掛鉤碼的質(zhì)量大得多

C.應調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平行

D.實驗開始的時候，小車最好距離打點計時器遠一點

(2)從實驗中挑選一條點跡清晰的紙帶，每5個點取一個計數(shù)點，用刻度尺測量計

數(shù)點間的距離，如圖乙所示。己知打點計時器所用電源的頻率為50Hzo

I-S].40.90蟲][0—*1

KABCD

6cm12345

乙

從圖乙中所給的刻度尺上讀出A、B兩點間的距離&=cm；該小車

2

的加速度a=m/so(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

⑶實驗中紙帶的(選填“左”或“右”)端與小車相連接。

【解析】(1)做實驗之前必須平衡摩擦力，消除摩擦力對實驗的影響，故A正確：

利用力傳感器研究加速度與合外力的關(guān)系，不需要滿足小車的質(zhì)量比所掛鉤碼的

質(zhì)量大得多這一條件，B錯誤；在實驗之前，應調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平

行，才能使加速度的方向與細線的拉力的方向相同，C正確；實驗開始的時候，小

車要離打點計時器近一些，使紙帶的使用率更高，D錯誤。

(2)A點的讀數(shù)為1.00cm,B點的讀數(shù)為1.70cm,所以A、B兩點間的距離s1=

_(0.90-0.70)xlQ2

1.70cm—1.00cm=0.70cm；小車的加速度m/s2

0.12-

=0.20m/s-o

(3)小車做加速運動，相等時間內(nèi)的位移越來越大，所以小車與紙帶的左端相連。

答案：(1)B、D(2)0.700.20(3)左

3.（14分）某同學采用如圖裝置來驗證當外力一定時加速度和質(zhì)量的關(guān)系,左右等

高的水平桌面上都有一端帶滑輪的長木板，木板上都固定有打點計時器,質(zhì)量分

別為m和叱的兩個小滑塊通過一條細繩繞過各自長木板上的定滑輪相連,動滑輪

下吊有沙桶，調(diào)整裝置使孫和叫在同一直線上，并使細線與長木板平行，兩個小

滑塊都與穿過打點計時器限位孔的紙帶相連。

打點計時點打點計時需

兩目，紙帶

甲A

⑴本次實驗中需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量這個條件嗎？

（選填“需要”或“不需要”）。

（2）去掉細繩，分別墊高長木板一端平衡摩擦力。連接細線，調(diào)整沙桶中沙子的質(zhì)

量，接通兩個打點計時器的電源，然后由靜止釋放沙桶，同時得到對應的丙、丁

兩條紙帶，紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，實驗時使用的交流電的

頻率為50Hz,其中丁圖中第三個計數(shù)點未畫出。

cm1245

5]一？？Tf

1,1r，

L192.5113.785.121.423.63“

丙T

通過紙帶計算兩個滑塊的加速度a.=m/s\a2=皿人2（均保留三位

有效數(shù)字）

（3）由計算可知in.（選填“V”或“=”）叱

【解析】（1）沙桶對細繩的拉力提供左右兩邊相等的拉力，這個拉力不需要知道具

體數(shù)值，所以不需要滿足沙子和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量。

（2）紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，所以打相鄰計數(shù)點的周期T=0.1

(X3+X4)—(Xj+x)

s,對于丙紙帶根據(jù)逐差法求得a甲2

4T2

(3.78+5.12)-(1.19+2.51)

X10-2m/s2=l.30m/s2,對應丁紙帶有x—Xi

4X0.I24

=3aT2Wa^0.737m/s%

⑶根據(jù)牛頓第二定律可知拉力相等ma=m2a2,質(zhì)量小的加速度大，可知叱。。

答案：(1)不需要(2)1.300.737(3)<

4.(14分)某同學用如圖1所示的實驗裝置做“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗，

方法如下：在水平軌道的B點固定一個光電門，A點有一個小車，小車上有一個寬

度為d的遮光條，用重物通過細線拉小車，小車在A點由靜止開始運動。

(1)若A、B之間的距離為L,遮光條通過光電門的時間為t,則小車的加速度@=

⑵本實驗中，他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出了圖2所示的圖像，圖線不過原點的原因是

他在實驗中漏掉了一個重要的步驟是o

(3)完善實驗步驟后，甲、乙兩個同學用同一裝置做實驗，為方便對比，兩個同學

畫圖時橫、縱坐標的標度都是一樣的，各自得到了a-F圖像如圖3所示，圖像的

斜率不同說明兩位同學使用的器材中是不同的，且大小關(guān)系是o

【解析】(1)小車到達B點的瞬時速度VB=：

再由運動學公式，則有d=2aL

i2

解得：a=9f2。

(2)根據(jù)圖像可知，圖線不過原點，說明開始施加的力沒有產(chǎn)生加速度，用來平衡

摩擦力了，所以實驗中漏掉的步驟是平衡摩擦力。

（3）根據(jù)a=%知，圖線的斜率為小車和車上祛碼的質(zhì)量的倒數(shù),斜率不同,知小

車的總質(zhì)量不同，由題圖可知，m甲,m乙。

答案：（1）萬不（2）平衡摩擦力（3）小車的總質(zhì)量m甲,m乙

3牛頓第二運動定律

一、選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分）

1.如圖所示，質(zhì)量m=10kg的物體，在水平地面上向左運動，物體與水平地面間

的動摩擦因數(shù)u=0.2,與此同時，物體受到一個水平向右的推力F=20N的作用,

則物體的加速度為（取g=10ir./s2）（）

F」—

"777777777777777777/7777777777~

A.0B.4m/s2,水平向右

C.2m/s2,水平向右D.2m/s2,水平向左

【解析】選B。物體受到的滑動摩擦力大小F\=umg=20N,方向水平向右，物體

受到的合外力F合=F+Ff=40N,方向水平向右，根據(jù)牛頓第二定律F合=ma,得

a=4m/s2,方向水平向右。

2.（2021?閔行區(qū)高一檢測）太空艙里測物體質(zhì)量的原理如下：先對標準物體施加

一水平推力F,測得其加速度為20m/s2,然后將標準物體與待測物體緊靠在一起,

施加同一水平推力F,測得共同加速度為8m/s）已知標準物體質(zhì)量n）i=2.0kg,

則待測物體質(zhì)量叱為（）

F

加團2

A.3.0kgB.5.0kg

C.7.0kgD.8.0kg

【解析】選A。對標準物體進行受力分析，

根據(jù)牛頓第二定律可得：F=m1a1=2X20N=40N

對整體，由牛頓第二定律得

F=（mi+m2）a2

解得m2=3.0kg,故A正確，B、C、D錯誤。

3.下列單位中哪一組屬于國際單位制中的基本單位（）

A.米、牛頓、千克B.米、千克、秒

C.千克、焦耳、秒D.米/秒、千克、牛頓

【解析】選B。力學國際基本單位有3個：米、千克、秒，其他的都是導出單位。

所以A、C、D錯誤，B正確。

4.兩固定長桿上分別套有質(zhì)量均為m的A、B兩圓環(huán)，兩環(huán)上分別用輕質(zhì)細線懸吊

著質(zhì)量均為m的兩物體C、D,如圖所示，當環(huán)沿長桿向下滑動時，物體與環(huán)保持

相對靜止，圖甲中細線始終與桿垂直，圖乙中細線始終在豎直方向上，則（）

A.A環(huán)和物體C做的是勻速運動

B.B環(huán)和物體D做的是勻加速運動

C.A環(huán)與物體C的加速度是gsin0

D.B環(huán)所受摩擦力大小為mgsin。

【解析】選C0假設A環(huán)與桿間的摩擦力為f,對A環(huán)受力分析，受重力、拉力、

支持力，假設有向后的摩擦力3如圖，根據(jù)牛頓第二定律，有運動方向：m.gsin

8_f=nua①

對C,同樣有m（gsin0=nk：a@

其中mA=mc=m,由①②兩式，解得:f=0,a=gsin0

即得到A環(huán)不受摩擦力作用，A、C一起做勻加速運動，加速度是gsin0,故A

錯誤，C正確。對D物體受力分析，受重力和拉力，由于做直線運動，合力與速度

在一條直線上，故合力為零，物體做勻速運動；再對B環(huán)受力分析，如圖，受重

力、拉力、支持力，由于做勻速運動，合力為零，故必有沿桿向上的摩擦力，摩

擦力大小為2mgsin。。故B、D錯誤，故選C。

【補償訓練】

如圖所示，小球自a點由靜止自由下落，到b點時與彈簧接觸，到c點時彈簧被

壓縮到最短。若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由a-b-c的運動過程中（）

A.b點到c點先加速后減速

B.b點的速度最大T

C.b點的加速度小于重力加速度g1

D.c點的加速度方向豎直向下j

【解析】選A。從b點到c點，小球受到重力和向上的彈力，彈力逐漸增大，開始

時彈力小于重力，合力向下，加速度向下，小球做加速運動。后來，彈力大于重

力，合力向上，加速度向上，小球做減速運動，所以b點到c點小球先加速后減

速，故A正確；b、c間某位置彈力等于重力，小球的合力為零時速度最大，故B

錯誤；在b點彈簧的彈力為零，合力為重力，小球的加速度等于重力加速度g,故

C錯誤；b、c間某位置彈力等于重力，小球由于慣性，繼續(xù)向下運動，彈力增大,

則在C點彈力大于重力，合力方向豎直向上，因此，C點的加速度方向豎直向上，

故D錯誤。

5.兩個質(zhì)量均為m的小球，用輕彈簧連接，小球A由輕繩懸掛在天花板上0點，

兩球處于平衡狀態(tài)，如圖所示，現(xiàn)突然剪斷輕繩OA,讓小球二落，華生

在剪斷輕繩的瞬間，小球A、B的加速度分別用a和a2表示,則（）

（\A

A.aI=g,a2=gB.ai=0,a2=2g0

4

C.a】=g,a2=0D.a1=2g,a2=0

【解析】選及剪斷繩子前，彈簧的彈力為：F=mg,剪斷繩子的瞬間，彈簧的彈

力不變，隔離對B分析，B的合力仍為零，B的加速度為：a2=0,對A分析，加速

F+mg=干=2g。故A、B、C錯誤，D正確。

度為：a1=-----

m

【加固訓練】

（多選）如圖所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之o

間用完全相同的輕彈簧S1和s相連，通過系在a上的細線懸掛才

于固定點Oo整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將細線剪斷，將物塊a春

的加速度記為a，Si和S2相對于原長的伸長量分別記為和

△4,重力加速度為g0在剪斷細線的瞬間（）昌

A.a】=3gB.ai=0

C.△7l=2A；2D.AZ=A72

【解析】選A、Co剪斷細線前，對整體由平衡條件可知，細線承受的拉力F=3mg,

剪斷細線瞬間，物塊a所受重力和彈簧拉力不變，由平衡條件可知重力與彈簧拉

力合力大小為3mg,由牛頓第二定律可知，a=3g,A項正確，B項錯誤；在剪斷

細線前,兩彈簧Si、S2彈力大小分別為FT尸2mg、FT2=mg,剪斷細線瞬間,兩彈簧

彈力不變，由胡克定律F=kx可知，AL=2A，2,C項正確，D項錯誤。

6.如圖所示，在重大節(jié)日或活動現(xiàn)場會燃放大型的禮花煙火。假設禮花彈從炮筒

中豎直向上射出時的初速度是60m/s,上升過程中所受的阻力大小始終與自身重

力相等，重力加速度g取10m/s二則禮花彈從射出到最高點所用的時間和離地面

的距離分別為（）

A.6s90mB.3s180m

C.3s90mD.6s180m

【解題指南】解答本題應把握以下三點:

(1)明確禮花彈上升和下降過程的受力情況，分析運動情況。

⑵運用牛頓第二定律求解上升和下降過程的加速度0

⑶利用運動學公式求解問題。

【解析】選C。禮花彈受到豎直向下的重力和阻力，由牛頓第二定律有：mg+f=

ma,又因為f=mg,解得：a=20m/s2,根據(jù)v；=2aH,解得：H=90m,利用運

動學知識有H=^t,代入數(shù)據(jù)得：t=3s,故A、B、D錯誤，C正確。

乙

二、計算題(14分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要標明單位)

7.低空跳傘是一種極限運動，一般在高樓、懸崖、高塔等固定物

上起跳。一名質(zhì)量為M=70kg的跳傘運動員背有質(zhì)量為m=10kg

的傘包從某高層建筑頂層跳下(初速度不計)，且一直沿豎直方向

下落，假設前2.0s運動員近似看作勻加速直線運動，且2.0s

末的速度為18m/s,隨后拉開繩索開啟降落傘。當降落傘全部打開時，傘和運動

2

員所受的空氣阻力大小跟下落速度的平方成正比，B|Jf=kvo已知比例系數(shù)k=20

222

N?s/m,JRg=10m/s0請計算：

(1)起跳后2s內(nèi)運動員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所受平均阻力的大??；

⑵當降落傘全部打開后，運動員(包括其隨身攜帶的全部裝備)下落速度為10m/S

時的加速度。

【解析】(1)起跳后2s內(nèi)有v=at,解得運動員加速度a=9m/s?,

根據(jù)牛頓第二定律有(M+m)g—FPu=(M+m)a,

解得F阻=(M+m)(g—a)=80N；

(2)根據(jù)牛頓第二定律有(M+m)g—k/=(M+m)a，,解得a'=-15m/s2,即加速

度大小為15m/s2,方向豎直向上。

答案：(1)80N(2)15m/s2方向豎直向上

8.(9分)能夠從物理的視角看世界是學習物理的重要目標。下面四張圖片展現(xiàn)了

生活中常見的情景，其中甲圖是自行車無動力沿著斜坡沖下，乙圖是自行車靠慣

性沖上斜坡，丙圖是托球動作中乒乓球與球拍一起相對靜止向左運動的過程(虛線

表示水平方向)，丁圖是在斜面上用豎直擋板卡住靜止的與丙圖相同的乒乓球，各

圖中的0角均相等，忽略空氣阻力和一切摩擦，對四個情景的物理規(guī)律分析正確

的是（）

___人￡-一

甲乙丙丁

A.甲圖和乙圖中自行車的加速度不相同

B.甲圖的自行車和丙圖中的乒乓球加速度可能相等

C.丙圖中球拍和乒乓球可能一起做勻速直線運動

D.丙圖的球拍和丁圖的斜面產(chǎn)生的彈力一定相等

【解析】選D。甲圖中自行車無動力沿著斜坡沖下，乙圖中自行車靠慣性沖上斜坡,

兩個圖中自行車受力情況相同：重力、垂直于斜坡向上的支持力，根據(jù)mgsin0

=ma得a=gsin0,知加速度一定相同，故A錯誤：甲圖的自行車加速度沿斜

坡向下，丙圖中的乒乓球加速度沿水平方向，則兩者加速度不可能相同，故B錯

誤；丙圖中球拍和乒乓球受到豎直向下的重力和垂直于球拍斜向上的支持力，二

力不在同一直線上，二力的合力水平向左，不可能做勻速直線運動，故C錯誤；

丙圖中，對乒乓球，由豎直方向受力平衡有&丙cos0=mgc丁圖中，乒乓球受

到重力、斜面的彈力和擋板水平向右的彈力，豎直方向有

Krcos。=mg可知FW=FN丁，即丙圖的球拍和丁圖的斜面產(chǎn)生的彈力一定相等，

故D正確。

9.（9分）（2021?濰坊高一檢測）冰壺是奧運會一種投擲性競賽項目，很有觀賞性。

運動員以一定初速度投出冰壺使其在冰面上自由滑行，圖像如圖乙所示，則下

列說法正確的是（）

A.冰壺做加速度逐漸增大的減速運動

B.冰壺在to秒內(nèi)運動的位移Veto

C.水平面的動摩擦因數(shù)逐漸減小

D.冰壺在運動中點的瞬時速度小于中間時刻的瞬時速度

【解析】選C.根據(jù)圖線的斜率表示加速度，該圖線的斜率逐漸減小，可知冰

壺做加速度減小的減速運動，放A錯誤；通過速度圖線與時間軸圍成的面積表示

位移，若將該圖線與勻減速直線運動的圖線比較可知，冰壺在秒內(nèi)運動的位移s

<|vote故B錯誤；冰壺運動水平運動的加速度是由摩擦力提供的，由牛頓第二

定律：則：a=ug,冰壺的加速度逐漸減小，則水平面的動摩擦因數(shù)

逐漸減小，故C正確；冰壺在運動的中點處，兩側(cè)的位移大G相等，在圖線

上找到并標出冰壺在運動中點的瞬時速度和中間時刻的瞬時速度如圖，可知冰壺

在運動中點的瞬時速度5大于中間時刻的瞬時速度V2,故D錯誤。

10.（9分）如圖所示，細線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為0的

光滑斜面體頂端，細線與斜面平行，在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線

運動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細線的拉力0和斜面的支持力

R分別為（重力加速度為g）（）

A.FT=m(gsin0+acos0),F、=m(gcos0—asin0)

B.FT=m(gcos0+asin9),pN=m(gsin0-acos0)

C.Fi=m(asin0-gcos0),FN=m(gsin0+acos0)

D.Fi=m(acos0—gsin0),FN=m(gcos8+asin0)

【解析】選A。當加速度a較小時，小球與斜面一起運動，此時小球受重力、細線

拉力和斜面的支持力，細線平行于斜面；小球的受力如圖。水平方向上由牛頓第

二定律得：FTcos0—FNsin0=ma

豎直方向上由平衡條件得：FTsin0+FNcos0=mg

聯(lián)立得：R=m(gcos0—asin0)

Fr=m(gsin。+acos。)，故A正確，B、C,D錯誤。

【加固訓練】

如圖所示，一細線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A上的頂端0處，細

線另一端拴一質(zhì)量為m=0.2kg的小球靜止在A上。若滑塊從靜止向左勻加速運

動時加速度為a(取g=10m/s')()

A.當a=5m/s2時，細線上的拉力為N

B.當a=10m/s?時，小球受的支持力為*N

C.當a=10m/s?時，細線上的拉力為2N

D.當a=15m/s2時，若A與小球能相對靜止地勻加速運動，則地面對A的支持力

一定小于兩個物體的重力之和

【解析】選A。設加速度為如時小球?qū)瑝K的壓力恰好等于零，對小球受力分析,

受重力、拉力，根據(jù)牛頓第二定律，水平方向：F合=Fcos45°=ma<)

豎直方向：Fsin45°=mg

解得：ao=go

當a=5m/s?時，小球未離開滑塊，

水平方向：Fcos45°—FNcos45°=ma

豎直方向：Fsin45°+FNsin45°=mg

解得：F=￥N,故A正確；

當加速度a=10m/s2時，小球只受繩子拉力和重力，繩子上拉力F=/mg=2^/2

N,故B、C錯誤；

當力口速度a=15m/s2時，小球離開斜面，由于小球和斜面體相對靜止，對于整體,

在豎直方向合力等于0,支持力等于兩個物休的重力大小，故D錯誤。

11.(13分)如圖所示，在傾角。=37°的足夠長的固定的斜面底端有一質(zhì)量m=

1.0kg的物體。物體與斜面間動摩擦因數(shù)u=0.25,現(xiàn)用輕細繩將物體由靜止沿

斜面向上拉動。拉力F=10N,方向平行斜面向上。經(jīng)時間t=4s繩子突然斷了，

求：

(1)繩斷時物體的速度大小。

⑵從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間。(sin37。=0.60,

cos37M=0.80,g取10m/s2)

【解析】(1)物體向上運動過程中，受力分析如圖甲所示：

G

甲

設加速度為由，則有:

F-mgsin0—Ff=mai

R=mgcos0

E=uFN

得：F—mgsin0—Pmgcos0=ma】

代入解得：a<=2.0m/s2

所以，t=4.0s時物體速度v】=ait=8.0m/s

2

(2)繩斷后，物體距斜面底端a,t=16mo

繩斷后，受力分析如圖乙所示:

Fx

4.

G

乙

設加速度為a2,由牛頓第二定律得：

mgsin9+umgcos。=ma:

得：a2=g(sin0+ucos0)=8.Om/s?

物體做減速運動時間：t=~=1.0s

232

減速運動位移：X2=-^=4.0m

此后物體沿斜面勻加速下滑，受力分析如圖丙所示:

設加速度為a3,則有:

mgsin9—umgcos0=ma；

得：a3=g(sin0—Hcos0)=4.Om/s?

設下滑時間為t3,則：xl+x2=1a3t3

J

解得：s^3.2s

得：t^=t2-l-ta=4.2s

答案:(1)8.0m/s(2)4.2s

12.小鴻愛好摩托車漂移，某次從靜止開始沿水平面先勻加速騎行，達到最大速

度后以最大速度勻速行駛，最后做勻減速運動至速度為0,已知人與摩托車總質(zhì)量

m=200kg,當運動的位移為總位移的1時開始勻速，此時開始計時，接下來牽引

力隨時間變化的圖像如圖乙所示，取g=iom/s2,求:

甲

F/N

1000

2CO—：----------：

//s

口2.57.5

乙

⑴求摩托車與斜面的動摩擦因數(shù)和勻速運動時的速度;

⑵求勻加速運動過程中的牽引力。

【解析】(1)由圖乙可知，摩托車勻速運動時牽引力為1000N,其受力如圖所示

FN

G

由平衡條件可得：F=umg

解得：口=0.5

在勻減速運動過程中，物體受力如圖所示

fFN

G

根據(jù)牛頓第二定律得：f—F=ma

解得：a=4m/s2

根據(jù)vn=v0+at得：

勻速運動的速度：\%=20m/s

(2)在最后7.5s內(nèi)的位移為：

2

V

Xi=vX2.5s++=100m

a2a

由題知：路程總長為200m

即勻加速運動的位移為100m

設加速時加速度為a.

加速位移為：x°=}

zai

解得：a】=2m/s2

依牛頓第二定律：F-f=ma

得：F=1400N

答案：（1）0.520m/s（2）1400N

4牛頓第三運動定律

一、選擇題（本題共6小題，每題6分，共36分）

1.對于牛頓第三定律的理解，下列說法中正確的是（）

A.當作用力產(chǎn)生后，再產(chǎn)生反作用力；當作用力消失后，反任用力才慢慢消失

氏彈力和摩擦力都有反作用力，而重力無反作用力

C.甲物體對乙物體的作用力是彈力，乙物體對甲物體的反作用力可以是摩擦力

D.作用力和反作用力，這兩個力在任何情況下都不會平衡

【解析】選D。根據(jù)牛頓第三定律知，兩個物體之間的相互作用力，大小相等，方

向相反，性質(zhì)相同，同時產(chǎn)生，同時消失，故可判定A、B、C錯誤；作用力和反

作用力分別作用在兩個物體上，作用力和反作用力不是平衡力，在任何情況下都

不會平衡，故D正確。

2.關(guān)于作用力和反作用力，下列說法正確的是（）

A.作用力和反作用力一定發(fā)生在兩個相互接觸的物體之間

B.作用力和反作用力等大反向，二者合力為零

C.作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消失

D.作用力和反作用力作用在不同的物體上，產(chǎn)生的作用效果一定相同

【解析】選C。兩個不接觸的物體之間也可以產(chǎn)生力的作用，如重力等，故A錯誤;

作用力和反作用力作用在兩個物體上，不能求合力，故B錯誤；根據(jù)作用力與反

作用力的特點可知，作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消失，故c正確；作用力

和反作用力作用在兩個物體上，一般產(chǎn)生不同的效果，故D錯誤。

3.2020年7月23日，中國首顆火星探測器“天問一號”搭載著長

征五號重型運載火箭在海南文昌發(fā)射場順利發(fā)射升空，火箭點火升"J

空，燃料連續(xù)燃燒的燃氣以很大的速度從火箭噴口噴出，火箭獲得r

推力而升空，則（）：

A.火箭獲得的推力來自空氣

B.火箭對噴出燃氣的作用力與噴出燃氣對火箭的作用力是一對作用力與反作用力

C.噴出的燃氣對火箭的作用力與火箭的重力是一對作用力與反作用力

D.火箭飛離大氣層后，不受重力作用

【解析】選B。燃氣被噴出瞬向，燃氣對火箭的反作用力：施力物體是噴出的燃氣,

受力物體是火箭，使火箭獲得的推力，故A錯誤；火箭對噴出燃氣的作用力與噴

出燃氣對火箭的作用力是兩個物體之間的相互作用，是一對作用力與反作用力，

故B正確；火箭噴出的燃氣對火箭的作用力與火箭的重力都作用在火箭上，不是

一對作用力與反作用力，故C錯誤；火箭飛離大氣層后，仍然受重力作用，故D

錯誤。

【補償訓練】

“扳手腕”是中學生課余非常喜愛的一項游戲。如圖，甲、

乙兩同學正在進行“扳手腕”游戲，下列關(guān)于他們的手之間

的力，說法正確的是（）

A.甲扳贏了乙，是因為甲手對乙手的作用力大于乙手對甲

手的作用力

B.只有當甲、乙僵持不分勝負時，甲手對乙手的作用力才等于乙手對甲手的作用

力

C,甲、乙比賽對抗時，無法比較甲手對乙手的作用力和乙手對甲手的作用力的大

小關(guān)系

D.無論誰勝誰負，甲手對乙手的作用力大小等于乙手對甲手的作用力大小

【解析】選Do甲手對乙手的作用力和乙手對甲手的作用力是一對作用力與反作用

力，大小相等，方向相反，所以無論誰勝誰負，甲手對乙手的作用力大小等于乙

手對甲手的作用力大小，故D正確，A、B、C錯誤。

4.氣球冒險家利用一簇氣球使一座房屋成功升空。圖示時刻房屋正在加速上升,

此時（）

A.繩對房屋的拉力與房屋對繩的拉力大小相等

B.房屋對繩的拉力與房屋所受的重力大小相等

C.房屋受到的繩的拉力與房屋所受的重力是一對平衡力

D.房屋對繩的拉力與房屋所受的重力是一對作用力和反作用力

【解析】選A。繩對房屋的拉力與房屋對繩的拉力是一對作用力和反作用力，則大

小相等，A正確；房屋對繩的拉力與繩對房屋的拉力大小相等，因加速上升，則繩

對房屋的拉力大于房屋所受的重力，則房屋對繩的拉力大于房屋所受的重力，B錯

誤；因加速上升，則房屋受到的繩的拉力與房屋所受的重力不是一對平衡力，C錯

誤；房屋對繩的拉力與房屋所受的重力不是一對作用力和反作用力，D錯誤。

5.（2021?長春高一檢測）2020年9月15日，長征H^一號運載火箭在黃海海域

采取“一箭九星”方式，將“吉林一號”高分03號衛(wèi)星成功送入預定軌道，這是

我國第一次海上商業(yè)化應用發(fā)射。關(guān)于衛(wèi)星與火箭升空的情形，下面描述正確的

是（）

A.火箭尾部向下噴氣，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生一個反作用力，使火箭獲得了

向上的推力

B.火箭噴出的氣體對火箭的推力與火箭對氣體的推力大小相等、方向相反，火箭

處于二力平衡狀態(tài)

C.火箭飛出大氣層后，由于沒有空氣，火箭雖然向后噴氣，卻無法獲得前進的動

力

D.火箭在加速上升的過程中，火箭噴出的氣體對火箭的推力大于火箭對氣體的推

力

【解析】選A。火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相

互作用的物體。火箭向下噴氣時，噴出的氣體對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為

火箭上升的推動力。此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的，因而

與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)，故A正確，C錯誤；火箭噴出的氣體對火

箭的推力與火箭對氣體的推力是一對作用力與反作用力，受力物體分別為火箭和

氣體，不是平衡力，故B錯誤；氣體對火箭的推力和火箭對氣體的推力是一對作

用力與反作用力，總是大小相等，故D錯誤。

6.如圖所示，我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項目叫作“押加”，實際上相當于兩個

人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，&,

則下列說法中正確的是（）

A,甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力，所以甲獲勝

B.當甲把乙勻速拉過去時，甲對乙的拉力大小大于乙「-e-

對甲的拉力大小

C.當甲把乙加速拉過去時，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力

D.甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，只是地面對甲的摩擦力大于地

面對乙的摩擦力，所以甲獲勝

【解析】選D。不論物體處于何種狀態(tài)，物體間的作用力與反作用力總是大小相等、

方向相反，由于它們作用在不同的物體上，所以其效果可以不同。甲獲勝的原因

是甲受到的地面摩擦力大于乙對甲的拉力；乙后退的原因是甲對乙的拉力大于乙

受到的地面摩擦力；根據(jù)牛頓第三定律，甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉

力大小，D正確。

二、計算題（14分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要標明單位）

7.神奇的懸浮術(shù)（懸浮的玫瑰）在魔術(shù)表演時，經(jīng)常引來觀眾的一陣陣驚嘆，某魔

術(shù)師另辟蹊徑召喚低處的小球讓它漂浮起來，魔術(shù)師將一強磁鐵藏在自己的袖子

里，然后對著一懸掛的金屬小球B“指手畫腳”，結(jié)果小球在他“神奇的功力”下

飄動起來。假設當隱藏的強磁鐵位于小球的左上方某一位置A時，小球也保持靜

止，此時AB、0B與豎直方向的夾角均為37°,如圖所示。已知小球的質(zhì)量m=0.8

kg,該魔術(shù)師（含磁鐵）的質(zhì)量為M=60kg,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g

取10m/s2o

（1）求此時懸掛小球的細線的拉力大小;

（2）求此時該魔術(shù)師對地面的壓力大小。

【解析】（1）對小球受力分析：受重力、細線的拉力和磁鐵的引力。

設細線的拉力和磁鐵的引力分別為E和F?。

根據(jù)平衡條件得：

水平方向：F.sin37°=F2sin37°

豎直方向：Ficos37°+F2cos37°=mg

解得：FI=F2=5N；

⑵以魔術(shù)師為研究對象，分析受力情況：受重力Mg、地面的支持力N、靜摩擦力

f和小球的引力F2‘，

Z

根據(jù)牛頓第三定律得：F2=F2=5NO

根據(jù)平衡條件得:N=F2‘COS37°+Mg=5X0.8N+600N=604N,

根據(jù)牛頓第三定律可得壓力大小為604No

答案：（1）5N（2）604N

8.（9分）甲、乙兩人質(zhì)量相等，分別站在質(zhì)量也相同的兩條小船上。如圖，開始

時兩船均靜止。甲的力氣遠比乙的力氣大。讓甲、乙二人各自握緊繩子的一端，

并用力拉對方。兩人均相對船靜止，則下列判斷中正確的是（）

甲船乙船

A.甲船先到達中點B.乙船先到達中點

C.兩船同時到達中點D.無法判斷

【解題指南】解答本題應把握以下三點：

（1）由牛頓第三定律判斷甲、乙二人受力大小關(guān)系。

⑵由牛頓第二定律分析甲、乙二人的加速度關(guān)系。

⑶由運動學公式分析到達中點的時間。

【解析】選C。甲對繩的作用力與繩對甲的作用力是作用力與反作用力，總是等大

反向。乙對繩的作用力與繩對乙的作用力是作用力和反作用力，也總是等大反向。

而由輕繩狀態(tài)可知，繩所受的兩個力是一對平衡力，等大反向。由此可知繩對甲、

乙兩人的力等大，兩船運動加速度時刻大小相等，因而只能是同時到達中點。故

選C。

9.（9分）兩輪自平衡電動車具有運動靈活、智能控制、操作

簡單.、綠色環(huán)保、轉(zhuǎn)彎半徑為零等優(yōu)點，如圖所示，警察正

腳踏自平衡電動車巡邏。下列分析正確的是（）

A.自平衡電動車及人受到的直力和二者對地面的壓力是一

對平衡力

B.自平衡電動車及人受到的重力和地面對二者的支持力是一對相互作用力

C.輪胎上凹凸不平的花紋是為了增加車對地面的壓力

D.自平衡電動車運動靈活是因為慣性比較小

【解析】選D。自平衡電動車及人受到的重力和二者對地面的壓力方向相同，不是

一對平衡力，故A錯誤；自平衡電動車及人受到的重力和地面對二者的支持力作

用在同一個物體上，大小相等、方向相反，是一對平衡力，故B錯誤；輪胎上凹

凸不平的花紋是為了增加車對地面的摩擦力，故C錯誤；自平衡電動車運動靈活

是因為質(zhì)量較小，慣性比較小，故D正確。

【補償訓練】

一斜面固定在水平地面上，一物體靜止在斜面上，如圖所示，下列說法正確的是

A.物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力

B.物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用

力和反作用力

C.物體所受的重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力

D.物體所受的重力可分解為沿斜面的力和對斜面的壓力

【解析】選B。物體和斜面均處于平衡狀態(tài)，即合力為零。對物體和斜面受力分析

如圖甲、