45分鐘高考熱點練(三)牛頓運動定律熱點一動力學中的圖象問題分析1(多選)如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平拉力F的作用，F與時間t的關系如圖乙所示。設物塊與地面間的最大靜摩擦力Ffm的大小與滑動摩擦力大小相等，則t1t3時間內()At1時刻物塊的速度為零Bt2時刻物塊的加速度最大Ct3時刻物塊的速度最大Dt1t3時間內速度先增大后減小解析：t1時刻拉力等于最大靜摩擦力，物塊將要運動，此時物塊的速度為零，選項A正確；t2時刻物塊所受的拉力最大，合力也最大，故此時的加速度最大，選項B正確；t1到t3時刻，合力向前，物塊一直做加速運動，t3時刻后合力向后，要做減速運動，所以t3時刻物塊的速度最大，選項C正確，D錯誤。答案：ABC2.(多選)如圖所示，一斜面體固定在水平地面上，物塊靜止在斜面上，物塊上端連一輕彈簧，現用沿斜面向上，大小為Fkt的拉力拉輕彈簧的上端，則彈簧的彈力F彈與物塊受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象正確的是(斜面足夠長，物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()解析：彈簧的彈力始終等于拉力F，即F彈kt，選項A正確，選項B錯誤；物塊開始受到的是靜摩擦力，且大小為mgsin ，方向向上，在拉力F增大的過程中，靜摩擦力的大小變化滿足FFfmgsin ，隨著F的增大，靜摩擦力先向上均勻減小到零，再向下均勻增大，當增大到等于最大靜摩擦力時，再增大拉力，摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，大小就保持恒定，因此選項C錯誤，選項D正確。答案：AD3(2018·福建福州質檢)如圖甲所示，質量m1 kg的物塊在水平斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運動，t0.5 s時撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關系圖象(v ­t圖象)如圖乙所示，g取10 m/s2，求：(1)2 s內物塊的位移大小x和通過的路程L；(2)沿斜面向上運動的兩個階段加速度大小a1、a2和拉力大小F。解析：(1)在2 s內，由圖乙知：物塊上升的最大距離：x1×2×1 m1 m物塊下滑的距離：x2×1×1 m0.5 m所以位移大小xx1x20.5 m路程Lx1x21.5 m(2)由圖乙知，所求兩個階段加速度的大小a14 m/s2a24 m/s2設斜面傾角為，斜面對物塊的摩擦力為Ff，根據牛頓第二定律有00.5 s內：FFfmgsin ma1051 s內：Ffmgsin ma2解得F8 N答案：(1)0.5 m1.5 m(2)4 m/s24 m/s28 N熱點二動力學中的連接體4.如圖所示，用力F推放在光滑水平面上的物體P、Q、R，使其做勻加速運動，若P和Q之間的相互作用力為6 N，Q和R之間的相互作用力為4 N，Q的質量是2 kg，則R的質量是()A2 kg B3 kgC4 kg D5 kg解析：在力F的作用下P、Q、R三物體一起做勻加速運動，設其共同運動的加速度大小為a；FN1、FN2分別表示P、Q之間和Q、R之間的相互作用力大小，Q、R的質量分別為mQ、mR。對Q、R整體應用牛頓第二定律得FN1(mQmR)a對R隔離單獨應用牛頓第二定律得FN2mRa兩式相除得，代入數據，整理得mR4 kg，選項C正確。答案：C5.如圖所示，一勁度系數為k的輕質彈簧，上端固定，下端連一質量為m的物塊A，A放在質量也為m的托盤B上，以FN表示B對A的作用力，x表示彈簧的伸長量。初始時，在豎直向上的力F作用下系統(tǒng)靜止，且彈簧處于自然狀態(tài)(x0)?，F改變力F的大小，使B以的加速度勻加速向下運動(g為重力加速度，空氣阻力不計)，此過程中FN或F隨x變化的圖象正確的是()解析：根據題述，B以的加速度勻加速向下運動過程中，選取A、B整體為研究對象，由牛頓第二定律，2mgkxF2m·，解得Fmgkx，即F從mg開始線性減小，可排除圖象C。選擇B作為研究對象，由牛頓第二定律，mgFNF，解得FNkx。當彈簧的彈力增大到，即x時，A和B間的壓力為零，在此之前，二者之間的壓力由開始運動時的線性減小到零，選項A、B錯誤。同時，力F由開始時的mg線性減小到，此后B與A分離，力F保持不變，故選項D正確。答案：D6.如圖所示，質量M0.2 kg的足夠長的木板靜止在水平地面上，一質量m0.2 kg的小滑塊以v01.2 m/s的速度從長木板的左端滑上長木板。已知小滑塊與長木板間的動摩擦因數10.4，長木板與水平地面間的動摩擦因數20.1，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g10 m/s2。求：(1)從滑塊滑上長木板到滑塊與木板具有相同的速度所需的時間t；(2)滑塊滑上長木板后運動的最大位移l。解析：(1)在滑塊相對木板滑動的過程中滑塊受到摩擦力Ff11mg0.8 N，方向水平向左滑塊向右做勻減速運動，其加速度大小a14 m/s2滑塊對長木板的摩擦力大小Ff1Ff10.8 N，方向水平向右地面對長木板的最大靜摩擦力大小Ff22(Mm)g0.4 N因為Ff1>Ff2，所以長木板向右做勻加速直線運動，其加速度大小a22 m/s2滑塊與木板的速度相等時，有v0a1ta2t解得t0.2 s。(2)從滑塊滑上長木板到相對長木板靜止的過程中，滑塊的位移l1v0ta1t20.16 m設滑塊與長木板以共同的加速度a運動的初速度為v0，位移為l2，有v0a2t0.4 m/s，l2其中a2g1 m/s2解得l20.08 m所以ll1l20.24 m答案：(1)0.2 s(2)0.24 m熱點三實驗7某探究性學習小組利用如圖甲所示裝置探究光滑斜面上物體的加速度與物體質量及斜面傾角的關系。(1)下列實驗方法，可以采用_。A等效法B控制變量法C放大法D累積法(2)實驗中，通過向小車放入鉤碼來改變小車質量，只要測出小車從長為L的斜面頂端滑至底端的時間t，就可以由公式a_求出加速度。甲(3)實驗中通過改變方木塊墊放位置來調整長木板的傾角，由于沒有量角器，因此通過測量出長木板頂端到水平面的高度h，求出傾角的正弦值sin 。某同學記錄了高度和加速度的對應值，并在坐標紙上建立適當的坐標系后描點作圖如圖乙，請根據他所作的圖線求出當地的重力加速度g_m/s2。乙解析：(1)要探究光滑斜面上物體的加速度與物體質量及斜面傾角的關系，由于有兩個變量，可采用控制變量法，B正確。(2)小車在光滑斜面上做初速度為零的勻加速運動，由Lat2可得a。(3)小車在光滑斜面上運動時，其加速度agsin ，asin 圖象的斜率表示重力加速度，得g9.6 m/s2。答案：(1)B(2)(3)9.68“用DIS研究加速度與力的關系”的實驗裝置如圖(a)所示，實驗中用所掛鉤碼的重量作為細線對小車的拉力F。通過增加鉤碼的數量，多次測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象。他們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a­F圖線，如圖(b)所示。(1)圖線_(選填“”或“”)是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的。(2)在軌道水平時，小車運動的阻力Ff_N。(3)圖(b)中，拉力F較大時，a ­F圖線明顯彎曲，產生誤差。為避免此誤差可采取的措施是_。A調整軌道的傾角，在未掛鉤碼時使小車能在軌道上勻速運動B在增加鉤碼數量的同時在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質量始終遠小于小車的總質量C將無線力傳感器捆綁在小車上，再將細線連在力傳感器上，用力傳感器讀數代替鉤碼的重力D更換實驗中使用的鉤碼規(guī)格，采用質量較小的鉤碼進行上述實驗解析：(1)在水平軌道上，由于受到摩擦力，拉力不為零時，加速度仍然為零，可知圖線是在軌道水平的情況下得到的。當軌道的右側抬高過高時(平衡摩擦力過度)，拉力等于零時，也會出現加速度，所以圖線是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的。(2)根據牛頓第二定律得，FFfma，當F0.5 N時，a0，解得Ff0.5 N。(3)由于開始段a ­F圖線為一條傾斜的直線，所以在小車質量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理有mgMa，得a，而實際上a，可見a ­F圖線末端明顯偏離直線是由于沒有滿足Mm。將無線力傳感器捆綁在小車上，再將細線連在力傳感器上，用力傳感器讀數代替鉤碼的重力可以避免出現這種情況。故C選項正確。答案：(1)(2)0.5(3)C7