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專題三牛頓運(yùn)動(dòng)定律 高考物理 北京市專用 1 2014北京理綜 19 6分 0 73 伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn) 假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法 有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展 利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn) 小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng) 并沿右側(cè)斜面上升 斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí) 小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1 2 3 根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比 可以得到的最直接的結(jié)論是 考點(diǎn)一牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用A組自主命題 北京卷題組 五年高考 A 如果斜面光滑 小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置B 如果小球不受力 它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)C 如果小球受到力的作用 它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變D 小球受到的力一定時(shí) 質(zhì)量越大 它的加速度越小 答案A根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 得到的最直接的結(jié)論是如果斜面光滑 小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置 A項(xiàng)正確 而小球不受力時(shí)狀態(tài)不變 小球受力時(shí)狀態(tài)發(fā)生變化 是在假設(shè)和邏輯推理下得出的結(jié)論 不是實(shí)驗(yàn)直接得出的結(jié)論 所以B和C選項(xiàng)錯(cuò)誤 而D項(xiàng)不是本實(shí)驗(yàn)所說(shuō)明的問(wèn)題 故錯(cuò)誤 考查點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律 思路點(diǎn)撥本題也可從能量守恒的角度分析 若斜面光滑 則沒(méi)有機(jī)械能的損失 小球必上升到與O點(diǎn)等高處 2 2011北京理綜 18 6分 0 60 蹦極 就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處 從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng) 某人做蹦極運(yùn)動(dòng) 所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖所示 將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng) 重力加速度為g 據(jù)圖可知 此人在蹦極過(guò)程中最大加速度約為 A gB 2gC 3gD 4g 答案B 蹦極 運(yùn)動(dòng)的最終結(jié)果是人懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài) 此時(shí)繩的拉力等于人的重力 由圖可知 繩子拉力最終趨于恒定時(shí)等于重力 即F0 mg 則F0 mg 當(dāng)繩子拉力最大時(shí) 人處于最低點(diǎn)且合力最大 故加速度也最大 此時(shí)F最大 F0 3mg 方向豎直向上 由ma F最大 mg 3mg mg 2mg得最大加速度為2g 故B正確 3 2018課標(biāo) 15 6分 如圖 輕彈簧的下端固定在水平桌面上 上端放有物塊P 系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上 使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 以x表示P離開靜止位置的位移 在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前 下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是 B組統(tǒng)一命題 課標(biāo)卷題組 答案A本題考查胡克定律 共點(diǎn)力的平衡及牛頓第二定律 設(shè)系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧壓縮量為x0 由胡克定律和平衡條件得mg kx0 力F作用在P上后 物塊受重力 彈力和F 向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律得 F k x0 x mg ma 聯(lián)立以上兩式得F kx ma 所以F x圖像中圖線是一條不過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線 故A正確 易錯(cuò)點(diǎn)撥注意胡克定律中形變量的含義胡克定律中的形變量指的是壓縮量或伸長(zhǎng)量 本題中x表示P離開靜止位置的位移 此時(shí)的形變量為x0 x而不是x 4 2016課標(biāo) 18 6分 多選 一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)對(duì)其施加一恒力 且原來(lái)作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變 則 A 質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同B 質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C 質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同D 質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變 答案BC由題意知此恒力即質(zhì)點(diǎn)所受合外力 若原速度與該恒力在一條直線上 則質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變的 原速度與該恒力不在一條直線上 則質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 速度與恒力間夾角逐漸減小 質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量是不變的 但速率的變化量是變化的 A D項(xiàng)錯(cuò)誤 B項(xiàng)正確 由牛頓第二定律知 質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總與該恒力方向相同 C項(xiàng)正確 1 2014北京理綜 18 6分 0 19 應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象 可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入 例如平伸手掌托起物體 由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng) 直至將物體拋出 對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是 A 手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 物體始終處于超重狀態(tài)B 手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 物體始終處于失重狀態(tài)C 在物體離開手的瞬間 物體的加速度大于重力加速度D 在物體離開手的瞬間 手的加速度大于重力加速度 考點(diǎn)二牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用A組自主命題 北京卷題組 答案D物體由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 物體和手掌先一起加速向上 物體處于超重狀態(tài) 之后物體和手掌分離前 應(yīng)減速向上 物體處于失重狀態(tài) 故A B均錯(cuò)誤 當(dāng)物體和手分離時(shí) 二者速度相同 又因均做減速運(yùn)動(dòng) 故分離條件為a手 a物 分離瞬間物體的加速度等于重力加速度 則手的加速度大于重力加速度 選項(xiàng)D正確 C錯(cuò)誤 考查點(diǎn)超重和失重 思路點(diǎn)撥分析出物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向是解本題的關(guān)鍵 超重時(shí)物體具有向上的加速度 失重時(shí)物體具有向下的加速度 2 2015課標(biāo) 20 6分 0 677 多選 如圖 a 一物塊在t 0時(shí)刻滑上一固定斜面 其運(yùn)動(dòng)的v t圖線如圖 b 所示 若重力加速度及圖中的v0 v1 t1均為已知量 則可求出 A 斜面的傾角B 物塊的質(zhì)量C 物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D 物塊沿斜面向上滑行的最大高度 B組統(tǒng)一命題 課標(biāo)卷題組 答案ACD設(shè)物塊的質(zhì)量為m 斜面的傾角為 物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 物塊沿斜面上滑和下滑時(shí)的加速度大小分別為a1和a2 根據(jù)牛頓第二定律有 mgsin mgcos ma1 mgsin mgcos ma2 再結(jié)合v t圖線斜率的物理意義有 a1 a2 由上述四式可見(jiàn) 無(wú)法求出m 可以求出 故B錯(cuò) A C均正確 0 t1時(shí)間內(nèi)的v t圖線與橫軸包圍的面積大小等于物塊沿斜面上滑的最大距離 已求出 故可以求出物塊上滑的最大高度 故D正確 3 2015課標(biāo) 20 6分 0 45 多選 在一東西向的水平直鐵軌上 停放著一列已用掛鉤連接好的車廂 當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí) 連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F 當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為a的加速度向西行駛時(shí) P和Q間的拉力大小仍為F 不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦 每節(jié)車廂質(zhì)量相同 則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為 A 8B 10C 15D 18 答案BC如圖所示 假設(shè)掛鉤P Q東邊有x節(jié)車廂 西邊有y節(jié)車廂 每節(jié)車廂質(zhì)量為m 當(dāng)向東行駛時(shí) 以y節(jié)車廂為研究對(duì)象 則有F mya 當(dāng)向西行駛時(shí) 以x節(jié)車廂為研究對(duì)象 則有F mxa 聯(lián)立兩式有y x 可見(jiàn) 列車車廂總節(jié)數(shù)N x y x 設(shè)x 3n n 1 2 3 則N 5n 故可知選項(xiàng)B C正確 4 2017課標(biāo) 25 20分 如圖 兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA 1kg和mB 5kg 放在靜止于水平地面上的木板的兩端 兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 1 0 5 木板的質(zhì)量為m 4kg 與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 2 0 1 某時(shí)刻A B兩滑塊開始相向滑動(dòng) 初速度大小均為v0 3m s A B相遇時(shí) A與木板恰好相對(duì)靜止 設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 B與木板相對(duì)靜止時(shí) 木板的速度 2 A B開始運(yùn)動(dòng)時(shí) 兩者之間的距離 解析本題考查直線運(yùn)動(dòng)和牛頓定律 1 滑塊A和B在木板上滑動(dòng)時(shí) 木板也在地面上滑動(dòng) 設(shè)A B和木板所受的摩擦力大小分別為f1 f2和f3 A和B相對(duì)于地面的加速度大小分別為aA和aB 木板相對(duì)于地面的加速度大小為a1 在滑塊B與木板達(dá)到共同速度前有f1 1mAg f2 1mBg f3 2 m mA mB g 由牛頓第二定律得f1 mAaA f2 mBaB f2 f1 f3 ma1 設(shè)在t1時(shí)刻 B與木板達(dá)到共同速度 其大小為v1 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1 v0 aBt1 v1 a1t1 答案 1 1m s 2 1 9m 聯(lián)立 式 代入已知數(shù)據(jù)得v1 1m s 2 在t1時(shí)間間隔內(nèi) B相對(duì)于地面移動(dòng)的距離為sB v0t1 aB 設(shè)在B與木板達(dá)到共同速度v1后 木板的加速度大小為a2 對(duì)于B與木板組成的體系 由牛頓第二定律有f1 f3 mB m a2由 式知 aA aB 再由 式知 B與木板達(dá)到共同速度時(shí) A的速度大小也為v1 但運(yùn)動(dòng)方向與木板相反 由題意知 A和B相遇時(shí) A與木板的速度相同 設(shè)其大小為v2 設(shè)A的速度大小從v1變到v2所用的時(shí)間為t2 則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 對(duì)木板有v2 v1 a2t2對(duì)A有v2 v1 aAt2在t2時(shí)間間隔內(nèi) B 以及木板 相對(duì)地面移動(dòng)的距離為 s1 v1t2 a2在 t1 t2 時(shí)間間隔內(nèi) A相對(duì)地面移動(dòng)的距離為sA v0 t1 t2 aA t1 t2 2A和B相遇時(shí) A與木板的速度也恰好相同 因此A和B開始運(yùn)動(dòng)時(shí) 兩者之間的距離為s0 sA s1 sB聯(lián)立以上各式 并代入數(shù)據(jù)得s0 1 9m 也可用如圖的速度 時(shí)間圖線求解 審題指導(dǎo)如何建立物理情景 構(gòu)建解題路徑 首先分別計(jì)算出B與板 A與板 板與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小 判斷出A B及木板的運(yùn)動(dòng)情況 把握好幾個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn) 由各自加速度大小可以判斷出B與木板首先達(dá)到共速 此后B與木板共同運(yùn)動(dòng) A與木板存在相對(duì)運(yùn)動(dòng) 且A運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度始終不變 木板先加速后減速 存在兩個(gè)過(guò)程 5 2014課標(biāo) 24 13分 2012年10月 奧地利極限運(yùn)動(dòng)員菲利克斯 鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下 經(jīng)過(guò)4分20秒到達(dá)距地面約1 5km高度處 打開降落傘并成功落地 打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄 取重力加速度的大小g 10m s2 1 若忽略空氣阻力 求該運(yùn)動(dòng)員從靜止開始下落至1 5km高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大小 2 實(shí)際上 物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力 高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f kv2 其中v為速率 k為阻力系數(shù) 其數(shù)值與物體的形狀 橫截面積及空氣密度有關(guān) 已知該運(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的v t圖像如圖所示 若該運(yùn)動(dòng)員和所帶裝備的總質(zhì)量m 100kg 試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù) 結(jié)果保留1位有效數(shù)字 解析 1 設(shè)該運(yùn)動(dòng)員從開始自由下落至1 5km高度處的時(shí)間為t 下落距離為s 在1 5km高度處的速度大小為v 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v gt s gt2 根據(jù)題意有s 3 9 104m 1 5 103m 3 75 104m 聯(lián)立 式得t 87s v 8 7 102m s 2 該運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最大速度vmax時(shí) 加速度為零 根據(jù)牛頓第二定律有mg k 由所給的v t圖像可讀出vmax 360m s 由 式得k 0 008kg m 答案 1 87s8 7 102m s 2 0 008kg m 6 2016天津理綜 8 6分 多選 我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平 和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成 提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車 不提供動(dòng)力的車廂叫拖車 假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等 動(dòng)車的額定功率都相同 動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過(guò)程中阻力與車重成正比 某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成 其中第1 5節(jié)車廂為動(dòng)車 其余為拖車 則該動(dòng)車組 A 啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反B 做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 第5 6節(jié)與第6 7節(jié)車廂間的作用力之比為3 2C 進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來(lái)滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比D 與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1 2 C組教師專用題組 答案BD啟動(dòng)時(shí) 乘客與車一起做加速運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律可知 乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)方向相同 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 對(duì)6 7 8節(jié)車廂水平方向受力分析 如圖甲所示甲由牛頓第二定律可得 F1 3kmg 3ma 對(duì)7 8節(jié)車廂水平方向受力分析 如圖乙所示乙由牛頓第二定律可得F2 2kmg 2ma 兩方程聯(lián)立可得 選項(xiàng)B正確 動(dòng)車組進(jìn)站時(shí) 做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 由速度位移公式可得x 即x與v2成正比 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 由功率定義和牛頓第二定律可得 第一種情況動(dòng)車組的最大速度為v1 8kmg 0 第二種情況動(dòng)車組的最大速度為v2 8kmg 0 兩方程聯(lián)立可得 選項(xiàng)D正確 審題指導(dǎo)在解答選項(xiàng)D時(shí) 理解 最大速度 的含義是解答關(guān)鍵 速度最大時(shí) 動(dòng)車組受到的合外力為零 動(dòng)車組問(wèn)題為連接體問(wèn)題 合理選取研究對(duì)象 可以有效減少計(jì)算量 評(píng)析本題考查功率 牛頓第二定律 速度位移公式 受力分析等知識(shí)點(diǎn) 意在考查考生的理解能力和綜合分析能力 7 2015課標(biāo) 25 20分 0 204 下暴雨時(shí) 有時(shí)會(huì)發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害 某地有一傾角為 37 sin37 的山坡C 上面有一質(zhì)量為m的石板B 其上下表面與斜坡平行 B上有一碎石堆A 含有大量泥土 A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài) 如圖所示 假設(shè)某次暴雨中 A浸透雨水后總質(zhì)量也為m 可視為質(zhì)量不變的滑塊 在極短時(shí)間內(nèi) A B間的動(dòng)摩擦因數(shù) 1減小為 B C間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2減小為0 5 A B開始運(yùn)動(dòng) 此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn) 在第2s末 B的上表面突然變?yōu)楣饣?2保持不變 已知A開始運(yùn)動(dòng)時(shí) A離B下邊緣的距離l 27m C足夠長(zhǎng) 設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 在0 2s時(shí)間內(nèi)A和B加速度的大小 2 A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 解析 1 在0 2s時(shí)間內(nèi) A和B的受力如圖所示 其中f1 N1是A與B之間的摩擦力和正壓力的大小 f2 N2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小 方向如圖所示 由滑動(dòng)摩擦力公式和力的平衡條件得f1 1N1 N1 mgcos f2 2N2 N2 N1 mgcos 規(guī)定沿斜面向下為正方向 設(shè)A和B的加速度分別為a1和a2 由牛頓第二定律得 答案 1 3m s21m s2 2 4s mgsin f1 ma1 mgsin f2 f1 ma2 聯(lián)立 式 并代入題給條件得a1 3m s2 a2 1m s2 2 在t1 2s時(shí) 設(shè)A和B的速度分別為v1和v2 則v1 a1t1 6m s v2 a2t1 2m s t t1時(shí) 設(shè)A和B的加速度分別為a1 和a2 此時(shí)A與B之間的摩擦力為零 同理可得a1 6m s2a2 2m s2即B做減速運(yùn)動(dòng) 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t2 B的速度減為零 則有v2 a2 t2 0聯(lián)立式得 t2 1s在t1 t2時(shí)間內(nèi) A相對(duì)于B運(yùn)動(dòng)的距離為s 12m 27m此后B靜止不動(dòng) A繼續(xù)在B上滑動(dòng) 設(shè)再經(jīng)過(guò)時(shí)間t3后A離開B 則有l(wèi) s v1 a1 t2 t3 a1 可得t3 1s 另一解不合題意 舍去 設(shè)A在B上總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t總 有t總 t1 t2 t3 4s 利用下面的速度圖線求解 正確的 參照上述答案及評(píng)分參考給分 8 2015課標(biāo) 25 20分 一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上 木板左端放置一小物塊 在木板右方有一墻壁 木板右端與墻壁的距離為4 5m 如圖 a 所示 t 0時(shí)刻開始 小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng) 直至t 1s時(shí)木板與墻壁碰撞 碰撞時(shí)間極短 碰撞前后木板速度大小不變 方向相反 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開木板 已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的v t圖線如圖 b 所示 木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍 重力加速度大小g取10m s2 求 1 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2 2 木板的最小長(zhǎng)度 3 木板右端離墻壁的最終距離 解析 1 規(guī)定向右為正方向 木板與墻壁相碰前 小物塊和木板一起向右做勻變速運(yùn)動(dòng) 設(shè)加速度為a1 小物塊和木板的質(zhì)量分別為m和M 由牛頓第二定律有 1 m M g m M a1 由圖 b 可知 木板與墻壁碰前瞬間的速度v1 4m s 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v1 v0 a1t1 s0 v0t1 a1 式中 t1 1s s0 4 5m是木板與墻壁碰前瞬間的位移 v0是小物塊和木板開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度 聯(lián)立 式并結(jié)合題給條件得 1 0 1 在木板與墻壁碰撞后 木板以 v1的初速度向左做勻變速運(yùn)動(dòng) 小物塊以v1的初速度向右做勻變速運(yùn)動(dòng) 設(shè)小物塊的加速度為a2 由牛頓第二定律有 2mg ma2 由圖 b 可得a2 答案 1 0 10 4 2 6 0m 3 6 5m 式中 t2 2s v2 0 聯(lián)立 式并結(jié)合題給條件得 2 0 4 2 設(shè)碰撞后木板的加速度為a3 經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 木板和小物塊剛好具有共同速度v3 由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 2mg 1 M m g Ma3 v3 v1 a3 t v3 v1 a2 t 碰撞后至木板和小物塊剛好達(dá)到共同速度的過(guò)程中 木板的位移為s1 t小物塊的位移為s2 t小物塊相對(duì)木板的位移為 s s2 s1聯(lián)立 式 并代入數(shù)據(jù)得 s 6 0m因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊沒(méi)有脫離木板 所以木板的最小長(zhǎng)度應(yīng)為6 0m 3 在小物塊和木板具有共同速度后 兩者向左做勻變速運(yùn)動(dòng)直至停止 設(shè)加速度為a4 此過(guò)程中小物塊和木板運(yùn)動(dòng)的位移為s3 由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 1 m M g m M a40 2a4s3碰后木板運(yùn)動(dòng)的位移為s s1 s3聯(lián)立 式 并代入數(shù)據(jù)得s 6 5m木板右端離墻壁的最終距離為6 5m 9 2014課標(biāo) 24 12分 0 550 公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離 當(dāng)前車突然停止時(shí) 后車司機(jī)可以采取剎車措施 使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車相碰 通常情況下 人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s 當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km h的速度勻速行駛時(shí) 安全距離為120m 設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的2 5 若要求安全距離仍為120m 求汽車在雨天安全行駛的最大速度 解析設(shè)路面干燥時(shí) 汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 剎車時(shí)汽車的加速度大小為a0 安全距離為s 反應(yīng)時(shí)間為t0 由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 0mg ma0 s v0t0 式中 m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度 設(shè)在雨天行駛時(shí) 汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 依題意有 0 設(shè)在雨天行駛時(shí)汽車剎車的加速度大小為a 安全行駛的最大速度為v 由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 mg ma s vt0 聯(lián)立 式并代入題給數(shù)據(jù)得v 20m s 72km h 答案20m s 或72km h 1 2018北京東城一模 18 某裝置的結(jié)構(gòu)如圖所示 在外殼的基板上固定一個(gè)螺栓 螺栓上有一頂端焊有鋼球的彈簧 螺栓 彈簧 鋼球及外殼都是電的良導(dǎo)體 在靜止?fàn)顟B(tài)下 鋼球和外殼呈斷開狀態(tài)不會(huì)導(dǎo)通 當(dāng)受到?jīng)_擊 鋼球產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)與外殼接通 便可觸發(fā)執(zhí)行電路 未畫出 使報(bào)警器等元件開始工作 若此裝置由靜止從高處墜落 重力加速度用g表示 以下說(shuō)法正確的是 A 開始下落的瞬間 鋼球的加速度為gB 開始下落的瞬間 外殼的加速度為gC 在執(zhí)行電路被接通前 鋼球的加速度方向可能向上D 在執(zhí)行電路被接通前 外殼的加速度可能小于g 考點(diǎn)一牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用 A組2016 2018年高考模擬 基礎(chǔ)題組 三年模擬 答案D開始下落瞬間 彈簧彈力不變 鋼球的加速度a 0 外殼的加速度a g g 故A B錯(cuò) 執(zhí)行電路被接通前 球和外殼未接觸 開始時(shí)彈力等于重力 彈簧被壓縮 后來(lái)若彈簧仍被壓縮 則形變量會(huì)變小 則鋼球所受合力向下 加速度ag 故C錯(cuò) D正確 思路分析確定研究對(duì)象 受力分析 2 2018北京四中期中 14 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合 圖可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過(guò)程 讓小球由傾角為 的光滑斜面滑下 然后在不同的 時(shí)分別進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng) 對(duì)這一過(guò)程的分析 下列說(shuō)法中不正確的是 A 采用圖甲的斜面實(shí)驗(yàn) 可 沖淡 重力的作用 使時(shí)間更容易測(cè)量B 讓不同質(zhì)量的球沿相同斜面下滑 可證實(shí)小球均做加速度相同的勻變速運(yùn)動(dòng)C 伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量了物體自由下落的位移與時(shí)間的平方的關(guān)系D 圖甲是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 圖丁的情景是經(jīng)過(guò)合理的外推得到的結(jié)論 答案C伽利略的時(shí)代無(wú)法直接測(cè)定瞬時(shí)速度 所以也就無(wú)法直接得到速度的變化規(guī)律 但是伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算得出結(jié)論 如果物體初速度為零 且速度隨時(shí)間均勻變化 即v t 那么它通過(guò)的位移與所用時(shí)間的二次方成正比 即x t2 這樣只要測(cè)出物體通過(guò)不同位移所用的時(shí)間 就可以驗(yàn)證這個(gè)物體的速度是否隨時(shí)間均勻變化 由于伽利略時(shí)代靠滴水計(jì)時(shí) 不能測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間 伽利略采用了一個(gè)巧妙的方法 用來(lái) 沖淡 重力的作用 他讓銅球沿阻力很小的斜面下滑 由于小球沿斜面下滑時(shí)加速度比它豎直下落的加速度小得多 所用時(shí)間長(zhǎng)得多 所以容易測(cè)量 所以A正確 讓不同質(zhì)量的球沿相同斜面下滑 可證實(shí)小球均做加速度相同的勻變速運(yùn)動(dòng) 故B正確 圖甲乙丙均是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 圖丁所示的情景是經(jīng)過(guò)合理的外推得到的結(jié)論 故D正確 故選C 思路點(diǎn)撥伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法是實(shí)驗(yàn)結(jié)論的合理外推 3 2018北京豐臺(tái)二模 18 如圖所示 滑塊A以一定的初速度從粗糙斜面體B的底端沿斜面向上滑 然后又返回 整個(gè)過(guò)程中斜面體B與地面之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng) 那么滑塊向上滑和向下滑的兩個(gè)過(guò)程中 A 滑塊向上滑動(dòng)的加速度等于向下滑動(dòng)的加速度B 滑塊向上滑動(dòng)的時(shí)間等于向下滑動(dòng)的時(shí)間C 斜面體B受地面的支持力大小始終等于A與B的重力之和D 滑塊上滑過(guò)程中損失的機(jī)械能等于下滑過(guò)程中損失的機(jī)械能 答案D滑塊上滑時(shí) 受重力G 斜面的支持力N和沿斜面向下的摩擦力 由牛頓第二定律可得其加速度大小a上 下滑時(shí) 受重力G 支持力N和沿斜面向上的摩擦力 由牛頓第二定律可得其加速度大小a下 a上 a下 又滑塊沿斜面上滑的位移等于沿斜面下滑的位移 由x at2可得t上 t下 A B錯(cuò)誤 因?yàn)榛瑝K有沿斜面向下的加速度 此加速度有豎直向下的分加速度 滑塊處于失重狀態(tài) 則斜面體B受地面的支持力大小小于A與B的重力之和 C項(xiàng)錯(cuò)誤 滑塊上滑過(guò)程中損失的機(jī)械能 E機(jī)上 Q熱上 f上x上 下滑過(guò)程中損失的機(jī)械能 E機(jī)下 Q熱下 f下x下 因f上 f下 x上 x下 則 E機(jī)上 E機(jī)下 D項(xiàng)正確 解題關(guān)鍵對(duì)滑塊正確受力分析求加速度 并結(jié)合位移公式x at2比較運(yùn)動(dòng)時(shí)間 斜面體B受地面的支持力也是斜面體和滑塊組成的整體受到的支持力 由超 失重條件可以比較支持力與重力大小 E機(jī) Q熱 fx 4 2018北京人大附中月考 2 如圖 木箱內(nèi)有一豎直放置的輕質(zhì)彈簧 彈簧上方有一物塊 木箱靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊與箱頂壓力不為零 若在某一段時(shí)間內(nèi) 物塊對(duì)箱頂剛好無(wú)壓力 則在此段時(shí)間內(nèi) 木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為 A 加速下降B 加速上升C 自由落體D 木箱整體做拋體運(yùn)動(dòng) 答案B木箱靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊與箱頂壓力不為零 說(shuō)明彈簧彈力大于物塊的重力 若在某一段時(shí)間內(nèi) 物塊對(duì)箱頂剛好無(wú)壓力 說(shuō)明物塊只受重力和彈簧的彈力 因彈簧彈力及物塊重力不變 則知物塊所受合外力向上 物塊有向上的加速度 所以木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是向上加速也可能是向下減速 故B正確 5 2018北京朝陽(yáng)期中 電梯內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m的物體 用細(xì)線懸掛在電梯的天花板上 已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間 當(dāng)電梯以g的加速度豎直向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 細(xì)線對(duì)物體拉力的大小為 A mgB mgC mgD mg 答案B對(duì)物體受力分析如圖所示 由牛頓第二定律有ma mg Ta g 則T mg 故本題答案為B 6 2017北京朝陽(yáng)期中 6 如圖所示 一個(gè)熱氣球與沙包的總質(zhì)量為m 在空氣中以大小為的加速度加速下降 為了使它勻速下降 則應(yīng)該拋掉的沙的質(zhì)量為 假定空氣對(duì)熱氣球的浮力恒定 空氣的其他作用忽略不計(jì) A B C D 答案A開始時(shí)整體加速下降 設(shè)空氣對(duì)熱氣球的浮力為F 根據(jù)牛頓第二定律有 mg F ma 解得F 要使它勻速下降 則需要重力等于浮力 所以應(yīng)該拋掉的沙的質(zhì)量為 m m 選項(xiàng)A正確 7 2018北京首師大附中月考 16 如圖所示 用一個(gè)平行于斜面向上的恒力將質(zhì)量m 10 0kg的木箱從斜坡底端由靜止推上斜坡 斜坡與水平面的夾角 37 推力的大小F 100N 斜坡長(zhǎng)度s 4 8m 木箱底面與斜坡的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 20 重力加速度g取10m s2 且已知sin37 0 60 cos37 0 80 求 1 木箱沿斜坡向上滑行的加速度的大小 2 木箱滑到斜坡頂端時(shí)速度的大小 解析 1 對(duì)木箱進(jìn)行受力分析 沿斜面方向有 F mgsin37 f ma垂直于斜面方向有 FN mgcos37 滑動(dòng)摩擦力f FN解得 a 2 4m s2 2 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移公式有 v2 2as解得 v 4 8m s 答案 1 2 4m s2 2 4 8m s 思路點(diǎn)撥做好受力分析 正確建立運(yùn)動(dòng)方程 8 2017北京朝陽(yáng)期中 17 射擊時(shí)槍筒固定 燃?xì)馔苿?dòng)子彈加速運(yùn)動(dòng) 如果把子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)看做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 子彈的加速度a 5 105m s2 質(zhì)量m 1 10 2kg 槍筒長(zhǎng)x 0 64m 阻力不計(jì) 求子彈 1 射出槍口時(shí)速度的大小v 2 所受推力的大小F 答案 1 8 102m s 2 5 103N 解析 1 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移公式有 v2 2ax 代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得 v 8 102m s 2 根據(jù)牛頓第二定律有 F ma 代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得 F 5 103N 9 2018北京西城二模 18 一種巨型娛樂(lè)器械可以使人體驗(yàn)超重和失重 一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上 由升降機(jī)送上幾十米的高處 然后讓座艙自由落下 落到一定位置時(shí) 制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng) 座艙做減速運(yùn)動(dòng) 到地面時(shí)剛好停下 在上述過(guò)程中 關(guān)于座艙中的人所處的狀態(tài) 下列判斷正確的是 A 座艙在自由下落的過(guò)程中人處于超重狀態(tài)B 座艙在減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中人處于超重狀態(tài)C 座艙在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人都處于失重狀態(tài)D 座艙在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人都處于超重狀態(tài) 考點(diǎn)二牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 答案B由題意知座艙先做自由落體運(yùn)動(dòng) 加速度等于g 方向向下 再減速下降 加速度方向向上 所以人先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài) 解題關(guān)鍵超重 失重的概念及條件 10 2018北京四中期中 13 如圖所示 輕彈簧左端固定在豎直墻上 右端與木塊B相連 木塊A緊靠木塊B放置 A B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為 A B 且 A B 用水平力F向左壓A 使彈簧被壓縮 系統(tǒng)保持靜止 撤去F后 A B向右運(yùn)動(dòng)并最終分離 下列判斷正確的是 A A B分離時(shí) 彈簧長(zhǎng)度一定等于原長(zhǎng)B A B分離時(shí) 彈簧長(zhǎng)度一定大于原長(zhǎng)C A B分離時(shí) 彈簧長(zhǎng)度一定小于原長(zhǎng)D A B分離后極短時(shí)間內(nèi) A的加速度大于B的加速度 答案B當(dāng)A B間無(wú)相互作用且加速度相等時(shí) 兩物體分開 設(shè)A B分離時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且彈力為T 根據(jù)牛頓第二定律 對(duì)B T BmBg mBaB 得aB Bg 對(duì)A AmAg mAaA 得aA Ag 由于 A B aA aB 得T mB A B g 0 假設(shè)成立 故A C錯(cuò)誤 B正確 A B分離后極短時(shí)間內(nèi) 根據(jù)牛頓第二定律 對(duì)B T BmBg mBaB T增大 加速度增大 對(duì)A AmAg mAaA 加速度不變 所以A B分離后極短時(shí)間內(nèi) A的加速度小于B的加速度 故D錯(cuò)誤 解題關(guān)鍵解本題的關(guān)鍵是明確A B兩木塊分離時(shí)的條件是它們之間的彈力為零 加速度相等 然后分別對(duì)A B受力分析并結(jié)合牛頓第二定律分析求解 11 2018北京民大附中月考 2 幾個(gè)同學(xué)找了兩個(gè)用過(guò)的 易拉罐 在靠近底部的側(cè)面各打了一個(gè)洞 用手指按住洞 向罐中裝滿水 然后將易拉罐分別豎直向上和水平拋出 空氣阻力不計(jì) 假定在易拉罐的運(yùn)動(dòng)中不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng) 則下列說(shuō)法正確的是 A 豎直上升的易拉罐在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 洞中射出的水的速度越來(lái)越快B 水平拋出的易拉罐在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 洞中射出的水的速度越來(lái)越快C 不論易拉罐做平拋運(yùn)動(dòng)還是豎直上拋運(yùn)動(dòng) 水都不會(huì)從洞中射出D 不論易拉罐做平拋運(yùn)動(dòng)還是豎直上拋運(yùn)動(dòng) 洞中射出的水的速度都不變 答案C不論易拉罐做平拋運(yùn)動(dòng)還是豎直上拋運(yùn)動(dòng) 都只受重力 加速度為g 處于完全失重狀態(tài) 因此水和器壁間均無(wú)擠壓 水均不會(huì)從洞中射出 12 2018北京民大附中月考 8 多選 如圖所示 A B兩個(gè)皮帶輪被緊繃的傳送皮帶包裹 傳送皮帶與水平面的夾角為 在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下 可利用傳送皮帶傳送貨物 已知皮帶輪與皮帶之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng) 皮帶輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 某物體從皮帶頂端由靜止開始下滑到皮帶底端所用的時(shí)間是t 則 A 當(dāng)皮帶輪逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 該物體從頂端由靜止滑到底端所用時(shí)間一定等于tB 當(dāng)皮帶輪逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 該物體從頂端由靜止滑到底端所用時(shí)間一定小于tC 當(dāng)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 該物體從頂端由靜止滑到底端所用時(shí)間可能等于tD 當(dāng)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 該物體從頂端由靜止滑到底端所用時(shí)間一定小于t 答案AD皮帶輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 物體所受摩擦力方向沿皮帶向上 物體下滑的加速度a gsin gcos 當(dāng)皮帶輪逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 物體相對(duì)皮帶的運(yùn)動(dòng)方向向下 摩擦力方向仍沿皮帶向上 物體下滑的加速度仍是a gsin gcos 物體下滑到底端所用時(shí)間仍是t A正確 B錯(cuò)誤 當(dāng)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 初始階段物體相對(duì)皮帶的運(yùn)動(dòng)方向向上 所受摩擦力方向沿皮帶向下 加速度a gsin gcos a 此狀態(tài)可能一直持續(xù)到物體下滑到底端 也可能在加速到與皮帶的速度相等后物體再以加速度a gsin gcos 下滑 故物體下滑通過(guò)同樣大的位移所用的時(shí)間更少 C錯(cuò)誤 D正確 13 2018北京師大附中期中 18 京北巨剎紅螺寺位于懷柔區(qū)紅螺山南麓 始建于東晉咸康四年 它背倚紅螺山 南照紅螺湖 山環(huán)水繞 林木豐茂 古樹參天 形成一幅 碧波藏古剎 的優(yōu)美的畫卷 如圖為游客乘坐滑車沿紅螺山滑道下行的情景 在全長(zhǎng)1500米的下行途中 滑車穿行于松柏密林和紅葉叢中 游客盡情享受其中無(wú)窮樂(lè)趣 現(xiàn)將滑道視為長(zhǎng)1500m 高300m的斜面來(lái)進(jìn)行研究 假設(shè)滑車與滑道之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 1 游客和滑車總質(zhì)量m 80kg 已知 2 24 2 45 重力加速度g 10m s2 1 如果不拉動(dòng)車閘 讓滑車沿滑道自行滑下 求滑車沿滑道下滑的加速度大小a 結(jié)果取2位有效數(shù)字 2 游客在某次乘坐滑車下滑時(shí) 使用了車閘 最終到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的車速為1m s 則該過(guò)程中滑車克服阻力做了多少功 結(jié)果取2位有效數(shù)字 3 如果下滑過(guò)程中游客一直不拉車閘制動(dòng) 試通過(guò)計(jì)算分析這種行為是否具有危險(xiǎn)性 解析 1 根據(jù)牛頓第二定律有 mgsin mgcos ma代入數(shù)據(jù)可得 a 1 0m s2 2 結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒有 W mgh m代入數(shù)據(jù)可得 W 2 4 105J 3 如果一直不拉車閘 則滑車將勻加速下行 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 2as解得 v1 代入數(shù)據(jù)可得 v1 55m s 198km h這個(gè)速度很大 接近200km h 因此下滑時(shí)一直不拉車閘是極其危險(xiǎn)的行為 答案 1 1 0m s2 2 2 4 105J 3 見(jiàn)解析 解題關(guān)鍵把現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景問(wèn)題抽象轉(zhuǎn)化為物理模型是解決本題的關(guān)鍵 14 2017北京海淀期中 13 如圖所示 水平地面上有一質(zhì)量m 2 0kg的物塊 物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 20 在與水平方向成 37 角斜向下的推力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 已知F 10N sin37 0 60 cos37 0 80 重力加速度g取10m s2 不計(jì)空氣阻力 求 1 物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受滑動(dòng)摩擦力的大小 2 物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小 3 物塊開始運(yùn)動(dòng)5 0s所通過(guò)的位移大小 解析 1 物塊在豎直方向所受合力為零 設(shè)物塊受地面的支持力為FN 因此有FN mg Fsin37 26N物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的滑動(dòng)摩擦力f FN 5 2N 2 設(shè)物塊的加速度大小為a 根據(jù)物塊沿水平方向的受力情況 由牛頓第二定律有Fcos37 f ma解得 a 1 4m s2 3 物塊運(yùn)動(dòng)5 0s所通過(guò)的位移大小s at2 17 5m 答案 1 5 2N 2 1 4m s2 3 17 5m 15 2016北京東城期中 23 如圖所示 水平傳送帶以v 2m s的速度運(yùn)行 兩端點(diǎn)A B間水平距離l 8m 把質(zhì)量m 2kg的物塊輕輕地放到傳送帶的A端 物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng) 若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 1 不計(jì)物塊的大小 g取10m s2 則 1 物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端所用時(shí)間為多少 2 物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程中 摩擦力對(duì)物塊做功的平均功率是多少 3 若只改變傳送帶的速度使得物塊以最短的時(shí)間從A端運(yùn)動(dòng)到B端 傳送帶至少以多大的速度運(yùn)行 解析 1 物塊剛放到傳送帶上時(shí) 由于與傳送帶間有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 物塊受向右的滑動(dòng)摩擦力 做勻加速運(yùn)動(dòng) 物塊受到的摩擦力大小 f N mg 2N根據(jù)牛頓第二定律有 f ma解得勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度 a g 1m s2當(dāng)物塊由靜止到與傳送帶相對(duì)靜止時(shí) 物塊的位移為x 2m此過(guò)程物塊所用的時(shí)間t1 2s物塊相對(duì)于傳送帶靜止后 物塊與傳送帶之間無(wú)摩擦力 此后物塊勻速運(yùn)動(dòng)到B端此過(guò)程物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 3s故物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端所用時(shí)間為t t1 t2 5s 2 物塊由A端運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程中 摩擦力做功W fx代入數(shù)據(jù)得W 4J則摩擦力對(duì)物塊做功的平均功率是P 0 8W 答案 1 5s 2 0 8W 3 4m s 3 當(dāng)物塊一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 所用時(shí)間最短根據(jù) 2al得vm m s 4m s 1 2018北京民大附中月考 伽利略在研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的時(shí)候 用兩個(gè)對(duì)接的斜面 一個(gè)斜面固定 讓小球從斜面上滾下 又滾上另一個(gè)傾角可以改變的斜面 斜面傾角逐漸改變至零 如圖所示 伽利略設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了說(shuō)明 A 如果沒(méi)有摩擦 小球?qū)⑦\(yùn)動(dòng)到與釋放時(shí)相同的高度B 如果沒(méi)有摩擦 物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒C 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持D 如果物體不受到力 就不會(huì)運(yùn)動(dòng) B組2016 2018年高考模擬 綜合題組時(shí)間 35分鐘分值 65分 一 選擇題 每題6分 共42分 答案C伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德的 力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 的觀點(diǎn) 說(shuō)明了物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持 因此選C 2 2017北京海淀二模 19 應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象 可以使物理學(xué)習(xí)更加深入有趣 有一塊橡皮靜止于平整的水平桌面上 現(xiàn)用手指沿水平方向推橡皮 橡皮將由靜止開始運(yùn)動(dòng) 并且在離開手指后還會(huì)在桌面上滑行一段距離才停止運(yùn)動(dòng) 關(guān)于橡皮從靜止到離開手指的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 下列說(shuō)法中正確的是 A 橡皮離開手指瞬間加速度為零B 橡皮離開手指前一直做加速運(yùn)動(dòng)C 水平推力越大 橡皮受到的摩擦力越大D 橡皮一定在與手指分離之前出現(xiàn)最大速度 答案D對(duì)橡皮受力分析 橡皮離開手指前水平方向受到向前的推力和向后的摩擦力 橡皮離開手指的過(guò)程中 與手指間彈力不斷減小 當(dāng)減小到零時(shí) 兩者沒(méi)有相互作用力 開始脫離 離開手指瞬間 還有摩擦力 加速度不為零 A錯(cuò) 離開手指前 橡皮先加速 后減速 當(dāng)推力等于摩擦力時(shí)速度達(dá)最大值 B錯(cuò) D對(duì) 滑動(dòng)摩擦力f mg與外力無(wú)關(guān) C錯(cuò) 考查點(diǎn)生活現(xiàn)象與物理知識(shí)的結(jié)合 受力分析 牛頓第二定律 解題關(guān)鍵注意找到臨界狀態(tài) 兩者之間的相互作用力為零是兩者剛要脫離的臨界條件 3 2018北京朝陽(yáng)期中 如圖所示 水平傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng) 某時(shí)刻質(zhì)量為m的物塊無(wú)初速地放在傳送帶的左端 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間物塊能與傳送帶保持相對(duì)靜止 已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間 對(duì)于物塊放上傳送帶到物塊與傳送帶相對(duì)靜止的過(guò)程 下列說(shuō)法中正確的是 A 物塊所受摩擦力的方向水平向左B 物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C 物塊相對(duì)地面的位移大小為D 物塊相對(duì)傳送帶的位移大小為 答案D物塊在傳送帶上向右加速的過(guò)程中 所受摩擦力的方向水平向右 故A項(xiàng)錯(cuò)誤 由牛頓第二定律知物塊加速過(guò)程的加速度大小a g 故物塊相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 物塊與傳送帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 物塊相對(duì)地面的位移s1 at2 故C項(xiàng)錯(cuò)誤 物塊與傳送帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 傳送帶相對(duì)地面的位移s2 vt 故物塊相對(duì)傳送帶的位移大小 s s2 s1 D項(xiàng)正確 4 2016北京朝陽(yáng)期中 9 一質(zhì)量為m的人站在觀光電梯內(nèi)的磅秤上 電梯以0 1g的加速度加速上升h高度 在此過(guò)程中 A 磅秤的示數(shù)等于mgB 磅秤的示數(shù)等于0 1mgC 人的動(dòng)能增加了0 9mghD 人的機(jī)械能增加了1 1mgh 答案D由牛頓第二定律 對(duì)人有 N mg ma N m g a 1 1mg 由牛頓第三定律知磅秤受的壓力等于對(duì)人的支持力 磅秤的示數(shù)為1 1mg A B項(xiàng)錯(cuò) 由動(dòng)能定理有 WF合 mah 0 1mgh Ek C項(xiàng)錯(cuò) 人的機(jī)械能增加量 E機(jī) Ek Ep 0 1mgh mgh 1 1mgh D項(xiàng)正確 5 2016北京豐臺(tái)一模 18 在商場(chǎng)中 為了節(jié)約能源 無(wú)人時(shí) 自動(dòng)扶梯以較小的速度運(yùn)行 當(dāng)有顧客站到扶梯上時(shí) 扶梯先加速 后勻速將顧客從一樓運(yùn)送到二樓 速度方向如圖所示 若顧客與扶梯保持相對(duì)靜止 下列說(shuō)法正確的是 A 在加速階段 顧客所受支持力大于顧客的重力B 在勻速階段 顧客所受支持力大于顧客的重力C 在加速階段 顧客所受摩擦力與速度方向相同D 在勻速階段 顧客所受摩擦力與速度方向相同 答案A當(dāng)扶梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) 顧客所受支持力等于顧客的重力 顧客不受摩擦力 所以B D選項(xiàng)錯(cuò)誤 當(dāng)扶梯加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 顧客有斜向上的加速度 合力方向斜向上 顧客所受支持力大于顧客的重力 顧客受到水平向左的靜摩擦力 所以A選項(xiàng)正確 C選項(xiàng)錯(cuò)誤 6 2016北京東城一模 18 實(shí)驗(yàn)小組為了探究物體在傾角不同的斜面上的運(yùn)動(dòng)情況 將足夠長(zhǎng)的粗糙木板的一端固定在水平地面上 使物體以大小相同的初速度v0由底端沖上斜面 每次物體在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中斜面傾角保持不變 在傾角 從0 逐漸增大到90 的過(guò)程中 A 物體的加速度增大B 物體的加速度減小C 物體在斜面上能達(dá)到的最大位移先增大后減小D 物體在斜面上能達(dá)到的最大位移先減小后增大 答案D設(shè)物體質(zhì)量為m 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 當(dāng)物體沿傾角為 的斜面上滑時(shí) 受到重力mg 斜面的支持力N 滑動(dòng)摩擦力f 如圖所示 對(duì)物體由牛頓第二定律得 mgsin f maN mgcos 0f N聯(lián)立解得 a gsin gcos gsin 其中 為銳角 且tan 在 從0 逐漸增大到90 的過(guò)程中 加速度a先增大后減小 因此 A B錯(cuò)誤 物體沿斜面上升的最大位移x 在 從0 逐漸增大到90 的過(guò)程中 x先減小后增大 因此 C錯(cuò)誤 D正確 考查點(diǎn) 受力分析 牛頓第二定律 勻變速直線運(yùn)動(dòng)方程 數(shù)學(xué)應(yīng)用能力 思路分析根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律 整理出加速度和位移的表達(dá)式 討論加速度和位移與傾角的關(guān)系 得出答案 7 2015北京師大附中月考 3 如圖所示 在光滑的水平面上有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) 質(zhì)量分布均勻的繩子 在水平向左的恒力F作用下從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng) 繩子中某點(diǎn)到繩子左端的距離為x 設(shè)該處繩的張力大小為T 則能正確描述T與x之間的關(guān)系的圖像是 答案B設(shè)繩子單位長(zhǎng)度質(zhì)量為m 對(duì)整體分析有 F Lma 則對(duì)右半段繩子受力分析可知 T L x ma聯(lián)立解得 T 1 F 故B項(xiàng)正確 8 13分 2018北京人大附中月考 14 一位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng) 蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力F的大小隨時(shí)間的變化規(guī)律通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來(lái) 如圖所示 將運(yùn)動(dòng)員視作質(zhì)點(diǎn) 重力加速度g取10m s2 試結(jié)合圖像 1 求運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度 2 求運(yùn)動(dòng)員離開蹦床上升的最大高度 3 分析判斷運(yùn)動(dòng)員離開蹦床時(shí)的速度是否就是其運(yùn)動(dòng)中的最大速度 簡(jiǎn)述理由 二 非選擇題 共23分 解析 1 由圖像可以知道 運(yùn)動(dòng)員的重力為mg 500N蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的最大彈力為Fm 2500N由牛頓第二定律得Fm mg mam則運(yùn)動(dòng)員的最大加速度為am 40m s2 2 由圖像可以知道運(yùn)動(dòng)員離開蹦床的時(shí)間為t 2 1s則上升的最大高度為H g 5 5125m 3 運(yùn)動(dòng)員離開蹦床時(shí)的速度不是最大的速度 運(yùn)動(dòng)員所受合外力為零時(shí) 加速度也為零 此時(shí)速度達(dá)到最大值 答案 1 40m s2 2 5 5125m 3 見(jiàn)解析 9 10分 2018北京海淀期中 13 商場(chǎng)工作人員推著質(zhì)量m 20kg的貨箱沿水平地面滑行 若用力F1 100N沿水平方向推貨箱 貨箱恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)改用F2 120N水平推力把貨箱從靜止開始推動(dòng) g取10m s2 1 求貨箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2 F2作用在貨箱上時(shí) 求貨箱運(yùn)動(dòng)的加速度大小 3 在F2作用下 貨箱運(yùn)動(dòng)4 0s時(shí)撤掉推力 求貨箱從靜止開始運(yùn)動(dòng)的總位移大小 解析 1 貨箱在水平推力F1的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng) 由平衡條件有F1 mg 0則 0 5 2 貨箱在水平推力F2的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律有F2 mg ma則a m s2 1 0m s2 3 設(shè)在F2作用下貨箱的位移為x1 撤掉推力時(shí)貨箱速度為v 撤掉推力后貨箱加速度為a1 移動(dòng)的位移為x2 總位移為x 則x1 at2 1 0 16m 8 0mv at 1 4m s 4 0m s mg ma1 a1 5 0m s20 v2 2a1x2 x2 1 6mx x1 x2 9 6m 答案 1 0 5 2 1 0m s2 3 9 6m 1 一物塊靜止在粗糙的水平桌面上 從某時(shí)刻開始 物塊受到一方向不變的水平拉力作用 假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 以a表示物塊的加速度大小 F表示水平拉力的大小 能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是 C組教師專用題組 答案C物塊的受力如圖所示 當(dāng)F不大于最大靜摩擦力時(shí) 物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài) 合力為0 故其加速度為0 當(dāng)F大于最大靜摩擦力后 由牛頓第二定律得F f ma 即F f ma F與a成線性關(guān)系 選項(xiàng)C正確 2 2015北京101中學(xué)期中模擬 2 在光滑的水平面上 有一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1與F2作用 在第1s內(nèi)物體保持靜止?fàn)顟B(tài) 若力F1與F2隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示 則物體 A 在第2s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng) 加速度大小逐漸減小 速度逐漸增大B 在第3s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng) 加速度大小逐漸增大 速度逐漸增大C 在第4s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng) 加速度大小逐漸增大 速度逐漸增大D 在第5s末速度為零 加速度方向與F1方向相同 答案B第1s內(nèi)物體保持靜止?fàn)顟B(tài) 第2s內(nèi)物體受F合沿F1方向 F合大小由0增大 加速度a 由0增大 選項(xiàng)A錯(cuò) 第3s內(nèi)F合沿F1方向 v沿F1方向增大 a大小逐漸增大 B選項(xiàng)正確 第4s內(nèi)F合仍沿F1方向 逐漸減小 加速度逐漸減小 C選項(xiàng)錯(cuò) 第5s末速度沿F1方向且最大 D選項(xiàng)錯(cuò) 3 2013北京西城期末 一座大樓中有一部直通高層的客運(yùn)電梯 電梯的簡(jiǎn)化模型如圖 1 所示 已知電梯在t 0時(shí)由靜止開始上升 電梯的加速度a隨時(shí)間t的變化如圖 2 所示 如圖 1 所示 一質(zhì)量為M的乘客站在電梯里 電梯對(duì)乘客的支持力為F 根據(jù)a t圖像可以判斷 力F大小不變 且F Mg的時(shí)間段為 A 1 8s內(nèi)B 8 9s內(nèi)C 15 16s內(nèi)D 16 23s內(nèi) 答案D力F大小不變說(shuō)明乘客的加速度大小恒定 F Mg說(shuō)明乘客處于失重狀態(tài) 此時(shí)乘客的加速度方向向下 由a t圖可知 只有16 23s內(nèi)滿足此條件 故D正確 4 2014北京師大附中期中 5 如圖 a 所示 用一水平外力F推物體 使其靜止在傾角為 的光滑斜面上 逐漸增大F 物體開始做變加速運(yùn)動(dòng) 其加速度a隨F變化的圖像如圖 b 所示 取g 10m s2 根據(jù)圖 b 中所提供的信息不能計(jì)算出的是 A 物體的質(zhì)量B 斜面的傾角C 使物體靜止在斜面上時(shí)水平外力F的大小D 加速度為6m s2時(shí)物體的速度 答案D沿斜面方向應(yīng)用牛頓第二定律得 Fcos mgsin ma 整理得到a F關(guān)系式a F gsin 由圖像可求得該函數(shù)圖線的斜率k 0 4和縱軸上的截距 gsin 6m s2 代入g值 由此可得傾角和質(zhì)量的具體數(shù)值 利用斜率和其中已知的某一個(gè)點(diǎn)就可以求得a等于零時(shí)的力 由于物體做的是變加速直線運(yùn)動(dòng) 所以無(wú)法計(jì)算加速度為6m s2時(shí)物體的速度 綜合以上分析 應(yīng)該選D 5 2014北京朝陽(yáng)一模 16 如圖所示 A B兩物塊的質(zhì)量分別為m和M 讓它們靠在一起從光滑斜面的頂端由靜止開始下滑 已知斜面的傾角為 斜面始終保持靜止 則在此過(guò)程中物塊B對(duì)物塊A的壓力為 A Mgsin B Mgcos C 0D M m gsin 答案C由于它們是靠在一起下滑的 故A B下滑的加速度是相同的 先對(duì)A B整體進(jìn)行受力分析 并應(yīng)用牛頓第二定律可得 加速度a gsin 再對(duì)A進(jìn)行受力分析 要使其加速度仍為a 在沿斜面的方向上B對(duì)A的壓力為0 選項(xiàng)C正確 6 2018北京民大附中月考 5 某同學(xué)站在觀光電梯的地板上 利用速度傳感器和計(jì)算機(jī)研究觀光電梯升降過(guò)程中的情況 圖甲所示的v t圖像是計(jì)算機(jī)顯示的觀光電梯在某一段時(shí)間內(nèi)速度變化的情況 向上為正方向 在電梯底板上有一滑塊與輕彈簧相連 彈簧的另一端固定在電梯的側(cè)壁上 如圖乙所示 當(dāng)電梯靜止時(shí) 彈簧處于被壓縮狀態(tài) 整個(gè)裝置靜止 根據(jù)圖像提供的信息 可以判斷下列說(shuō)法中正確的是 A 在t 0時(shí) 圖乙中的滑塊可能開始運(yùn)動(dòng)B 在t 5s時(shí) 圖乙中的滑塊可能開始運(yùn)動(dòng)C 在t 10s時(shí) 圖乙中的滑塊可能開始運(yùn)動(dòng)D 在t 20s時(shí) 圖乙中的滑塊可能開始運(yùn)動(dòng) 答案C設(shè)滑塊所受重力為G 所受支持力大小為N 所受彈簧彈力為F彈 所受摩擦力為f 電梯靜止時(shí) F彈 f G N 最大靜摩擦力fm N 若要滑塊開始運(yùn)動(dòng) 要減小fm 則N減小的時(shí)刻滑塊可能開始運(yùn)動(dòng) 向上為正方向 t 10s時(shí) 電梯的加速度向下 處于失重狀態(tài) N減小 滑塊可能開始運(yùn)動(dòng) 7 2013北京海淀期中 16 圖甲是2012年我國(guó)運(yùn)動(dòng)員在倫敦奧運(yùn)會(huì)上蹦床比賽中的一個(gè)情景 設(shè)這位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)員的腳在接觸蹦床過(guò)程中 蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來(lái) 如圖乙所示 取g 10m s2 根據(jù)F t圖像求 1 運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量 2 運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度 3 在不計(jì)空氣阻力情況下 運(yùn)動(dòng)員重心離開蹦床上升的最大高度 甲乙 解析 1 由圖像可知運(yùn)動(dòng)員所受重力為500N 設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m 則m G g 50kg 2 由圖像可知蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的最大彈力為Fm 2500N 設(shè)運(yùn)動(dòng)員的最大加速度為am 則Fm mg mamam m s2 40m s2 3 由圖像可知運(yùn)動(dòng)員離開蹦床后做豎直上拋運(yùn)動(dòng) 離開蹦床的時(shí)刻為6 8s或9 4s 再下落到蹦床上的時(shí)刻為8 4s或11s 它們的時(shí)間間隔均為1 6s 根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性 可知其自由下落的時(shí)間為0 8s 設(shè)運(yùn)動(dòng)員上升的最大高度為H 則H gt2 10 0 82m 3 2m 答案 1 50kg 2 40m s2 3 3 2m 8 2016北京朝陽(yáng)期中 18 1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測(cè)定質(zhì)量的實(shí)驗(yàn) 這次實(shí)驗(yàn)的目的是要發(fā)展一種技術(shù) 找出測(cè)定軌道中人造天體質(zhì)量的方法 實(shí)驗(yàn)時(shí) 用雙子星號(hào)宇宙飛船 m1 去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組 m2 后者的發(fā)動(dòng)機(jī)已熄火 接觸以后 開動(dòng)雙子星號(hào)飛船的推進(jìn)器 使飛船和火箭組共同加速 如圖所示 推進(jìn)器的平均推力F等于895N 推進(jìn)器開動(dòng)時(shí)間為7s 測(cè)出飛船和火箭組的速度變化是0 91m s 已知雙子星號(hào)宇宙飛船的質(zhì)量m1 3400kg 求 1 飛船與火箭組的加速度a的大小 2 火箭組的質(zhì)量m2 解析 1 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式a 代入數(shù)據(jù)可得 a 0 13m s2 2 對(duì)整體 根據(jù)牛頓第二定律F m1 m2 a代入數(shù)據(jù)可得 m2 3484 6kg 答案 1 0 13m s2 2 3484 6kg 9 2014北京師大附中月考 19 如圖所示 水平面上緊靠放置著等厚的長(zhǎng)木板B C 未粘連 它們的質(zhì)量均為M 2kg 在B木板的左端放置著質(zhì)量為m 1kg的木塊A 可視為質(zhì)點(diǎn) A與B C間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 1 0 4 B C與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 2 0 1 滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力 開始整個(gè)系統(tǒng)處于靜止 現(xiàn)對(duì)A施加水平向右的恒定拉力F 6N 測(cè)得A在B C上各滑行了1s后 從C的右端離開木板 求 1 木板B C的長(zhǎng)度lB lC 2 若在木塊A滑上C板的瞬間撤去拉力F 木塊A從開始運(yùn)動(dòng)到再次靜止經(jīng)歷的總時(shí)間t 此問(wèn)答案保留3位有效數(shù)字 解析 1 A在B的上表面滑行過(guò)程 A受滑動(dòng)摩擦力fA 1mg 4N方向向左 根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系 B受A的摩擦力方向向右 而B要運(yùn)動(dòng)必須和C一起運(yùn)動(dòng) B和C與地面之間最大靜摩擦力fm 2 2M m g 5N由于fAfm 所以C的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng) a 0 5m s2經(jīng)過(guò)1秒鐘 A的位移xA vt at2 3mC的位移xC a t2 0 25m所以C的長(zhǎng)度lC xA xC 2 75m 2 A滑上C的表面后受摩擦力向左 同樣C受到摩擦力向右 大小仍是fA 1mg 4N而C受摩擦力