【物理】2011年新版3年高考2年模拟 第三章：牛顿运动定律

第三章 牛顿运动定律 第一部分 三年高考题荟萃 2011 年高考新题 1(安徽第 17 题)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部 分，即把整条曲线用一系列不同半径的小 圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上的 A 点的曲率圆定义为：通过 A 点和曲线上紧 邻 A 点两侧的两点作一圆，在极限情况下， 这个圆就叫做 A 点的曲率圆，其半径 叫 做 A 点的曲率半径。现将一物体沿与水平 面成 角的方向已速度 0 抛出，如图 （b）所示。则在其轨迹最高点 P 处的曲率 半 径是 A B 20vg20sinvg C D 20cos20cosi 答案：C 解析：物体在其轨迹最高点 P 处只有水平速度，其水平速度大小为 v0cos，根据牛顿第二 定律得 ，所以在其轨迹最高点 P 处的曲率半径是 ， 20(cos)vmg 20cosg C 正确。 2(新课标理综第 21 题).如图，在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板，其上叠放 一质量为 m2的木块。假定木块和木板之间 的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给 木块施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt（k 是常数） ，木板和木块加速度的大 小分别为 a1和 a2，下列反映 a1和 a2变化的图线中正确的是（A） 解析：主要考查摩擦力和牛顿第二定律。木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静 摩擦力。在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定 律 。木块和木板相对运动时， 恒定不变，2121mkta 12mga A v0 P 图 （a） 图 （b） 。所以正确答案是 A。gmkta2 3（2011 天津第 2 题） 如图所示，A、B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对 静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中 B 受到的摩擦 力 A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小 C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小 【解析】：考查牛顿运动定律处理连接体问题的基本方法， 简单题 。 对于多个物体组成的物体系统，若系 统内各个物体具有相同的运 动状态， 应优先选取整 体法分析，再采用隔离法求解。取 A、B 系统整体分析有 ，a=g，B 与 A 具有共同的运动状态，取 B 为研究对象，A=()()BAfmgm人 由牛顿第二定律有： ，物体 B 做速度方向向右的匀减速运动，故Bf常 数 而加速度方向向左。 【答案】：A 4（2011 四川第 19 题） 如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返 回 地面的示意图，假定其过程可简化为： 打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需 点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动， 则 A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力 C 返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功 D.返回舱在喷气过程中处于失重状态 【答案】A 【解析】在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于超重状 态，动能减小，返回舱所受合外力做负功，返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火 箭向下喷气而获得向上的反冲力。火箭开始喷气前匀速下降拉力等于重力减去返回舱受到 的空气阻力，火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小。 5（2011 江苏第 9 题） 如图所示，倾角为 的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够 长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别 为 M、m(Mm)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相 等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在 角取不同值的情况下，下列说法正确的有 A两物块所受摩擦力的大小总是相等 B两物块不可能同时相对绸带静止 CM 不可能相对绸带发生滑动 Dm 不可能相对斜面向上滑动 6（2011北京第18题）.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十 第 3 页 共 96 页 米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况 如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极 过程中最大加速度约为 AG B2g C3g D4g 7（2011上海第19题）受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其 vt 图线如图所示，则 (A)在 秒内，外力 大小不断增大10t:F (B)在 时刻，外力 为零 (C)在 秒内，外力 大小可能不断减小12t (D)在 秒内，外力 大小可能先减小后增大:F 答案：CD 8（2011上海第26题）.(5 分)如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b 的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。 (1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间 和 ，则小车加速度1t2 。a (2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是( ) (A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度bb (C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距dd 答案 （1） 2221()bdtt (2)B，C 9（2011 天津第 19 题） （1）某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地 面上用测力计测量砝码的重力，示数为 G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力， 发现测力计的示数小于 G，由此判断此时电梯的运动状态可能是减速上升或加速下降。 【解析】：物体处于失重状态，加速度方向向下，故而可能是减速上升或加速下降。 （2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。 该金属丝的直径是 1.706mm 【解析】：注意副尺一定要有估读。读数为 1.5+20.60.01mm=1.706mm。因 为个人情况不同，估 读不一定一致，本 题读数 1.704-1.708 都算正确。 10.(浙江第 21 题)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有 定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺 、天平、导线。为了完成实验，还须 从下图中选取实验器材，其名称是 （漏选或全选得零分） ；并分别写出所选器材 的作用 。 答案：学生电源、电磁打点 计时器、钩码、砝码 或电火花计时器、钩码、砝码 学生电源为电磁打点计时器 提供交流电源；电磁打点计时 器（电火花计时器）记录小车 运动的位置和时间；钩码用以 改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。 解析：电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车 的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。如果选电磁 打点计时器，则需要学生电源，如果选电火花计时器，则不需要学生电源。 11(新课标理综第 23 题).（10 分） 利用图 1 所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门， 其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑 块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所 用的时间 t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下 滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离 s，记下相应的 t 值；所得数据如下表所示。 第 5 页 共 96 页 s（m） 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t(ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s/t(m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图： （1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 v1测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是_； (2)根据表中给出的数据，在图 2 给出的坐标纸上 画 出 图线； （3）由所画出的 图线，得出滑块加速度的大小为 a=_m/s2（保留 2 位有效数字） 。 解析：（1）滑块做匀加速直线运动，利用 有 解得atvvt02和 1tastvtts121或 （2） 图 线 如 图 所 示 （3）由 可知， 斜率绝对值为12vatts图 线ts 即 ，解得 a=221k 12(重庆第 22（2）题)某同学设计了如题 22 图 3 所示的装置，利用米尺 、秒表、轻绳、 轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材 来制定滑块和轨道间的动摩擦因数 。滑 块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为 M，滑块上砝码总质量为 m，托盘和盘中 砝 码的总质量为 m，实验中，滑块在水平轨道上从 A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动， 重力加速度 g 取 10ms 2。 为测量滑块的加速度 ，须测出它在 a A、B 间运动的 与 ， 计 算 的运动学公式是 ；a 根据牛顿运动定律得到 与 的关系 am 为： 1gaMm 他想通过多次改变 ，测出相应的 值，a 并利用上式来计算 。若要求 是 的一次函数，必须使上式中的 保持m 不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于 ； 实验得到 与 的关系如题 22 图 4 所示，由此可知 = （取两位有效数字）a 答案 ：位移 时间 m+m 滑块上 =0.23(0.210 25) 13(上海第31题)(12 分)如图，质量 的物体静止于水平地面的A处，A、B间距2mkg L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经 拉至B处。(已知02ts ， 。取 )cos370.8sin370.6210/s (1)求物体与地面间的动摩擦因数； (2)用大小为30N，与水平方向成37的力斜 向 上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动 并能到达B处，求该力作用的最短时间t。 答案(12 分) (1)物体做匀加速运动 (1 分)201Lat 第 7 页 共 96 页 （1 分） 22010(/)Lamst 由牛顿第二定律 （1 分）Ff (1 分)3021()N (1 分)0.5fmg (2)设 作用的最短 时间为 ，小车先以大小为 的加速度匀加速 秒，撤去外力后，Ftat 以大小为 ，的加速度匀减速 秒到达 B 处，速度恰 为 0，由牛 顿定律a (1 分)cos37(sin37)am (120(.85.6)1.5(/)2g ms 分) （1 分）25(/)fagsm 由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有 （1 分）t （1 分）1.2.35ta （1 分）2Lt （1 分）220.3().31.5t sa （2）另解：设力 作用的最短时间为 t，相 应的位移为 s，物体到达 B 处速度恰为 0，由动能定F 理 （2 分）cos7(sin37)()0mgmgL （1 分）0.5216.()(3i)(8.)LF 由牛顿定律 （1 分）cos7(sin37)mga （1 分）20(.850.6).5(/)2ag ms （1 分）21st （1 分）26.01.3()5st sa 2010 年高考新题 12010全国卷15 如右图，轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相连，下端与另 一质量为 M 的木块 2 相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。 现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、2 的加速度大小分别为 1a、2a 。重力加速度大小为 g。则有 A 1g， 2 B 10a， 2g C 0， mM D ， mM 【答案】C 【解析】在抽出木板的瞬时，弹簧对 1 的支持力和对 2 的压力并未改变。对 1 物体受重力 和支持力，mg=F,a 1=0. 对 2 物体受重力和压力，根据牛顿第二定律gMmFa 【命题意图与考点定位】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题，关键是区分瞬时 力与延时力。 2. 2010福建16 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 因数为 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 随 时间 t 的变化规律如图所示。重力加速度 g 取 10ms， 则物体在 t=0 至 t=12s 这段时间的位移大小为 A.18m B.54m C.72m D.198m 答案：B 32010上海物理5 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中 所受空气阻力大小不变，则物体 （A）刚抛出时的速度最大 （B）在最高点的加速度为零 第 9 页 共 96 页 （C）上升时间大于下落时间 （D）上升时的加速度等于下落时的加速度 【解析】 mfga上 ， fga下 ，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D 错误； 根据 21ht，上升时间小于下落时间，C 错误，B 也错误，本题选 A。 本题考查牛顿运动定律和运动学公式。难度：中。 42010海南物理3 下列说法正确的是 A若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零 B若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动 C若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动 D若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动 【答案】D 【解析】物体运动速率不变但方向可能变化，因此合力不一定为零，A 错；物体的加速度 均匀增加，即加速度在变化，是非匀加速直线运动，B 错；物体所受合力与其速度方向相 反，只能判断其做减速运动，但加速度大小不可确定，C 错；若物体在任意的相等时间间 隔内位移相等，则物体做匀速直线运动，D 对。 52010海南物理6 在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动， 经一段时间 t 后停止现将该木板改置成倾角为 45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木 板上滑若小物块与木板之间的动摩擦因数为 则小物块上滑到最高位置所需时间与 t 之比为 A 21 B 12 C 2D 12 【答案】A 【解析】木板水平时，小物块的加速度 1ag，设滑行初速度为 0v，则滑行时间为0tgv ；木板改成后，小物块上滑的加速度2sin45cos45(1)2mgga ，滑行时间 002(1)tagv ，因此 12at ，A 项正确。 62010海南物理8 如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：木箱静 止时弹自由落体处于压缩状态且物块压在箱顶上若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无 压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为 A加速下降 B加速上升 C减速上升 D减速下降 【答案】BD 【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无 压力时，表明系统有向上的加速度，是超重，BD 正确。 72010海南物理12 雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大， 它受到的空气阻力越大：此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨 滴半径的 次方成正比( 12 )假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落， 最终它们都_（填“加速”、 “减速”或”匀速”）下落 _（填“大”或“小”）雨滴先落 到地面；接近地面时，_（填“大”或“ 小”）雨滴的速度较小 【答案】匀速(2 分) 大(1 分) 小(1 分) 【解析】由于雨滴受到的空气阻力与速度有关，速度越大阻力越大，因此最终当阻力增大 到与重力平衡时都做匀速运动；设雨滴半径为 r，则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力fr ，而重力 34mgr ，由于 12 ，因此半径大的匀速运动的速度大，先 落地且落地速度大，小雨滴落地速度小。 8. 2010福建22 如图所示，物体 A 放在足够长的木板 B 上，木 板 B 静止于水平面。t=0 时，电动机通过水平细绳以恒力 F 拉木板 B，使它做初速度为零，加速度 aB=1.0m/s2 的匀加速直线运动。已 知 A 的质量 mA 和 B 的质量 mg 均为 2.0kg,A、B 之间的动摩擦因数 1=0.05，B 与水平面 之间的动摩擦因数 2=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度 g 取 10m/s2。求 （1）物体 A 刚运动时的加速度 aA (2)t=1.0s 时，电动机的输出功率 P； （3）若 t=1.0s 时，将电动机的输出功率立即调整为 P=5W，并在以后的运动过程中始终 第 11 页 共 96 页 保持这一功率不变，t=3.8s 时物体 A 的速度为 1.2m/s。则在 t=1.0s 到 t=3.8s 这段时间内木 板 B 的位移为多少？ 答案： 92010海南物理16 图 l 中，质量为 m的 物块叠放在质量为 2m的足够长的木板上方右 侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板 之间的动摩擦因数为 0.2在木板上施加一 水平向右的拉力 F，在 03s 内 F 的变化如图 2 所示，图中 F 以 mg为单位，重力加速度 10m/sg整个系统开始时静止 (1)求 1s、1.5s、2s、3s 末木板的速度以及 2s、3s 末物块的速度； (2)在同一坐标系中画出 03s 内木板和物块的 tv图象，据此求 03s 内物块相对于木板滑 过的距离。 2m m F 图 1 图 2 1 2 1 3 t/s0 0.4 F/mg 1.5 【答案】 （1） （2） 【解析】(1)设木板和物块的加速度分别为 a和 ，在 t时刻木板和物块的速度分别为 tv和tv ，木板和物块之间摩擦力的大小为 f，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得fma g ，当 ttv2121()ttv Ffma 2121()ttt 由 式与题给条件得11.5234/s,/s,4/s,m/svv 23m (2)由式得到物块与木板运动的 t图象，如右图所示。在 03s 内物块 相对于木板的距离 s等于木板和物块 v图线下的面积之差，即图中带阴影 的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为 0.25(m)， 下面的三角形面积为 2(m)，因此2.5ms v/(ms-1) 1 2 3 t/s0 4.5 1.5 4 2 物块 木板 第 13 页 共 96 页 2009 年高考题 一、选择题 1.（09全国卷15）两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在 00.4s 时 间内的 v-t 图象如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的 质量之比和图中时间 t1分别为 （ B ） A 3和 0.30s B3 和 0.30s C 13和 0.28s D3 和 0.28s 解析：本题考查图象问题.根据速度图象的特点可知甲做匀加速,乙做匀减速.根据 tva 得 乙甲 a,根据牛顿第二定律有 乙甲 mF,得 乙甲 ,由tsm4.01/14.02乙 ,得 t=0.3s,B 正确。 2.（09上海7）图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在 O点，另一端和运动员 相连。运动员从 O点自由下落，至 B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的 C点到达最低 点 D，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程，下列表述正确的是 （ B ） 经过 点时，运动员的速率最大 经过 C点时，运动员的速率最大 从 点到 D点，运动员的加速度增大 从 点到 点，运动员的加速度不变 A B C D 3.（09上海46）与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自 行车的部分技术参数。在额定输出功率不变的情况下，质量为 60Kg 的人骑着此自行车沿 平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的 0.04 倍。当此电动车达到最大速度时，牵引力 为 N,当车速为 2s/m 时，其加速度为 m/s2(g=10m m/s2) 规格 后轮驱动直流永磁铁电机 车型 14 电动自行车 额定输出功率 200W 整车质量 40Kg 额定电压 48V 最大载重 120 Kg 额定电流 4.5A 答案：40：0.6 4.（09宁夏20）如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板 上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍 有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 （ BC ） A.物块先向左运动，再向右运动 B.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动 C.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动 D.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零 5.（09广东物理8）某人在地面上用弹簧秤称得体重为 490N。他将弹簧秤移至电梯内 称其体重， 0t至 3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的 v-t 图可能是（取电梯 向上运动的方向为正） （ A ） 解析：由图可知，在 t0-t1 时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具 有向下的加速度，在 t1-t2 阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在 t2-t3 阶 段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上的加速度，若电梯向下运动， 则 t0-t1 时间内向下加速，t 1-t2 阶段匀速运动，t 2-t3 阶段减速下降， A 正确；BD 不能实现人 进入电梯由静止开始运动，C 项 t0-t1 内超重，不符合题意。 6.（09江苏物理9）如图所示，两质量相等的物块 A、B 通过一轻质弹簧连接，B 足够 第 15 页 共 96 页 长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹 性限度内。在物块 A 上施加一个水平恒力， A、B 从静止开始运动到第一次速度相等的过 程中，下列说法中正确的有 （ BCD ） A当 A、B 加速度相等时，系统的机械能最大 B当 A、B 加速度相等时，A、B 的速度差最大 C当 A、B 的速度相等时，A 的速度达到最大 D当 A、B 的速度相等时，弹簧的弹性势能最大 解析：处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图象处理则可以使问 题大大简化。对 A、B 在水平方向受力分析如图，F 1 为弹簧的拉力；当加速度大小相同为 a 时，对有 ma1，对有 a1，得 2F，在整个过程中的合力（加 速度）一直减小而的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前 A 的合力（加速 度）一直大于的合力（加速度） ，之后 A 的合力（加速度）一直小于的合力（加速度） 。 两物体运动的 v-t 图象如图，t l 时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t 2 时刻 两物体的速度相等，速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对 位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功，系统机械能增加， tl 时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。 7.（09广东理科基础4）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为 70.0kg 的工 人站在地面上，通过定滑轮将 20.0kg 的建筑材料以 0500ms 2 的加速度拉 升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g 取 lOms 2) （ B ） A510 N B490 N C890 N D910 N 解析：对建筑材料进行受力分析。根据牛顿第二定律有 amgF,得绳子的拉力大小 等于 F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得 NMg,得 FN=490N,根据牛顿第三定 律可知人对地面间的 压力为 490N.B 对。 8.（09广东理科基础15）搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上， 大小为 F 时，物体的加速度为 a1；若保持力的方向不变，大小变为 2F 时，物体的加速度 为 a2，则 （ D ） Aa l=a2 Ba 12al 解析：当为 F 时有 mf，当为 2F 时有 mfafFmf 12， 可知 12，D 对。 9.（09山东17）某物体做直线运动的 v-t 图象如图甲所示，据此判断图乙（F 表示物体 所受合力，x 表示物体的位移）四个选项中正确的是 （ B ） 解析：由图甲可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s- 4s 做正方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s 做负方向匀加速直线运动，所 以受力为负，恒定，6s-8s 做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析 B 正 第 17 页 共 96 页 确。 考点：v-t 图象、牛顿第二定律 提示：在 v-t 图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度恒定，受力恒定。 速度时间图象特点： 因速度是矢量，故速度时间图象上只能表示物体运动的两个方向，t 轴上方代表的 “正方向” ，t 轴下方代表的是 “负方向” ，所以“速度时间”图象只能描述物体做“直 线运动”的情况，如果做曲线运动，则画不出物体的“位移时间”图象； “速度时间”图象没有时间 t 的“负轴” ，因时间没有负值，画图要注意这一点； “速度时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度，斜率的大小表示加 速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向； “速度时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移。 10.（09山东18）2008 年 9 月 25 日至 28 日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞 行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点 343 千米处点火加速， 由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟。 下列判断正确的是 （ BC ） A飞船变轨前后的机械能相等 B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 解析：飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以 A 不正确。飞船在圆轨道上时万有引 力来提供向心力，航天员出舱前后都处于失重状态，B 正确。飞船在此圆轨道上运动的周 期 90 分钟小于同步卫星运动的周期 24 小时，根据 2T可知，飞船在此圆轨道上运动 的角度速度大于同步卫星运动的角速度，C 正确。飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有 万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以相等， D 不正确。 考点：机械能守恒定律，完全失重，万有引力定律 提示：若物体除了重力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力) 不做功，且其他 力做功之和不为零，则机械能不守恒。 根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。 P A 地球 Q 轨道 1 轨道 2 由 22MmvGr 得 Gr，由 22()MmrrT得 3rGM ，由2 得 3， 2na可求向心加速度。 11.（09山东22）图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角 为 30，质量为 M 的木箱与轨道的动摩擦因数为 36。木箱在轨道端时，自动 装货装置将质量为 m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下， 与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶 端，再重复上述过程。下列选项正确的是 （ BC ） AmM Bm2M C木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性 势能 解析：受力分析可知，下滑时加速度为 cosg，上滑时加速度为 cosg，所 以 C 正确。设下滑的距离为 l，根据能量守恒有()coscosinmMglgml ，得 m2M 。也可以根据除了重力、弹性 力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力 )做的功之和等于系统机械能的变化量， B 正确。 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能， 所以 D 不正确。 考点：能量守恒定律，机械能守恒定律，牛顿第二定律，受力分析 提示：能量守恒定律的理解及应用。 12.（09安徽17）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人 乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。 一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这 两个过程，如图所示。那么下列说法中正 确的是 （ C ） A. 顾客始终受到三个力的作用 B. 顾客始终处于超重状态 第 19 页 共 96 页 C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持 力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对 电梯的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦 力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下。 13.（09安徽18）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的 abcd，顶点 a、 c 处分别固 定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于 b 点，自由释放， 粒子将沿着对角线 bd 往复运动。粒子从 b 点运动到 d 点的过程中 （ D ） A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大，后减小 D. 电势能先减小，后增大 解析：由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的。所以 A 错；由等量正 电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线 O 点的电势最高，所以从 b 到 a，电 势是先增大后减小，故 B 错；由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相 互转化，故电势能与机械能的和守恒，C 错；由 b 到 O 电场力做正功，电势能减小， 由 O 到 d 电场力做负功，电势能增加，D 对。 二、非选择题 14.（09山东24） （15 分）如图所示，某货场而将质量为 m1=100 kg 的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击， 现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑 下，轨道半径 R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板 A、B，长度均为 l=2m，质量均为 m2=100 kg，木板上表面与轨道末端 相切。货物与木板间的动摩擦因数为 1，木板与地面间的动摩擦因数 =0.2。 （最大静摩 擦力与滑动摩擦力大小相等，取 g=10 m/s2） （1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。 （2）若货物滑上木板 4 时，木板不动，而滑上木板 B 时，木板 B 开始滑动，求 1应满足 的条件。 FN mg f a a b c c d O （3）若 1=0。5，求货物滑到木板 A 末端时的速度和在木板 A 上运动的时间。 解析：（1）设货物滑到圆轨道末端是的速度为 0v，对货物的下滑过程中根据机械能守恒 定律得， 210mgRv设货物在轨道末端所受支持力的大小为 NF,根据牛顿第二定律得，1NF 联立以上两式代入数据得 30NF 根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为 3000N，方向竖直向下。 （2）若滑上木板 A 时，木板不动，由受力分析得 1212()mgg 若滑上木板 B 时，木板 B 开始滑动，由受力分析得 联立式代入数据得 10.6。 （3） 10.5，由式可知，货物在木板 A 上滑动时，木板不动。设货物在木板 A 上做 减速运动时的加速度大小为 1a，由牛顿第二定律得 11mga 设货物滑到木板 A 末端是的速度为 v，由运动学公式得 20vl 联立式代入数据得 14/ms 设在木板 A 上运动的时间为 t，由运动学公式得 101vat 联立式代入数据得 0.s。 考点：机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动学方程、受力分析 15.（09安徽22） （14 分）在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登， 最终点燃 了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上 升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的 定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量 为 65kg，吊椅的质量为 15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取 210m/sg。 当运动员与吊椅一起正以加速度 21m/sa上升时，试求 （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力。 F F (m 人 +m 椅 )g a 第 21 页 共 96 页 答案：440N，275N 解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为 F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉 力相等，吊椅受到绳的拉力也是 F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：amgm-2F人人人人 N40 由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 （2）设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：amg-FN人人75 由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为 275N 解法二:设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员竖直向下的拉力为 F，对吊椅的压力 大小为 FN。 根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为 F，吊椅对运动员的支持力为 FN。分别以运 动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 ag-N mF 由得 40 N275 16.（09江苏13） （15 分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量 m =2，动力 系统提供的恒定升力 F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞 行时所受的阻力大小不变，g 取 10m/s2。 （1）第一次试飞，飞行器飞行 t1 = 8 s 时到达高度 H = 64 m。求飞行器所阻力 f 的大小； （2）第二次试飞，飞行器飞行 t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞 行器能达到的最大高度 h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到 恢复升力的最长时间 t3 。 解析： F F (m 人 +m 椅 )g a （1）第一次飞行中，设加速度为 1a 匀加速运动 21tH 由牛顿第二定律 1mfgF 解得 )(4Nf （2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为 1v，上升的高度为 1s 匀加速运动 21tas 设失去升力后的速度为 2，上升的高度为 2s 由牛顿第二定律 mfg21tav2s 解得 )(41msh （3）设失去升力下降阶段加速度为 3a；恢复升力后加速度为 4a，恢复升力时速度为v 由牛顿第二定律 3mfg F+f-mg=ma4 且 234vha V3=a3t3 解得 t3= 2(s)(或 2.1s) 17.（09海南物理15） （9 分）一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以012/vms 的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车 厢脱落，并以大小为 2/as的加速度减速滑行。在车厢脱落 3ts后，司机才发觉并 紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的 3 倍。假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停 第 23 页 共 96 页 下后两者之间的距离。 解析：设卡车的质量为 M，车所受阻力与车重之比为 ；刹车前卡车牵引力的大小为 F， 卡车刹车前后加速度的大小分别为 1a和 2。重力加速度大小为 g。由牛顿第二定律有120 3fgFMa 设车厢脱落后， 3ts内卡车行驶的路程为 1s，末速度为 1v，根据运动学公式有210vta 1 212vs 式中， 2s是卡车在刹车后减速行驶的路程。设车厢脱落后滑行的路程为 ,s，有20vas 卡车和车厢都停下来后相距 12ss 由至式得 20243vsta 10 带入题给数据得 6sm 11 评分参考：本题 9 分。至式各 1 分， 式 1 分11 18.（09上海物理22） （12 分）如图 A ，质量 m1kg 的物体沿倾角 37的固定粗糙 斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速 v 成正比， 比例系数用 k 表示，物体加速度 a 与风速 v 的关系如图 B所示。求： （1）物体与斜面间的动摩擦因数 ；（2）比例系数 k。 （sin37 0=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2） 解析：（1）对初始时刻：mg sin mgcosma 0 1 由图读出 a0=4m/s2 代入 式， 1 解得： 0.25； gsin ma0gcos （2）对末时刻加速度为零：mg sin Nkvcos 0 2 又 Nmgcos kvsin 由图得出此时 v=5 m/s 代入 式解得：k 0.84kg/s。 2 mg（sin cos）v（sin cos 19.（09广东物理20） （17 分）如图 20 所示，绝缘长方体 B 置于水平面上，两端固定 一对平行带电极板，极板间形成匀强电场 E。长方体 B 的上表面光滑，下表面与水平面的 动摩擦因数 =0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同） 。B 与极板的总质量 Bm=1.0kg. 带正电的小滑块 A 质量 m=0.60kg，其受到的电场力大小 F=1.2N.假设 A 所带的电量不影 响极板间的电场分布。t=0 时刻，小滑块 A 从 B 表面上的 a 点以相对地面的速度Av =1.6m/s 向左运动，同时， B（连同极板）以相对地面的速度 Bv=0.40m/s 向右运动。问 （g 取 10m/s2） （1）A 和 B 刚开始运动时的加速度大小分别为多少？ （2）若 A 最远能到达 b 点， a、b 的距离 L 应为多少？从 t=0 时刻至 A 运动到 b 点时，摩 擦力对 B 做的功为多少？ 解析：由牛顿第二定律 Fm有 第 25 页 共 96 页 A 刚开始运 动时的加速度大小 2.0/AFams 方向水平向右 B 刚开始运动时受电场力和摩擦力作用 由牛顿第三定律得电场力 1.2N 摩擦力 ()08ABfmg B 刚开始运动时的加速度大小 2.0/BFfams 方向水平向左 设 B 从开始匀减速到零的时间为 t1，则有 1.Bvta 此时间内 B 运动的位移 10.42Bvs t1 时刻 A 的速度 /AAvatms，故此过程 A 一直匀减速运动。 此 t1 时间内 A 运动的位移 11().28Avts 此 t1 时间内 A 相对 B 运动的位移 103Bs 此 t1 时间内摩擦力对 B 做的功为 .wfJ t1 后，由于 Ff，B 开始向右作匀加速运动，A 继续作匀减速运动，当它们速度 相等时 A、B 相距最远，设此过程运动时间为 t2，它们速度为 v，则有 对 A 速度 12Avat 对 B 加速度 210.4/BFfms 速度 12vat 联立以上各式并代入数据解得 0.2/vs 0.5ts 此 t2 时间内 A 运动的位移 1()3AAsm 此 t2 时间内 B 运动的位移 2.Bt 此 t2 时间内 A 相对 B 运动的位移 220.ABs 此 t2 时间内摩擦力对 B 做的功为 14wfJ 所以 A 最远能到达 b 点 a、b 的距离 L 为 120.6sm 从 t=0 时刻到 A 运动到 b 点时，摩擦力对 B 做的功为 120.7fwJ。 2008 年高考题 1.(08 宁夏理综 20)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与 车顶相连.小球某时刻正处于如图所示状态.设斜面对小球的支持力为 N,细绳对 小球的拉力为 T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的 ( ) A.若小车向左运动,N 可能为零 B.若小车向左运动,T 可能为零 C.若小车向右运动,N 不可能为 D.若小车向右运动,T 不可能为零 答案 AB 解析 小球相 对于斜面静止时,与小车具有共同加速度,如图甲、乙所示,向左的加速度最 大则 T=0,向右的加速度最大则 N=0,根据牛顿第二定律,合外力与合加速度方向相同沿水 平方向,但速度方向与力没有直接关系. 2.（08 全国19）一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电荷量不变的小 油滴,小油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零, 经一段时间后,油滴以速率 v 匀速下降;若两极板间的电压为 U,经一段时间后,小油滴以 速率 v 匀速上升.若两极板间电压为-U ,小油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是 （ ） A.2v、向下 B.2v、向上 C.3v、向下 D.3v、向上 答案 C 解析 以油滴为研究对象,根据共点力平衡条件： 不加电压时,mg-kv=0 第 27 页 共 96 页 所加电压为 U 时,mg+kv- 0dq 所加电压为-U 时,mg+ v人k 由以上各式得:v=3v,方向竖直向下. 3.(08 山东理综 19)直升机悬停在空中向