C单元牛顿运动定律(2013高考真题+模拟新题).doc

C单元 牛顿运动定律C1牛顿第一定律、牛顿第三定律34物理选修34(15分)C12013新课标全国卷 (1)(5分)如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A_A0(填“”“”“”或“”)33(1)0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示不计重力求在t0到tT的时间间隔内，(1)粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间25解析 解法一：(1)带电粒子在0、T时间间隔内做匀变速运动，设加速度分别为a1、a2、a3、a4，由牛顿第二定律得a1a22a32a4由此得带电粒子在0T时间间隔内运动的加速度时间图像如图(a)所示，对应的速度时间图像如图(b)所示，其中图(a)图(b)v1a1由图(b)可知，带电粒子在t0到tT时的位移为sv1由式得sT2它沿初始电场正方向(2)由图(b)可知，粒子在tT到tT内沿初始电场的反方向运动，总的运动时间为t为tTT解法二：(1)带电粒子在0、T时间间隔内做匀变速运动，设加速度分别为a1、a2、a3、a4，由牛顿第二定律得qE0ma12qE0ma22qE0ma3qE0ma4设带电粒子在t、t、t、tT时的速度分别为v1、v2、v3、v4，则v1a1v2v1a2v3v2a3v4v3a4设带电粒子在t0到tT时的位移为s，有s()联立以上各式可得s它沿初始电场正方向(2)由电场的变化规律知，t时粒子开始减速，设经过时间t1粒子速度减为零0v1a2t1将代入上式，得t1粒子从t时开始加速，设经过时间t2速度变为零0v2a3t2此式与式联立得t2t0到tT内粒子沿初始电场反方向运动的时间t为t(t1)t2将式代入式得t14C52013江苏卷 (16分)如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2，各接触面间的动摩擦因数均为.重力加速度为g.(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；(3)本实验中，m1 0.5 kg，m20.1 kg, 0.2，砝码与纸板左端的距离d0.1 m，取g10 m/s2.若砝码移动的距离超过l0.002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？14解析 (1)砝码对纸板的摩擦力f1m1 g桌面对纸板的摩擦力f2(m1m2)gff1f2解得f(2m1m2)g(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则f1m1a1Ff1f2m2a2发生相对运动a2a1解得F2(m1m2)g (3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1a1t纸板运动的距离dx1a2t纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离x2a3tlx1x2由题意知a1a3，a1t1a3t2解得F2m1(1)m2g代入数据得F22.4 N.22C52013新课标全国卷 图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图图(a)实验步骤如下：用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB，求出加速度a；图(b)多次重复步骤，求a的平均值a；根据上述实验数据求出动摩擦因数.回答下列问题：(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图(b)所示，其读数为_cm.(2)物块的加速度a可用d、s、tA和tB表示为a_(3)动摩擦因数可用M、m、a 和重力加速度g表示为_(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于_(填“偶然误差”或“系统误差”)22(1)0.960(2)(3)(4)系统误差解析 (1)考查游标卡尺的读数规则，此题为20分度，最小分度为0.05 mm，通过数格可看出第12格与主尺对齐，所以读数为9 mm0.0512 mm9.60 mm，即0.960 cm.(2)根据运动学公式vv2as，其中vB，vA ，故a.(3)对重物由牛顿第二定律：mgFma对物块由牛顿第二定律：FMgMa联立解得 (4)若细线没有调整到水平，物块受到的合力就不是(F一Mg)，像这种由于原理上不完善而带来的误差就是系统误差9C5、E62013江苏卷 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)物块的质量为m，ABa，物块与桌面间的动摩擦因数为.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零重力加速度为g.则上述过程中()A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于WmgaB物块在B点时，弹簧的弹性势能小于WmgaC经O点时，物块的动能小于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能 甲9BC解析 先大致画出O点所在位置，如图甲所示，设OA的距离为b.当物块从A由静止向左运动时，受力如图乙所示，fmg，此过程中，弹簧在缩短，弹簧拉力FT变小；当到达O点右侧某点P时，FT与f相等，此时合力为0，由于惯性，物块继续向左运动；当物块到达O点时，水平方向只受摩擦力f，但仍向左运动至B停止在AP段，物块除受摩擦阻力外，还受弹簧拉力这一个动力作用，而在OB段，物块除受到摩擦阻力外，还受弹簧弹力这一个阻力作用，所以物块很快停止，OBOA，所以ba.当拉力把物块从O点由静止拉至A点时，根据动能定理得WmgbEpA，即EpAWmgbWmga，选项A错误；对物块从A运动至B的过程中运用动能定理得EpAEpBmg0，即EpBWmgbmgaWmga，选项B正确；经O点时，物块的动能是EpOEpAmgbW2mgb5 m/s，故热气球不是匀加速上升，说明随着速度的增加，空气阻力也越来越大，故B错误如果热气球一直匀加速上升，则上升180 m所用的时间t12 s10 s，说明上升10 s后还未上升到180 m处，速度小于5 m/s，故C错误以5 m/s的速度匀速上升阶段，空气阻力fFmg230 N，故D正确21B4，C52013福建卷 质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环已知重力加速度为g，不计空气影响(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小；(2)若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示求此状态下杆的加速度大小a；为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？21解析 (1)如图1，设平衡时，绳