专题三 牛顿运动定律(3)·最新3年高考物理真题分类专项突破训练.pdf

专题三 牛顿运动定律 专项训练卷三 分钟 一 选择题 四川理综 分 如图所示 劲度数为k的轻弹簧的 一端固定在墙上 另一端与置于水平面上质量为m的物体接 触 未连接 弹簧水平且无形变 用水平力F缓慢推动物体 在弹性限度内弹簧长度被压缩了x 此时物体静止 撤去F 后 物体开始向左运动 运动的最大距离为 x 物体与水平 面间的动摩擦因数为 重力加速度为g 则 A 撤去F后 物体先做匀加速运动 再做匀减速运动 B 撤去F后 物体刚运动时的加速度大小为 k x m g C 物体做匀减速运动的时间为 x g D 物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的 功为 m g x m g k 全国新课标 分 如图 在光滑水平面上有一质量 为m 的足够长的木板 其上叠放一质量为m 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 k t k是常数 木板和木 块加速度的大小分别为a 和a 下列反映a 和a 变化的图 线中正确的是 四川理综 分 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 福建理综 分 如图 一不可伸长的轻 质细绳跨过滑轮后 两端分别悬挂质量为m 和 m 的物体A和B 若滑轮转动时与绳滑轮有一 定大小 质量为m且分布均匀 滑轮转动时与绳 之间无相对滑动 不计滑轮与轴之间的摩擦 设 细绳对A和B的拉力大小分别为T 和T 已知下列四个关 于T 的表达式中有一个是正确的 请你根据所学的物理知 识 通过一定的分析判断正确的表达式是 A T m m m g m m m B T m m m g m m m C T m m m g m m m D T m m m g m m m 全国 分 如图 轻弹簧上 端与一质量为m的木块 相连 下端 与另一质量为M的木块 相连 整个 系统置于水平放置的光滑木坂上 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 的加速度大小分别为a a重力加速度大小为 g 则有 A a a gB a g g C a a m M M gD a g a m M M g 海南 分 如图 水平地面上有一楔形物块a 其斜 面上有一小物块b b与平行于斜面的细绳的一端相连 细绳 的另一端固定在斜面上 a与b之间光滑 a和b以共同速度 在地面轨道的光滑段向左运动 当它们刚运行至轨道的粗糙 段时 A 绳的张力减小 b对a的正 压力减小 B 绳的张力增加 斜面对b的 支持力增加 C 绳的张力减小 地面对a的支持力增加 D 绳的张力增加 地面对a的支持力减小 山东理综 分 如图甲所示 物体沿斜面由静止滑 下 在水平面上滑行一段距离后停止 物体与斜面和水平面 间的动摩擦因数相同 斜面与水平面平滑连接 图乙中v a f 和s分别表示物体速度大小 加速度大小 摩擦力大小和路 程 图乙中正确的是 二 非选择题 上海 分 如图 将质量m k g的圆环套在 固定的水平直杆上 环的直径略大于杆的截面直径 环与杆 间动摩擦因数 对环施加一位于竖直平面内斜向上 与杆夹角 的拉力F 使圆环以a m s 的加速度 沿杆运动 求F的大小 取s i n c o s g m s 全国新课标 分 拖把是由拖杆和拖把头构成的 擦地工具 如图 设拖把头的质量为m 拖杆质量可以忽略 拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 重力加速度为g 某同学用该拖把在水平地板上拖地时 沿拖杆方向推拖把 拖杆与竖直方向的夹角为 若拖把头在地板上匀速移动 求推拖把的力的大小 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力 与此时地板对拖把的正压力的比值为 已知存在一临界 角 若 则不管沿拖杆方向的推力多大 都不可能 使拖把从静止开始运动 求这一临界角的正切t a n 江苏 分 如图所示 长为L 内壁光滑的直管与 水平地面成 角固定放置 将一质量为m的小球固定在管 底 用一轻质光滑细线将小球与质量为M k m的小物块相 连 小物块悬挂于管口 现将小球释放 一段时间后 小物块 落地静止不动 小球继续向上运动 通过管口的转向装置后 做平抛运动 小 球 在转 向过 程中 速 率不 变 重力 加速 度 为g 求小物块下落过程中的加速度大小 求小球从管口抛出时的速度大小 试证明小球平抛运动的水平位移总小于 L 上海 分 如图 质量m k g的物体静止于水 平地面的A处 A B间距L m 用大小为 N 沿水平 方向的外力拉此物体 经t s拉至B处 已知c o s s i n 取g m s 求物体与地面间的动摩擦因数 用大小为 N 与水平方向成 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 专项训练卷三 B D 命题立意 本题考查了胡克定律 牛顿第二定律 摩擦 力 功等知识 难度较大 解析 撤去F后 物体先受到大小减小的弹力和恒定的摩擦 力作用 不是匀加速运动 选项A错误 撤去F后 物体刚运 动时受到向左的弹力k x 和向右的摩擦力 m g 的作用 加速 度大小为k x m g 选项B正确 物体脱离弹簧后运动位移为 x 加速度大小为 g 末速度为零 则运动时间为 x g 选 项C错误 当物体合力为零时 速度最大 设物体向左运动x 时 合力为零 即 m g k x x 克服摩擦力做的功为W m g x m g x m g k 选项D正确 A 解析 考查最大静摩擦力问题 在随时间t增大的水平力 F k t作用下 m m 开始保持相对静止 整体分析加速度 a F m m k t m m 所以前一段时间加速度与时间成正 比 当二者之间达到最大静摩擦力之后 m 将开始相对m 滑动 以后m 受到滑动摩擦力做匀加速运动 a g保持 不变 而m 受到水平力F和相反方向的滑动摩擦力 则a F m g m k t m g m 所以a 继续增大 但增加的快了 A 解析 火箭向下喷气 产生向上反冲力 所以火箭开始喷 气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 减速原因是产生向上反冲 力 题中强调返回舱做减速直线运动 所以合力向上应该做 负功 合力向上 加速度向上 返回舱在喷气过程中处于超重 状态 C 解析 若m m 系统处于静止状态 则T m g 将 m m 代入四个表达式中 满足T m g的即为正确的 据此可判断表达式C正确 C 解析 在抽出木板的瞬时 弹簧对 的支持力和对 的压 力并未改变 物体受重力和支持力 m g F a 物体 受重力和压力 根据牛顿第二定律a F Mg M M m M g C 解析 在光滑段运动时 系统及物块b处于平衡状态 因 此有Fc o s FNs i n Fs i n FNc o s m g 当它们刚 运行至轨道的粗糙段时 系统有水平向右的加速度 此时有 两种可能 一是物块b仍相对静止 竖直方向加速度为零 则 仍成立 但Fc o s FNs i n m a 因此绳的张力将减小 而 地面对a的支持力不变 二是物块b相对于a向上滑动 具有 向上的加速度 是超重 因此绳的张力减小 地面对a的支持 力增大 C正确 C 解析 对物体进行受力分析和过程分析知 在斜面和水平 面受到的合力均为恒力 两段均为匀变速运动 所以A B都 不对 第一段摩擦力小于第二段 所以C正确 路程随着时间 的变化 曲线斜率应该变大 所以D错误 N 命题立意 本题考查牛顿第二定律及期应用 考查对基 本规律的理解能力 推理能力 分析综合能力 难度中等 解析 令Fs i n m g F N 当F N时 杆对环 的弹力向上 由牛 顿 定律Fc o s FN m a FN Fs i n m g 解得 F N 当F N时 杆对环的弹力向下 由牛 顿定律Fc o s FN m a Fs i n m g FN 解得F N 设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把 将推拖把 的力沿竖直和水平方向分解 按平衡条件有 Fc o s m g N Fs i n f 式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力 按摩擦定 律有f N 联立 式得F s i n c o s m g 若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始 运动 应有Fs i n N 这时 式仍满足 联立 式得s i n c o s m g F 现考察使上式成立的 角的取值范围 注意到上式右边总是 大于零 且当F无限大时极限为零 有s i n c o s 使上式成立的 角满足 这里 是题中所定义的临界 角 即当 时 不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖 把 临界角的正切为t a n 命题立意 本题考查的是受力分析 摩擦力的计算 力的合成 与分解 平衡条件 主要考查考生的分析能力 难度中等 设细线中的张力为T 根据牛顿第二定律 M g T M a T m g s i n m a 且 M k m 解得 a k k g 设M落地时的速度大小为v m射出管口时速度大小为 v M落地后m的加速度为a 根据牛顿第二定律 m g s i n m a 匀变速 直 线 运 动 v a Ls i n v v a L s i n 解得 v k k g L k 平抛运动 x v t Ls i n g t 解得 x L k k 则x L 得证 物体做匀加速运动 L a t 所以 a L t m s m s 由牛顿第二定律 F f m a f N 所以 f m g 设F作用的最短时间为t 小车先以大小为a的加速度 匀加速t秒 撤去外力后 以大小为a 的加速度匀减速t 秒 到达B处 速度恰为 由牛顿定律 Fc o s m g Fs i n m a 所以 a F c o s s i n m g m s a f m g m s 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 a t a t 所以 t a a t t t L a t a t 所以 t L a a s 另解 设力F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 由动能定理 Fc o s m g Fs i n s m g L s 所以 s m g L F c o s s i n m 由牛顿定律 Fc o s m g Fs i n m a 所以 a F c o s s i n m g m s 因为 s a t 所以 t s a s 专题四 曲 线 运 动 专项训练卷一 B D 命题立意 本题考查的是平抛运动 主要考查考生的分 析能力 难度较小 解析 由x v t y g t 可知 物体做平抛运动的时间由高 度决定 选项A错误 B正确 水平速度v x t x g y a 的时间短 射程长 水平速度大 选项C错误 b的射程x比c 大 b的初速度大 选项D正确 B C 命题立意 本题考查的是圆周运动及机械能守恒 难度 中等 解析 通 过B点 时 滑 块 受 重 力G和 支 持 力N作 用 有 N G mv r 所以N大于滑块重力 选项B正确 A错误 N 越大 表明滑到B点时的速度v越大 则h越大 选项C正 确 D错误 规律总结 特体具有竖直向上的加速度时处于超重状态 具 有向下的加速度时处于失重状态 A D 命题立意 本题考查平抛运动与自由落体运动的综合 问题 意在考查考生的分析综合能力 难度较大 解析 两球在竖直方向的运动规律完全相同 当v l g h A B刚好在第一次落地时相碰 当v l g h 时 A B在第 一次落地前相碰 当v l g h时 A B在第一次落地前不能 相碰 A B在第一次落地前能不能相碰取决于A的初速度 v 选项A正确 由于A的水平