高考物理总复习 必考部分 专题三 牛顿运动定律习题课件2.ppt

专题三牛顿运动定律 高考物理 课标 专用 考点一对牛顿运动定律的理解1 2016课标 18 6分 多选 一质点做匀速直线运动 现对其施加一恒力 且原来作用在质点上的力不发生改变 则 a 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同b 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直c 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同d 质点单位时间内速率的变化量总是不变 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 答案bc由题意知此恒力即为质点所受合外力 若原速度与该恒力在一条直线上 则质点做匀变速直线运动 质点单位时间内速率的变化量总是不变的 原速度与该恒力不在一条直线上 则质点做匀变速曲线运动 速度与恒力间夹角逐渐减小 质点单位时间内速度的变化量是不变的 但速率的变化量是变化的 a d项错误 b项正确 由牛顿第二定律知 质点加速度的方向总与该恒力方向相同 c项正确 考点二牛顿运动定律的综合应用2 2015课标 20 6分 0 677 多选 如图 a 一物块在t 0时刻滑上一固定斜面 其运动的v t图线如图 b 所示 若重力加速度及图中的v0 v1 t1均为已知量 则可求出 a 斜面的倾角b 物块的质量c 物块与斜面间的动摩擦因数d 物块沿斜面向上滑行的最大高度 答案acd设物块的质量为m 斜面的倾角为 物块与斜面间的动摩擦因数为 物块沿斜面上滑和下滑时的加速度大小分别为a1和a2 根据牛顿第二定律有 mgsin mgcos ma1 mgsin mgcos ma2 再结合v t图线斜率的物理意义有 a1 a2 由上述四式可见 无法求出m 可以求出 故b错 a c均正确 0 t1时间内的v t图线与横轴包围的面积大小等于物块沿斜面上滑的最大距离 已求出 故可以求出物块上滑的最大高度 故d正确 3 2014课标 17 6分 0 645 如图 一质量为m的光滑大圆环 用一细轻杆固定在竖直平面内 套在大环上质量为m的小环 可视为质点 从大环的最高处由静止滑下 重力加速度大小为g 当小环滑到大环的最低点时 大环对轻杆拉力的大小为 a mg 5mgb mg mgc mg 5mgd mg 10mg 4 2013课标 14 6分 0 733 一物块静止在粗糙的水平桌面上 从某时刻开始 物块受到一方向不变的水平拉力作用 假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 以a表示物块的加速度大小 f表示水平拉力的大小 能正确描述f与a之间关系的图像是 答案c物块的受力如图所示 当f不大于最大静摩擦力时 物块仍处于静止状态 故其加速度为0 当f大于最大静摩擦力后 由牛顿第二定律得f fn ma 即f fn ma f与a成线性关系 选项c正确 5 2015课标 25 20分 0 204 下暴雨时 有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害 某地有一倾角为 37 sin37 的山坡c 上面有一质量为m的石板b 其上下表面与斜坡平行 b上有一碎石堆a 含有大量泥土 a和b均处于静止状态 如图所示 假设某次暴雨中 a浸透雨水后总质量也为m 可视为质量不变的滑块 在极短时间内 a b间的动摩擦因数 1减小为 b c间的动摩擦因数 2减小为0 5 a b开始运动 此时刻为计时起点 在第2s末 b的上表面突然变为光滑 2保持不变 已知a开始运动时 a离b下边缘的距离l 27m c足够长 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 在0 2s时间内a和b加速度的大小 2 a在b上总的运动时间 解析 1 在0 2s时间内 a和b的受力如图所示 其中f1 n1是a与b之间的摩擦力和正压力的大小 f2 n2是b与c之间的摩擦力和正压力的大小 方向如图所示 由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f1 1n1 n1 mgcos f2 2n2 n2 n1 mgcos 规定沿斜面向下为正方向 设a和b的加速度分别为a1和a2 由牛顿第二定律得 答案 1 3m s21m s2 2 4s mgsin f1 ma1 mgsin f2 f1 ma2 联立 式 并代入题给条件得a1 3m s2 a2 1m s2 2 在t1 2s时 设a和b的速度分别为v1和v2 则v1 a1t1 6m s v2 a2t1 2m s t t1时 设a和b的加速度分别为a1 和a2 此时a与b之间的摩擦力为零 同理可得a1 6m s2a2 2m s2即b做减速运动 设经过时间t2 b的速度减为零 则有v2 a2 t2 0联立式得t2 1s 在t1 t2时间内 a相对于b运动的距离为s 12m 27m此后b静止不动 a继续在b上滑动 设再经过时间t3后a离开b 则有l s v1 a1 t2 t3 a1 可得t3 1s 另一解不合题意 舍去 设a在b上总的运动时间为t总 有t总 t1 t2 t3 4s 也可利用下面的速度图线求解 6 2015课标 25 20分 0 155 一长木板置于粗糙水平地面上 木板左端放置一小物块 在木板右方有一墙壁 木板右端与墙壁的距离为4 5m 如图 a 所示 t 0时刻开始 小物块与木板一起以共同速度向右运动 直至t 1s时木板与墙壁碰撞 碰撞时间极短 碰撞前后木板速度大小不变 方向相反 运动过程中小物块始终未离开木板 已知碰撞后1s时间内小物块的v t图线如图 b 所示 木板的质量是小物块质量的15倍 重力加速度大小g取10m s2 求 1 木板与地面间的动摩擦因数 1及小物块与木板间的动摩擦因数 2 2 木板的最小长度 3 木板右端离墙壁的最终距离 解析 1 规定向右为正方向 木板与墙壁相碰前 小物块和木板一起向右做匀变速运动 设加速度为a1 小物块和木板的质量分别为m和m 由牛顿第二定律有 1 m m g m m a1 由图 b 可知 木板与墙壁碰前瞬间的速度v1 4m s 由运动学公式得v1 v0 a1t1 s0 v0t1 a1 式中 t1 1s s0 4 5m是木板与墙壁碰前瞬间的位移 v0是小物块和木板开始运动时的速度 联立 式并结合题给条件得 1 0 1 在木板与墙壁碰撞后 木板以 v1的初速度向左做匀变速运动 小物块以v1的初速度向右做匀变速运动 设小物块的加速度为a2 由牛顿第二定律有 2mg ma2 由图 b 可得a2 答案 1 0 10 4 2 6 0m 3 6 5m 式中 t2 2s v2 0 联立 式并结合题给条件得 2 0 4 2 设碰撞后木板的加速度为a3 经过时间 t 木板和小物块刚好具有共同速度v3 由牛顿第二定律及运动学公式得 2mg 1 m m g ma3 v3 v1 a3 t v3 v1 a2 t 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中 木板的位移为s1 t小物块的位移为s2 t小物块相对木板的位移为 s s2 s1联立 式 并代入数据得 s 6 0m因为运动过程中小物块没有脱离木板 所以木板的最小长度应为6 0m 3 在小物块和木板具有共同速度后 两者向左做匀变速运动直至停止 设加速度为a4 此过程中小物块和木板运动的位移为s3 由牛顿第二定律及运动学公式得 1 m m g m m a40 2a4s3碰后木板运动的位移为s s1 s3联立 式 并代入数据得s 6 5m木板右端离墙壁的最终距离为6 5m 第 1 问7分 至 式各1分 第 2 问8分 至式各1分 式2分 第 3 问5分 至式各1分 式2分 7 2014课标 24 12分 0 550 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离 当前车突然停止时 后车司机可以采取刹车措施 使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰 通常情况下 人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s 当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km h的速度匀速行驶时 安全距离为120m 设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2 5 若要求安全距离仍为120m 求汽车在雨天安全行驶的最大速度 答案20m s 72km h 解析设路面干燥时 汽车与路面间的动摩擦因数为 0 刹车时汽车的加速度大小为a0 安全距离为s 反应时间为t0 由牛顿第二定律和运动学公式得 0mg ma0 s v0t0 式中 m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度 设在雨天行驶时 汽车与路面间的动摩擦因数为 依题意有 0 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a 安全行驶的最大速度为v 由牛顿第二定律和运动学公式得 mg ma s vt0 联立 式并代入题给数据得v 20m s 72km h 考点三连接体问题的处理8 2015课标 20 6分 0 450 多选 在一东西向的水平直铁轨上 停放着一列已用挂钩连接好的车厢 当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时 连接某两相邻车厢的挂钩p和q间的拉力大小为f 当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时 p和q间的拉力大小仍为f 不计车厢与铁轨间的摩擦 每节车厢质量相同 则这列车厢的节数可能为 a 8b 10c 15d 18 答案bc如图所示 假设挂钩p q东边有x节车厢 西边有y节车厢 每节车厢质量为m 当向东行驶时 以y节车厢为研究对象 则有f mya 当向西行驶时 以x节车厢为研究对象 则有f mx a 联立两式有y x 可见 列车车厢总节数n x y x 设x 3n n 1 2 3 则n 5n 故可知选项b c正确 9 2017课标 25 20分 如图 两个滑块a和b的质量分别为ma 1kg和mb 5kg 放在静止于水平地面上的木板的两端 两者与木板间的动摩擦因数均为 1 0 5 木板的质量为m 4kg 与地面间的动摩擦因数为 2 0 1 某时刻a b两滑块开始相向滑动 初速度大小均为v0 3m s a b相遇时 a与木板恰好相对静止 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 b与木板相对静止时 木板的速度 2 a b开始运动时 两者之间的距离 答案 1 1m s 2 1 9m 解析本题考查直线运动和牛顿运动定律 1 滑块a和b在木板上滑动时 木板也在地面上滑动 设a b和木板所受的摩擦力大小分别为f1 f2和f3 a和b相对于地面的加速度大小分别为aa和ab 木板相对于地面的加速度大小为a1 在物块b与木板达到共同速度前有f1 1mag f2 1mbg f3 2 m ma mb g 由牛顿第二定律得f1 maaa f2 mbab f2 f1 f3 ma1 设在t1时刻 b与木板达到共同速度 其大小为v1 由运动学公式有v1 v0 abt1 v1 a1t1 联立 式 代入已知数据得 v1 1m s 2 在t1时间间隔内 b相对于地面移动的距离为sb v0t1 ab 设在b与木板达到共同速度v1后 木板的加速度大小为a2 对于b与木板组成的体系 由牛顿第二定律有f1 f3 mb m a2由 式知 aa ab 再由 式知 b与木板达到共同速度时 a的速度大小也为v1 但运动方向与木板相反 由题意知 a和b相遇时 a与木板的速度相同 设其大小为v2 设a的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2 则由运动学公式 对木板有v2 v1 a2t2对a有v2 v1 aat2在t2时间间隔内 b 以及木板 相对地面移动的距离为s1 v1t2 a2 在 t1 t2 时间间隔内 a相对地面移动的距离为sa v0 t1 t2 aa t1 t2 2a和b相遇时 a与木板的速度也恰好相同 因此a和b开始运动时 两者之间的距离为s0 sa s1 sb联立以上各式 并代入数据得s0 1 9m 也可用如图的速度 时间图线求解 审题指导如何建立物理情景 构建解题路径 首先分别计算出b与板 a与板 板与地面间的滑动摩擦力大小 判断出a b及木板的运动情况 把握好几个运动节点 由各自加速度大小可以判断出b与木板首先达到共速 此后b与木板共同运动 a与木板存在相对运动 且a运动过程中加速度始终不变 木板先加速后减速 存在两个过程 考点一对牛顿运动定律的理解1 2017上海单科 5 3分 如图 在匀强电场中 悬线一端固定于地面 另一端拉住一个带电小球 使之处于静止状态 忽略空气阻力 当悬线断裂后 小球将做 a 曲线运动b 匀速直线运动c 匀加速直线运动d 变加速直线运动 b组自主命题 省 区 市 卷题组 答案c本题考查力与运动的关系 在悬线断裂前 小球受重力 电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态 故重力与电场力的合力与拉力等值反向 悬线断裂后 小球所受重力与电场力的合力大小 方向均不变 故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动 c项正确 2 2016江苏单科 9 4分 多选 如图所示 一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出 鱼缸最终没有滑出桌面 若鱼缸 桌布 桌面两两之间的动摩擦因数均相等 则在上述过程中 a 桌布对鱼缸摩擦力的方向向左b 鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等c 若猫增大拉力 鱼缸受到的摩擦力将增大d 若猫减小拉力 鱼缸有可能滑出桌面 答案bd由题图可见 鱼缸相对桌布向左滑动 故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右 a错 因为鱼缸与桌布 鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等 所以鱼缸加速过程与减速过程的加速度大小相等 均为 g 由v at可知 鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等 故b正确 若猫增大拉力 鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力 由ff mg可知 ff不变 故c错 若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动 则鱼缸就会滑出桌面 故d正确 3 2016上海单科 4 3分 如图 顶端固定着小球的直杆固定在小车上 当小车向右做匀加速运动时 球所受合外力的方向沿图中的 a oa方向b ob方向c oc方向d od方向 答案d当小车向右做匀加速运动时 其加速度的方向水平向右 由牛顿第二定律可知 小球所受合外力的方向水平向右 即沿图中od方向 选项d正确 选项a b c错误 4 2013重庆理综 4 6分 如图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图 让小球由倾角为 的光滑斜面滑下 然后在不同的 角条件下进行多次实验 最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动 分析该实验可知 小球对斜面的压力 小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随 变化的图像分别对应图2中的 图1图2a 和 b 和 c 和 d 和 答案b重力加速度g与 无关 其值在 值增大时保持不变 故其图像应为 则a d两项均错 当 0时小球的加速度a 0 故其图像必定为 所以b项正确 c项错误 考点二牛顿运动定律的综合应用5 2015海南单科 8 5分 多选 如图 物块a b和c的质量相同 a和b b和c之间用完全相同的轻弹簧s1和s2相连 通过系在a上的细线悬挂于固定点o 整个系统处于静止状态 现将细线剪断 将物块a的加速度的大小记为a1 s1和s2相对于原长的伸长分别记为 l1和 l2 重力加速度大小为g 在剪断的瞬间 a a1 3gb a1 0c l1 2 l2d l1 l2 答案ac剪断细线前 把a b c看成整体 细线中的拉力为t 3mg 因在剪断瞬间 弹簧未发生突变 因此a b c之间的作用力与剪断细线之前相同 则将细线剪断瞬间 对a隔离进行受力分析 由牛顿第二定律得 3mg ma1 得a1 3g a正确 b错误 由胡克定律知 2mg k l1 mg k l2 所以 l1 2 l2 c正确 d错误 6 2015重庆理综 3 6分 高空作业须系安全带 如果质量为m的高空作业人员不慎跌落 从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h 可视为自由落体运动 此后经历时间t安全带达到最大伸长 若在此过程中该作用力始终竖直向上 则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 a mgb mgc mgd mg 答案a对人与安全带作用的过程应用牛顿第二定律 则有f mg ma 而a 解得f mg 故a正确 7 2015重庆理综 5 6分 若货物随升降机运动的v t图像如图所示 竖直向上为正 则货物受到升降机的支持力f与时间t关系的图像可能是 答案b由v t图像可知 升降机的运动过程为 向下加速 失重 fmg 向上加速 超重 f mg 向上匀速 f mg 向上减速 失重 f mg 对照f t图像可知 b正确 8 2015浙江理综 18 6分 多选 我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器 舰载机总质量为3 0 104kg 设起飞过程中发动机的推力恒为1 0 105n 弹射器有效作用长度为100m 推力恒定 要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m s 弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和 假设所受阻力为总推力的20 则 a 弹射器的推力大小为1 1 106nb 弹射器对舰载机所做的功为1 1 108jc 弹射器对舰载机做功的平均功率为8 8 107wd 舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m s2 答案abd舰载机弹射过程中的加速度a m s2 32m s2 选项d正确 对舰载机在水平方向受力分析 根据牛顿第二定律得 f弹 f发 20 f弹 f发 ma 解得 f弹 1 1 106n 选项a正确 由功的定义得 w弹 f弹 x 1 1 108j 选项b正确 由速度公式得弹射器对舰载机的作用时间t s 2 5s 由功率的定义得 p弹 4 4 107w 选项c错 9 2013浙江理综 19 6分 多选 如图所示 总质量为460kg的热气球 从地面刚开始竖直上升时的加速度为0 5m s2 当热气球上升到180m时 以5m s的速度向上匀速运动 若离开地面后热气球所受浮力保持不变 上升过程中热气球总质量不变 重力加速度g 10m s2 关于热气球 下列说法正确的是 a 所受浮力大小为4830nb 加速上升过程中所受空气阻力保持不变c 从地面开始上升10s后的速度大小为5m sd 以5m s匀速上升时所受空气阻力大小为230n 答案ad刚开始上升时 空气阻力为零 f浮 mg ma 解得f浮 m g a 460 10 0 5 n 4830n a项正确 加速上升过程 随着速度增大 空气阻力增大 b项错误 浮力和重力不变 而随着空气阻力的增大 加速度会逐渐减小 直至为零 故上升10s后的速度v at 5m s c项错误 匀速上升时 f浮 ff mg 所以ff f浮 mg 4830n 4600n 230n d项正确 10 2017上海单科 17 2分 如图 光滑固定斜面的倾角为30 a b两物体的质量之比为4 1 b用不可伸长的轻绳分别与a和地面相连 开始时a b离地高度相同 在c处剪断轻绳 当b落地前瞬间 a b的速度大小之比为 机械能之比为 以地面为零势能面 答案1 24 1 11 2016四川理综 10 17分 避险车道是避免恶性交通事故的重要设施 由制动坡床和防撞设施等组成 如图竖直平面内 制动坡床视为与水平面夹角为 的斜面 一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床 当车速为23m s时 车尾位于制动坡床的底端 货物开始在车厢内向车头滑动 当货物在车厢内滑动了4m时 车头距制动坡床顶端38m 再过一段时间 货车停止 已知货车质量是货物质量的4倍 货物与车厢间的动摩擦因数为0 4 货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0 44倍 货物与货车分别视为小滑块和平板 取cos 1 sin 0 1 g 10m s2 求 1 货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向 2 制动坡床的长度 答案 1 5m s2方向沿制动坡床向下 2 98m 解析 1 设货物的质量为m 货物在车厢内滑动过程中 货物与车厢间的动摩擦因数 0 4 受摩擦力大小为f 加速度大小为a1 则f mgsin ma1 f mgcos 联立 式并代入数据得a1 5m s2 a1的方向沿制动坡床向下 2 设货车的质量为m 车尾位于制动坡床底端时的车速为v 23m s 货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0 38m的过程中 用时为t 货物相对制动坡床的运动距离为s1 在车厢内滑动的距离s 4m 货车的加速度大小为a2 货车相对制动坡床的运动距离为s2 货车受到制动坡床的阻力大小为f f是货车和货物总重的k倍 k 0 44 货车长度l0 12m 制动坡床的长度为l 则mgsin f f ma2 f k m m g s1 vt a1t2 s2 vt a2t2 s s1 s2 l l0 s0 s2 联立 并代入数据得l 98m 考点三连接体问题的处理12 2017上海单科 6 3分 一碗水置于火车车厢内的水平桌面上 当火车向右做匀减速运动时 水面形状接近于图 答案a当火车向右做匀减速运动时 碗内的水由于惯性 保持原来较大的速度向右运动 则只有图a所示的情形符合要求 故a正确 一题多解 微元体 的选取由于液体内任一部分所受合力水平向左 故可在液体内部任意位置取一个立方体 则右侧面处的压强必大于左侧面处的压强 由液体的压强公式p gh可知 液体内同一水平线上各点从左到右距液面高度依次增大 故a正确 1 2014江苏单科 8 4分 多选 如图所示 a b两物块的质量分别为2m和m 静止叠放在水平地面上 a b间的动摩擦因数为 b与地面间的动摩擦因数为 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 重力加速度为g 现对a施加一水平拉力f 则 a 当f3 mg时 a相对b滑动d 无论f为何值 b的加速度不会超过 g c组教师专用题组 答案bcd对a b整体 地面对b的最大静摩擦力为 mg 故当 mg3 mg时 a相对b才能滑动 c对 当f mg时 a b相对静止 对整体有 mg 3mg 3ma a g 故b正确 无论f为何值 b所受的最大动力为a对b的最大静摩擦力2 mg 故b的最大加速度abm g 可见d正确 2 2013广东理综 19 6分 多选 如图 游乐场中 从高处a到水面b处有两条长度相同的光滑轨道 甲 乙两小孩沿不同轨道同时从a处自由滑向b处 下列说法正确的有 a 甲的切向加速度始终比乙的大b 甲 乙在同一高度的速度大小相等c 甲 乙在同一时刻总能到达同一高度d 甲比乙先到达b处 答案bd由轨道倾斜度知甲的切向加速度先是大于乙的 后是小于乙的 a项错误 由机械能守恒定律可知 甲 乙在同一高度时速度大小相等 b项正确 开始时甲的加速度大于乙的加速度 故甲开始时下滑较快 c项错误 因开始时甲的平均加速度较大 其在整个过程中的平均速度大于乙的平均速度 所以甲比乙先到达b处 d项正确 评析本题中的c d两选项较难判断 属于难度较大层次 可用图像法简便解决 图中两阴影面积相等 1 2017吉林吉大附中五次摸底 2 从t 0时刻开始 甲沿光滑水平面做直线运动 速度随时间变化的情况如图 a 乙静止于光滑水平地面 从t 0时刻开始受到如图 b 所示的水平拉力作用 则在0 4s的时间内 a 甲物体所受合力不断变化b 甲物体的速度不断减小c 2s末乙物体改变运动方向d 2s末乙物体速度达到最大 三年模拟 一 选择题 每题6分 共42分 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 30分钟分值 50分 答案dv t图像中斜率表示加速度 从图 a 中可知甲运动的加速度恒定 所以所受合力恒定 a错误 从图 a 中可知甲的速度先减小后反向增大 b错误 由 b 图知乙所受的拉力先沿正向后沿负向 说明乙在0 2s内做加速度减小的加速运动 2 4s内沿原方向做加速度增大的减速运动 2s末运动方向没有改变 2s末乙物体速度达到最大 c错误 d正确 2 2017河南天一联考 五 20 多选 如图所示 质量为m的物块与一轻弹簧相连放在倾角为 的粗糙固定斜面体上 轻弹簧的另一端与斜面顶端的固定挡板相连 当物块在b点时 弹簧处于原长 现将物块移动到a点 给其一沿斜面向上的初速度v0 物块刚好能向上运动到c点 已知ab bc l 重力加速度为g v0 2 弹簧始终处于弹性限度内 则物块从a点运动到c点的过程中 a 物块运动到b点时速度最大b 物块与斜面间的动摩擦因数为c 物块机械能的损失量为2 1 sin mgld 物块在a点释放时的加速度和上滑到c点时的加速度大小相等 方向相反 答案bc在沿斜面方向上 当弹簧向上的弹力等于物块重力的分力和摩擦力之和时 物块受到的合外力为零 加速度为零 此时物块速度最大 选项a错误 物块从a点运动到c点的过程中 由动能定理有mg 2lsin mgcos 2l m 解得 选项b正确 由功能关系可知 物块机械能的损失量 e损 mgcos 2l 2 1 sin mgl 选项c正确 设物块在a点释放时加速度大小为a1 上滑到c点时加速度大小为a2 则有f mgsin f ma1 f mgsin f ma2 由于f f f f 因此a2 a1 选项d错误 3 2017湖北 六校 联合体 6 多选 某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力f1 f2的作用 以10m s2的加速度做匀加速直线运动 其中f1与加速度的方向的夹角为37 某时刻撤去f1 此后该物体 a 加速度可能为5m s2b 速度的变化率可能为6m s2c 1秒内速度变化大小可能为20m sd 加速度大小一定不为10m s2 答案bc根据牛顿第二定律f合 ma 10m s2 m f1与加速度方向的夹角为37 根据几何知识可知 f2有最小值 最小值为f2m f合sin37 6m s2 m 所以当f1撤去后 合力的最小值为f合min 6m s2 m 此时合力的取值范围为f合 6m s2 m 所以最小的加速度为amin 6m s2 故b c正确 4 2017重庆万州第二次质量检测 19 多选 某游乐园中一游客站在斜向上匀加速运行的电动扶梯上 扶栏未画出 人和扶梯保持相对静止 其加速度a方向如图所示 在该游客上升过程中 下列判断正确的是 a 游客所受电梯作用力的方向与图中a的方向相同b 游客在竖直方向受到的电梯支持力大于游客所受重力c 游客机械能的增加量大于支持力所做的功d 游客在竖直方向受到的合力为零 在a方向上受到的合力不为零 答案bc对人进行受力分析可知人受竖直向下的重力 扶梯对人水平向右的摩擦力以及竖直向上的支持力 三力合力沿a的方向 故扶梯作用力即支持力与摩擦力的合力与a方向不同 a错 分解a有masin fn g 即fn g 竖直方向合力不为零 故b对 d错 机械能增量应等于除g外的其他力做的功 故c对 5 2016吉林长春质量监测 二 17 如图所示 一劲度系数为k的轻质弹簧 上端固定 下端连一质量为m的物块a a放在质量也为m的托盘b上 以n表示b对a的作用力 x表示弹簧的伸长量 初始时 在竖直向上的力f作用下系统静止 且弹簧处于自然状态 x 0 现改变力f的大小 使b以的加速度匀加速向下运动 g为重力加速度 空气阻力不计 此过程中n或f随x变化的图像正确的是 答案d隔离a 对a进行受力分析 有 mg n ft m ft kx 则n m kx 由式子可知n由开始运动时的mg 2线性减小到零 当x 时 n 0 此时ft mg 2 a b选项均错误 再对整体进行受力分析 有 2mg f ft 2m 则f mg kx 由此可知力f由开始时的mg线性减小到mg 2 此后托盘与物块分离 力f保持mg 2不变 故选项c错误 d正确 6 2016黑龙江哈尔滨三中一模 19 多选 如图所示 光滑水平面上放置着四个相同的木块 其中木块b与c之间用一轻弹簧相连 轻弹簧始终在弹性限度内 现用水平拉力f拉b木块 使四个木块以相同的加速度一起加速运动 则以下说法正确的是 a 一起加速过程中 c木块受到四个力的作用b 一起加速过程中 d木块所受到的静摩擦力大小为c 一起加速过程中 a d木块所受摩擦力大小和方向相同d 当f撤去瞬间 a d木块所受静摩擦力的大小和方向都不变 答案bc在水平拉力f的作用下 四个木块以相同的加速度一起加速运动 则由牛顿第二定律可知 由整体法 对整体有f 4ma 再由隔离法 对a d木块有fa fd ma 解得a d木块所受摩擦力大小fa fd 方向均水平向右 故b c正确 一起加速过程中 c木块受到重力 d木块对其的压力和静摩擦力 地面对其的支持力及弹簧对其的弹力 共五个力的作用 故a错误 当f撤去瞬间 弹簧弹力不变 a b整体加速度方向改变 a木块所受静摩擦力方向改变 故d错误 7 2015云南昆明质检 二 19 多选 如图甲所示 质量ma 1kg mb 2kg的a b两物块叠放在一起静止于粗糙水平地面上 t 0时刻 一水平恒力f作用在物块b上 t 1s时刻 撤去f b物块运动的速度 时间图像如图乙所示 若整个过程中a b始终保持相对静止 g取10m s2 则 a 物块b与地面间的动摩擦因数为0 2b 1 3s内物块a不受摩擦力作用c 0 1s内物块b对a的摩擦力大小为4n d 水平恒力的大小为12n 答案ac0 1s内b的加速度大小为a1 4m s2 1 3s内b的加速度大小为a2 2m s2 因为整个过程中a b始终保持相对静止 因此a也一直具有与b相同的加速度 a受到摩擦力作用 故b错误 0 1s内 由牛顿第二定律 有f mag mbg ma mb a1 1 3s内 有 mag mbg ma mb a2 解得 0 2 f 18n 故a正确 d错误 0 1s内物块b对a的摩擦力大小f maa1 4n 故c正确 评析本题是牛顿第二定律与摩擦力结合的问题 需要学生能够对两个物体进行正确的受力分析 同时也要学会根据相对运动情况 判断摩擦力的有无与性质 难度中等 8 2015吉林省吉林市摸底 15 8分 在建筑装修中 工人用质量为5 0kg的磨石a对地面和斜壁进行打磨 已知a与地面 a与斜壁之间的动摩擦因数 相同 g取10m s2 1 当a受到水平方向的推力f1 25n打磨地面时 a恰好在水平地面上做匀速直线运动 求a与地面间的动摩擦因数 2 若用a对倾角 37 的斜壁进行打磨 当对a施加竖直向上的推力f2 60n时 磨石a从静止开始沿斜壁向上运动2m 斜壁长大于2m 所需时间为多少 sin37 0 6 cos37 0 8 二 非选择题 共8分 解析 1 由于a恰好在水平地面上做匀速直线运动 由平衡条件得 f1 mg 0 2分 解得 0 5 1分 2 由牛顿第二定律得 f2 mg cos37 f2 mg sin37 ma 2分 解得 a 1m s2 1分 s at2 1分 解得t 2s 1分 答案 1 0 5 2 2s 评析本题涉及物体的平衡 牛顿第二定律及匀变速直线运动规律 需要学生能够进行正确的受力分析 同时也需要学生的数学知识去进行力的分解与合成的运算 难度适中 1 2017江西五市八校第二次联考 2 如图 物块a和b的质量分别为4m和m 开始a b均静止 细绳拉直 在竖直向上的大小为6mg的拉力f作用下 动滑轮竖直向上加速运动 已知动滑轮质量忽略不计 动滑轮半径很小 不考虑绳与滑轮之间的摩擦 细绳足够长 在滑轮向上运动过程中 物块a和b的加速度分别为 a aa g ab 5gb aa ab gc aa 0 ab 2gd aa g ab 3g 一 选择题 每题6分 共12分 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 50分钟分值 60分 答案c由于动滑轮质量忽略不计 因此2t f 即t 3mg 取a为研究对象 因t 3mggb mg 根据牛顿第二定律可得 3mg mg mab 解得ab 2g 方向竖直向上 故c正确 2 2017陕西西安中学单元考 8 将一轻质弹簧竖直立在水平面上 当在其上端放上托盘q时 平衡时弹簧缩短了3cm 当将一个物块p轻轻放在托盘上 待系统平衡后 弹簧又缩短了2cm 如果此时在p上施加一个竖直向下的力f 待系统再次平衡后 弹簧又缩短了2cm 如图所示 若在此时突然撤去力f 则 弹簧始终处于弹性限度内 重力加速度为g a 刚撤去力f瞬间 物块p的加速度大小为0 4gb 刚撤去力f瞬间 物块p的加速度大小为0 8gc 撤去力f后 物块p q共同向上运动5cm后分离d 撤去力f后 物块p q共同向上运动7cm后分离 答案a设托盘q 物块p质量分别为m1 m2 放上托盘 物块和施加力f后 弹簧分别缩短了x1 x2 x3 当在其上端放上托盘q时 平衡时弹簧缩短了3cm 则m1g kx1 当将一个物块p轻轻放在托盘中 待系统平衡后 弹簧又缩短了2cm 此时 m1g m2g k x1 x2 撤去f后 k x1 x2 x3 m1g m2g m1 m2 a 联立 代入数据得 a 0 4g 故a正确 b错误 由于在物块p上施加力f之前 弹簧已经压缩了5cm 撤去力后 p与q和弹簧组成的系统是一个弹簧振子系统 其振幅大小等于再次的压缩量 即2cm 所以p q向上运动的最大位移是4cm p q不可能会分离 故c d错误 故选a 3 2017江苏无锡期末 12 9分 如图 a t 0时 水平桌面上质量为m 1kg的滑块获得v0 2m s的水平向右初速度 同时对滑块施加一个水平向左的恒定拉力 前2s内滑块的速度 时间关系图像如图 b 1 求前2s内滑块的位移大小和方向 2 分别求滑块所受拉力和摩擦力大小 3 若在t 2s时将拉力撤去 则撤力后滑块还能滑行多远距离 二 非选择题 共48分 解析 1 位移大小s 1 2m 1 0 8m 0 6m方向水平向右 2 0 1s内加速度大小a1 2m s2f f ma11 2s内加速度大小a2 0 8m s2f f ma2联立解得f 1 4nf 0 6n 3 撤去拉力后 加速度大小为a3 0 6m s2还能滑行s3 0 53m 答案 1 0 6m 方向水平向右 2 1 4n0 6n 3 0 53m 4 2016广西南宁一模 24 10分 如图所示 12个相同的木块放在水平地面上排成一条直线 相邻两木块接触但不粘连 每个木块的质量m 1 2kg 长度l 0 5m 木块原来都静止 它们与地面间的动摩擦因数均为 1 0 1 在左边第一个木块的左端放一质量m 1kg的小铅块 可视为质点 它与各木块间的动摩擦因数均为 2 0 5 现突然