高考物理总复习 必考部分 专题三 牛顿运动定律习题课件1.ppt

专题三牛顿运动定律 高考物理 新课标 专用 a组统一命题 课标卷题组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 易错点拨理解速度变化量与速率变化量的区别 解题思路正确解题应明确以下几点 恒力即为质点所受合外力 v0与f恒的方向关系 二者夹角不确定 物体所受合外力恒定 则做匀变速运动 解题关键 明确力与运动的关系 物体由匀速直线运动变为匀变速运动 匀变速运动可以是直线运动也可以是曲线运动 匀变速运动有三个一定 即合外力一定 加速度一定 相同时间内速度变化量一定 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 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 解题关键 v t图线斜率绝对值等于加速度大小 v t图线与横轴所围的面积大小等于位移的大小 温馨提示 0 t1时间内加速度a1大于t1 2t1时间内的加速度a2 0 t1为上滑阶段 t1 2t1为下滑阶段 没有明确斜面是否光滑 则不能主观忽略摩擦力 在正确受力分析的前提下 列出上滑和下滑两个阶段的动力学方程 3 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 温馨提示 画好情景草图 明确研究对象 向东行驶时 研究对象为q西边车厢 向西行驶时 研究对象为p东边车厢 以牛顿第二定律列式 车厢的节数只能为整数 考查内容本题考查了牛顿第二定律的应用 恰当地选取研究对象 充分利用数学知识分析推理 是解题的关键 题目难度适中 区分度很好 情景来源于生活且不偏不怪 较好地考查了考生应用知识解决实际问题的能力 是道好题 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之间关系的图象是 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 解题关键 根据题意作出正确的受力分析图 关键词 静止 粗糙 水平拉力 方向不变 物体所受摩擦力先是静摩擦力后变为滑动摩擦力 考查内容本题考查摩擦力 受力分析 牛顿第二定律等知识点 5 2013课标 14 6分 0 787 如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片 照片左上角的三列数据如下表 表中第二列是时间 第三列是物体沿斜面运动的距离 第一列是伽利略在分析实验数据时添加的 根据表中的数据 伽利略可以得出的结论是 a 物体具有惯性b 斜面倾角一定时 加速度与质量无关c 物体运动的距离与时间的平方成正比d 物体运动的加速度与重力加速度成正比 答案c由题可知 表中的物理量未涉及物体的惯性 质量以及加速度与重力加速度的关系 所以a b d错误 由表中数据可以看出 在前1秒 前2秒 前3秒 内运动的距离与时间的平方成正比 所以c正确 解题思路题干中明确了第二列为时间 第三列是物体沿斜面运动的距离 而第一列显然是时间t的平方 以第一列数值乘以32即可得到第三列数值 则说明在相应时间内运动的距离与时间的平方成正比 考查内容 图表识别处理能力 实验数据处理能力 分析综合能力 运用数学工具的能力 6 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 7 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 答案 1 3m s21m s2 2 4s 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 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 利用下面的速度图线求解 正确的 参照上述答案及评分参考给分 温馨提示 对a b受力分析 根据牛顿第二定律求加速度 应该关注到b的上表面变为光滑以后 a b之间的摩擦力消失 注意对a b的加速度的分析 最终a会从b上滑落 意味着a和b的相对运动位移为27m 最好能画出a和b运动的v t草图以方便理解 解题关键本题是对牛顿第二定律和运动学公式的综合应用 分析清楚物体的运动情况和受力情况是解题关键 8 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 或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 温馨提示 108km h 30m s 安全行驶意味着在120m的距离以内速度降为0 运用牛顿第二定律和运动学公式求解 评析考查了情景想象与推理能力 应用数学工具解题的能力 b组自主命题 省 区 市 卷题组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 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 解题关键解答本题 关键是分析清楚悬线断裂后 重力和电场力合力的大小 方向均不发生变化 2 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 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 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 评析本题情景来源于生活中常见的现象 可以引导考生把学到的物理知识应用到对身边常见现象的解释上 以激发考生学习物理的兴趣 题目考查了对摩擦力大小 方向的分析及力与运动的关系 看似简单 实为多数考生知识相对模糊的考点 同时对考生的分析推理能力要求较高 故本题为较难题 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 细线上的拉力为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解法一 由v2 2gh得v 对人与安全带作用的过程应用动量定理 则有 mg f t 0 mv 解得f mg 故a正确 解法二 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图象如图所示 竖直向上为正 则货物受到升降机的支持力f与时间t关系的图象可能是 答案b由v t图象可知 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图象可知 b正确 8 2014山东理综 15 6分 多选 一质点在外力作用下做直线运动 其速度v随时间t变化的图象如图 在图中标出的时刻中 质点所受合外力的方向与速度方向相同的有 a t1b t2c t3d t4 答案acv t图象中 纵轴表示各时刻的速度 t1 t2时刻速度为正 t3 t4时刻速度为负 图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度 t1 t4时刻加速度为正 t2 t3时刻加速度为负 根据牛顿第二定律 加速度与合外力方向相同 故t1时刻合外力与速度均为正 t3时刻合外力与速度均为负 a c正确 b d错误 9 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 变化的图象分别对应图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 故其图象应为 则a d两项均错 当 0时小球的加速度a 0 故其图象必定为 所以b项正确 c项错误 10 2013福建理综 17 6分 在国际单位制 简称si 中 力学和电学的基本单位有 m 米 kg 千克 s 秒 a 安培 导出单位v 伏特 用上述基本单位可表示为 a m2 kg s 4 a 1b m2 kg s 3 a 1c m2 kg s 2 a 1d m2 kg s 1 a 1 答案b物理公式与方程的意义是 等式两边单位统一 数值相等 由电势差定义式u 可知1v 1 1 1kg m2 s 3 a 1 所以b正确 11 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 可用图象法简便解决 图中两阴影面积相等 12 2017上海单科 17 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 解析本题考查牛顿运动定律及机械能守恒定律剪断轻绳后 a b两物体均做初速度为零的匀加速直线运动 两物体的运动时间相同 所以它们的速度大小之比就是它们的加速度大小之比 剪断轻绳后 物体b做自由落体运动 其加速度为重力加速度g 物体a受力如图所示其加速度aa gsin30 g abaa ab 1 2得va vb 1 2由机械能守恒的条件可知 物体a和b在整个运动过程中各自的机械能守恒 这就意味着 物体b落地前的瞬间 两物体的机械能分别和其初状态的机械能相等初态时ea magheb mbgh ea eb ma mb 4 1即两物体的机械能之比为4 1 c组教师专用题组1 2015江苏单科 6 4分 多选 一人乘电梯上楼 在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示 以竖直向上为a的正方向 则人对地板的压力 a t 2s时最大b t 2s时最小c t 8 5s时最大d t 8 5s时最小 答案ad地板对人的支持力fn mg ma t 2s时 a有正的最大值 此时fn最大 由牛顿第三定律可知 a正确 b错误 t 8 5s时 a有负的最大值 此时fn最小 由牛顿第三定律可知 c错误 d正确 2 2015海南单科 9 5分 多选 如图 升降机内有一固定斜面 斜面上放一物块 开始时 升降机做匀速运动 物块相对于斜面匀速下滑 当升降机加速上升时 a 物块与斜面间的摩擦力减小b 物块与斜面间的正压力增大c 物块相对于斜面减速下滑d 物块相对于斜面匀速下滑 答案bd当升降机匀速运动 物块相对于斜面匀速下滑时有 mgsin mgcos 则 tan 为斜面倾角 当升降机加速上升时 设加速度为a 物块处于超重状态 超重ma 物块 重力 变为g mg ma 支持力变为n mg ma cos mgcos b对 重力 沿斜面向下的分力g下 mg ma sin 沿斜面的摩擦力变为f n mg ma cos mgcos a错误 f mg ma cos tan mg ma cos mg ma sin g下 所以物块仍沿斜面匀速运动 d对 c错误 3 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 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所受最大的动力为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 4 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 5 2013山东理综 14 5分 多选 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法 利用这种方法伽利略发现的规律有 a 力不是维持物体运动的原因b 物体之间普遍存在相互吸引力c 忽略空气阻力 重物与轻物下落得同样快d 物体间的相互作用力总是大小相等 方向相反 答案ac伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持 a正确 伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时 重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢 轻的物体会因重的物体拖动而下落变快 即二者一起下落快慢应介于单独下落时之间 而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快 从而由逻辑上否定了重的物体比轻的物体下落得快的结论 并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律 c正确 物体间普遍存在相互吸引力与物体间相互作用力的规律是牛顿总结的 对应于万有引力定律与牛顿第三定律 故b d皆错误 三年模拟 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 40分钟分值 60分 选择题 每题6分 共60分 1 2017河北冀州2月模拟 17 如图甲所示 粗糙斜面与水平面的夹角为30 质量为3kg的小物块 可视为质点 由静止从a点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动 作用一段时间后撤去该推力 小物块能到达的最高位置为c点 小物块上滑过程中v t图象如图乙所示 设a点为零重力势能参考点 g取10m s2 则下列说法正确的是 a 小物块最大重力势能为54jb 小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3 1c 小物块与斜面间的动摩擦因数为d 推力f的大小为40n 答案d由乙图可知物块沿斜面向上滑行的距离s 3 1 2m 1 8m 上升的最大高度h ssin30 0 9m 故物块的最大重力势能epm mgh 27j 则a项错 由图乙可知物块加速与减速阶段均为匀变速运动 则由匀变速直线运动的平均速度公式 可知小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为1 1 则b项错 由乙图可知减速上升时加速度大小a2 10m s2 由牛顿第二定律有mgsin30 mgcos30 ma2 得 则c项错 由乙图可知加速上升时加速度大小a1 m s2 由牛顿第二定律有f mgsin30 mgcos30 ma1 得f 40n 则d项正确 2 2017湖南长沙三月模拟 15 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 a gb 2gc 3gd 4g 答案b 蹦极 运动的最终结果是人悬在空中处于静止状态 此时绳的拉力等于人的重力 由图可知 绳子拉力最终趋于恒定时等于重力 即f0 mg 则f0 mg 当绳子拉力最大时 人处于最低点且所受合力最大 故加速度也最大 此时f最大 f0 3mg 方向竖直向上 由牛顿第二定律有ma f最大 mg 3mg mg 2mg 得最大加速度a 2g 故b正确 3 2017河北石家庄二模 14 一个质量为2kg的物体 在4个共点力作用下处于平衡状态 现同时撤去大小分别为8n和12n的两个力 其余的力保持不变 关于此后该物体运动的说法正确的是 a 一定做匀变速运动 加速度大小可能等于重力加速度的大小b 一定做匀变速直线运动 加速度大小可能是5m s2c 可能做匀减速直线运动 加速度大小是1 5m s2d 可能做匀速圆周运动 向心加速度大小是6m s2 答案a物体在4个力作用下处于平衡状态 根据平衡状态的条件可知其中任意两个力的合力与另外两个力的合力大小相等 方向相反 作用在同一条直线上 所以撤去两个力之后另外两个力的合力为恒力 所以物体一定做匀变速运动 因大小为8n与12n两个力的合力的大小范围为4n f合 20n 则另外两个力的合力的大小范围为4n f合 20n 再由牛顿第二定律可知物体的加速度大小范围为2m s2 a 10m s2 所以a对 b c d错 4 2017湖南六校联考 17 如图所示 倾斜的长杆 与水平面成 角 上套有一个质量为m的环 环通过细线吊一个质量为m的小球 当环在某拉力的作用下在长杆上滑动时 稳定运动的情景如图所示 其中虚线表示竖直方向 那么以下说法正确的是 a 环一定沿长杆向下加速运动b 环的加速度一定沿杆向上c 环的加速度一定大于gsin d 环一定沿杆向上运动 答案b稳定运动时 球与环保持相对静止 它们的运动状态相同 且运动方向均与杆平行 对小球受力分析如图 可知小球所受合力平行于杆向上 说明加速度方向沿杆向上 则环的加速度方向也沿杆向上 但它们的运动方向不确定 两者可能沿杆向上加速运动 也可能沿杆向下减速运动 则b正确 a d错误 由于不知道细线与竖直方向的夹角 则不能判断出小球的加速度与gsin 的大小关系 则c项错误 5 2017河北保定一模 18 多选 如图所示 一质量m 3kg 倾角为 45 的斜面体放在光滑水平地面上 斜面体上有一质量为m 1kg的光滑楔形物体 用一水平向左的恒力f作用在斜面体上 系统恰好保持相对静止地向左运动 重力加速度为g 10m s2 下列判断正确的是 a 系统做匀速直线运动b f 40nc 斜面体对楔形物体的作用力fn 5nd 增大力f 楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动 答案bd对整体受力分析如图甲所示 由牛顿第二定律有f m m a 对楔形物体受力分析如图乙所示 由牛顿第二定律有mgtan45 ma 可得f 40n a 10m s2 a错 b对 斜面体对楔形物体的作用力fn2 mg 10n c错 外力f增大 则斜面体加速度增加 楔形物体不能获得那么大的加速度 将会沿斜面体上滑 d对 6 2016湖南衡阳联考 16 质量不等的两木块a b 用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连 在图示情况下 木块a b一起做匀速运动 若木块a b的位置互相交换 则木块a运动的加速度为 木块a b与桌面间的动摩擦因数均为 且 1 重力加速度为g 空气阻力 滑轮摩擦均不计 a 1 gb 1 2 gc gd 与木块a b的质量有关 答案aa b匀速运动过程 有mag mbga b互相交换后 有mbg mag ma mb a解得a 1 g故选a 7 2016广东佛山二模 15 广州塔 昵称小蛮腰 总高度达600米 游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台 若电梯简化成只受重力与绳索拉力 已知电梯在t 0时由静止开始上升 a t图象如图所示 则下列相关说法正确的是 a t 4 5s时 电梯处于失重状态b 5 55s时间内 绳索拉力最小c t 59 5s时 电梯处于超重状态d t 60s时 电梯速度恰好为零 答案d利用a t图象可判断 t 4 5s时 电梯有向上的加速度 电梯处于超重状态 则a错误 0 5s时间内 电梯处于超重状态 拉力 重力 5s 55s时间内 电梯处于匀速上升过程 拉力 重力 55s 60s时间内 电梯处于失重状态 拉力 重力 综上所述 b c错误 因a t图线与t轴所围的 面积 代表速度改变量 而图中横轴上方的 面积 与横轴下方的 面积 相等 则电梯的速度在t 60s时为零 d正确 8 2016安徽联考 15 如图 放在斜劈上的物块 受到平行于光滑斜面向下的力f作用 沿斜面向下运动 斜劈保持静止 下列说法正确的是 a 地面对斜劈的摩擦力方向水平向右b 地面对斜劈的弹力大于斜劈和物块的重力之和c 若f增大 地面对斜劈的摩擦力也增大d 若f反向 地面对斜劈的摩擦力也反向 答案a无论物块下滑还是上滑 力f的大小是否改变 方向是否反向 物块对斜劈的压力大小不变 方向总是垂直于斜面向下 因为斜面光滑 所以在沿斜面方向物块与斜面间的作用力始终为零 则必有地面对斜劈水平向右的摩擦力 知a正确 c d错误 把斜劈和物块看成一个系统 因斜面光滑 物块的重力沿斜面向下的分力使物块有沿斜面向下的加速度 所以地面对斜劈的弹力小于斜劈和物块的重力之和 b错误 9 2016江西南昌一模 17 质量为m的三角形物块放置在粗糙水平地面上 开始质量为m的物体以速度v0沿三角形物块的粗糙斜面匀速下滑 某时刻给物体施加一沿斜面向下的推力f 使物体沿斜面向下做加速运动 如图所示 整个过程中 三角形物块始终静止在地面上 设物体向下加速运动时 地面对三角形物块的支持力大小为n 地面对三角形物块的摩擦力的大小为f 重力加速度为g 则 a f 0 n m m gb f 0 n m m gc f 0 n m m g 答案b虽然给物块施加了沿斜面的力f 但是对三角形物块而言其受到的各力没有任何变化 仍处于平衡状态 所以f 0 n m m g 故只有b项正确 10 2015河北石家庄2月调研 14 伽利略利用如图所示的装置做如下实验 小球从左侧斜面上的o点由静止释放后运动至右侧斜面上 斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料时 小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1 2 3 对比三次实验结果 可直接得到的结论是 a 如果斜面光滑 小球可以上升到比o 点更高的位置b 如果小球不受力 它将一直保持匀速运动或静止状态c 小球受到斜面的阻力越小 其上升的位置越高d 自由落体运动是匀变速直线运动 答案c在此实验中 若斜面光滑 只有重力做功 机械能守恒 小球最高只能上升到o 位置 a项错误 此实验说明小球受到的阻力越小 机械能损失越少 上升的位置越高 但不能直接说明小球不受力时 它将一直保持匀速运动或静止状态 更不能直接说明自由落体运动是匀变速直线运动 所以c项正确 b d两项错误 一 选择题 每题6分 共54分 1 2017湖北七市三月模拟 21 多选 如图所示 倾角为37 的光滑斜面上粘贴有一厚度不计 宽度为d 0 2m的橡胶带 橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内 其上 下边缘与斜面的上 下边缘平行 橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为l 0 4m 现将质量为m 1kg 宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放 已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0 5 重力加速度取g 10m s2 不计空气阻力 矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中 此过程矩形板始终在斜面上 下列说法正确的是 a 矩形板受到的摩擦力为ff 4nb 矩形板的重力做功为wg 3 6jc 产生的热量为q 0 8jd 矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为m s b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 45分钟分值 65分 答案bcd由题给条件可知矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中 其在完全进入橡胶带区域时受沿斜面向上的摩擦力ff fn mgcos 4n 其在进入和滑出橡胶带区域时所受摩擦力小于4n a项错误 矩形板的重力做功为wg mg l d sin37 3 6j b项正确 产生的热量q ffd 0 8j c项正确 由动能定理有wg mv2 得v m s m s d项正确 关键点拨 ff fn wg mg h q ffs 动能定理 2 2017河北石家庄二模 20 多选 如图甲所示 一质量为m的长木板静置于光滑水平面上 其上放置一质量为m的小滑块 木板受到水平拉力f作用时 用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力f的关系如图乙所示 重力加速度g 10m s2 下列说法正确的是 a 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0 1b 当水平拉力f 7n时 长木板的加速度大小为3m s2c 当水平拉力f增大时 小滑块的加速度一定增大d 小滑块的质量m 2kg 答案bd由题可知 当06n时二者间出现相对滑动 对木板有f mg ma 即a f 可见此时图线斜率为木板质量的倒数 可得m 1kg 则m 2kg d正确 由于出现相对滑动后小滑块所受合外力等于木板对它产生的摩擦力 不再随f的增大而变化 则出现相对滑动后小滑块的加速度达到最大 且不再变化 由图可知小滑块的最大加速度为a大 2m s2 用牛顿第二定律有 mg ma大 得 0 2 a c错误 将f 7n代入a f 得a 3m s2 b正确 关键点拨拉力f 6n 加速度为a 2m s2 是长木板和小滑块开始相对滑动的临界点 当f 6n时 对长木板和小滑块整体分析 f 6n时 对长木板和小滑块分别分析 3 2017山东潍坊中学一模 6 多选 如图所示 质量为m的斜面体放在水平面上 斜面上放一质量为m的物块 当给物块一初速度v0时 物块可在斜面上匀速下滑 若在给物块初速度v0的同时 在物块上施加一平行于斜面向下的拉力 物块可沿斜面加速运动 已知两种情况下斜面体都处于静止状态 则后一种情况和前一种情况相比 a 物块对斜面体的压力变大b 物块对斜面体的摩擦力不变c 斜面体对地面的压力不变d 斜面体受地面的摩擦力变大 答案bc当物块在斜面体上沿斜面匀速下滑时 其处于平衡状态 对物块和斜面体整体受力分析 受重力和支持力 二力平衡 斜面体不受地面的摩擦力作用 再对斜面体受力分析 此时斜面体受到重力 地面的支持力 物块对斜面的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力 若施加一平行斜面向下的拉力拉物块 使物块加速下滑时 物块对斜面体的压力没有变化 则对斜面体的滑动摩擦力也没有变化 所以斜面体的受力情况没有改变 则地面对斜面体仍没有摩擦力 地面对斜面体的支持力不变 则斜面体对地面的压力不变 故b c正确 a d错误 解题指导物块在斜面体上沿斜面匀速下滑时 由整体法分析可知斜面体不受地面的摩擦力作用 分析此时斜面体的受力情况 若沿平行于斜面的方向用力f向下拉物块 使物块加速下滑时 再分析斜面体的受力情况 4 2017三湘名校联盟三模 15 在明德中学教学楼顶吊着一口大钟 每年元旦会进行敲钟仪式 如图所示 在大钟旁边并排吊着撞锤 吊撞锤的轻绳长为l 与吊撞锤的点等高且水平相距处有一固定的光滑定滑轮 一同学将轻绳一端绕过定滑轮连在撞锤上 然后缓慢往下拉绳子另一端 使得撞锤提升竖直高度l 2时突然松手 使撞锤自然地摆动下去撞击大钟 发出声音 重力加速度为g 则 a 在撞锤上升过程中 该同学对绳子的拉力大小不变b 在撞锤上升过程中 撞锤吊绳上的拉力大小不变c 突然松手时 撞锤的加速度大小等于gd 突然松手时 撞锤的加速度大小等于g 答案d因该同学缓慢拉绳子 则撞锤在缓慢上升 处于动态平衡状态 对撞锤受力分析可知 其受两绳的拉力和重力作用 因重力的大小和方向恒定不变 由平衡条件可知两绳拉力的合力与重力等大反向 而两绳拉力方向均在变化 由平行四边形定则分析可知 两绳上的拉力大小均在变化 a b错误 突然松手时 撞锤此时受重力和吊撞锤的绳子对它的拉力作用 如图所示 根据几何关系知两绳子的夹角为90 且吊撞锤的绳子与竖直方向的夹角为60 则f合 mgsin60 mg 根据牛顿第二定律得其加速度大小a g c错误 d正确 解题指导 a和b项讨论的是两根绳子上拉力是否变化 而没有讨论如何变化 故只要作出恰当判断即可 突然松手时 人之前拉的这根绳子在此时对撞锤没有力的作用 5 2017三湘名校联盟三模 20 多选 如图甲所示 为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角 的关系 将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出 调节斜面与水平方向的夹角 实验测得x与斜面倾角 的关系如图乙所示 g取10m s2 根据图象可求出 a 物体的初速率v0 3m sb 物体与斜面间的动摩擦因数 0 75 c 取不同的倾角 物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin 1 44md 当 45 时 物体达到最大位移后将停在斜面上 答案bc当斜面倾角 90 时 物体对斜面无压力 也无摩擦力 物体做竖直上抛运动 根据匀变速直线运动规律有02 2gx 根据图象可得此时x 1 80m 解得初速率v0 6m s 选项a错 当斜面倾角 0 时即为水平 物体在运动方向上只受到摩擦力作用 则有 mgx m 根据图象知此时x 2 40m 解得 0 75 选项b对 物体沿斜面上滑 由牛顿第二定律可知加速度大小a gsin gcos g sin cos 2ax 2g sin cos x 得当sin cos 最大时 即tan 53 时 x取最小值xmin 解得xmin 1 44m c项正确 当 45 时 因mgsin45 mgcos45 则物体达到最大位移后将返回 d项错误 温馨提示 90 时 物体做竖直上抛运动 0 时 物体在水平方向上做匀减速运动 综合点评考查了文字语言 函数语言和和图象语言的综合应用 考查了识图能力 想象分析能力 综合推理能力及应用数学工具能力 难度较大 6 2016湖南长沙一模 15 以相同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时 一个物体所受空气阻力可以忽略 另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比 下列用虚线和实线描述两物体运动的速率 时间图象可能正确的是 答案d在速率 时间图象中 斜率的绝对值表示物体运动的加速度大小 所受空气阻力可忽略的物体 其只受重力作用 加速度不变 图线为图中虚线 不可忽略空气阻力的物体 其所受空气阻力大小与速率成正比 为变力 图线为图中实线 对受空气阻力作用的物体分析知 其上升过程中速率越来越小 则其所受阻力越来越小 合力越来越小 加速度越来越小 当其到达最高点时速率为零 加速度等于重力加速度 其从最高点下落过程中 速率越来越大 阻力越来越大 合力越来越小 加速度越来越小 若其在落地前阻力已经等于重力 则其最后阶段做匀速运动 故选d 解题思路若不考虑空气阻力 物体只受重力 g恒定 则a g恒定 若考虑空气阻力 且空气阻力f v 则上升时f合 g kv ma v f合 a 则图线斜率绝对值减小 下降时f合 g kv ma v f合 a 则图线斜率绝对值减小 到最高点时v 0 则f kv 0 而最终落地前f kv g 故存在两种可能 继续加速或者已经匀速运动 7 2016河北石家庄阶段测试 18 在图甲所示的水平面上 用水平力f拉物块 若f按图乙所示的规律变化 设f的方向为正方向 则物块的速度 时间图象可能正确的是 答案a若水平面光滑 则加速度a 即a f 满足a1 a2 a3 f1 f2 f3 1 3 2 可见a b c d四个选项均不符合 若水平面不光滑 设物块所受摩擦力大小为f 对a图进行分析 0 1s内 a1 2m s2 1 2s内 a2 2m s2 2 3s内 a3 1m s2 联立以上各式得f 1n m 1kg 且a1 a2 a3 2 2 1 符合实际 a项正确 同理 分析b c d项均不可能 考查内容本题考查了图象语言的物理意义 要求学生充分理解图象中点 线 面 轴 斜率 截距等的含义 及f a v的矢量关系 题目精典难度较大 是综合性选择题 解题关键 关键词 水平面 水平力f f的方向为正方向 可能正确 隐含条件 水平面可能光滑亦可能存在摩擦 结合牛顿第二定律分析求解 8 2016福建福州质检 18 倾角为 45 外表面光滑的楔形滑块m放在水平面ab上 滑块m的顶端o处固定一细线 细线的另一端拴一小球 已知小球的质量为m kg 当滑块m以a 2g的加速度向右运动时 则细线拉力的大小为 取g 10m s2 a 10nb 5nc nd n 答案a当滑块向右运动的加速度为某一临界值时 斜面对小球的支持力恰好为零 此时小球受到两个力 重力和线的拉力 如图1所示 根据牛顿第二定律 有ftcos ma0ftsin mg 0其中 45 解得a0 g图1则知当滑块向右运动的加速度a 2g时 小球已 飘 起来了 此时小球受力如图2所示 则有ft cos m 2gft sin mg 0 图2解得ft mg 10n 10n 解题思路本题是一个已知运动情况求未知力的问题 当滑块向右运动的加速度较小时 斜面对小球存在支持力 当滑块向右运动的加速度较大时 小球将脱离斜面而 飘 起来 因此 本题存在一个临界条件 9 2015湖北八校二联 19 多选 质量分别为m和m的物块形状大小均相同 将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接 如图甲所示 绳子平行于倾角为 的斜