【备战】高考物理 考前30天冲刺押题 专题03 牛顿运动定律.doc

【备战2013】高考物理 考前30天冲刺押题 专题03 牛顿运动定律【2013高考考纲解读】内容要求16牛顿第一定律。惯性17牛顿第二定律。质量。圆周运动中的向心力18牛顿第三定律19牛顿力学的适用范围20牛顿定律的应用iiiiiiiii牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。对这部分内容的考查非常灵活，选择、实验、计算等题型均可以考查。其中用整体法和隔离法处理问题，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体的平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等等，应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度，而且还能考查考生从材料、信息中获取要用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。 【题型示例】【示例1】（2013南京师大附中模拟）如图31所示，ab和cd为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为r和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点p。设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由a滑到b和由c滑到d，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为图31 a2：1 b1：1 c：1 d1：【解析】 设光滑斜槽轨道的倾角为q，则物体下滑时的加速度为，由几何关系，斜槽轨道的长度，由运动学公式，得，即所用的时间t与倾角q无关，所以t1t2，b项正确。【示例2】（2013山东省淄博市模拟）为了研究超重与失重现象。某同学把一体重计放在电梯的地板上，他站在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况。下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内各时刻不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则时间t0t1t2t3体重计示数（kg）45.050.040.045.0at3时刻电梯可能向上运动bt1和t2时刻电梯运动的加速度方向相反，但运动方向不一定相反ct1和t2时刻该同学的质量相同，但所受重力不同dt1和t2时刻该同学的质量和重力均不相同【解析】 已知t0时刻电梯静止，所以该同学的质量为45kg，t1 时刻电梯处于超重状态，加速度向上，t2时刻电梯处于失重状态，加速度向下，但运动方向不一定相反，b项正确；t3时刻电梯可能静止，也可能匀速向上运动，a项正确；t1和t2时刻该同学分别处于超重和失重状态，表示电梯对该同学的支持力大于和小于其重力，但该同学的质量和重力均不变，c项、d项都不正确。【答案】ab【名师解读】本题涉及到受力分析、牛顿第二定律、超重、失重等知识点，考查理解能力、推理能力和分析综合能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解相关知识的区别和联系”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。分析本题时要注意，超重和失重是指体重计的示数比重力大还是比重力小，本质是物体的加速度方向是向上还是向下（加速度向上为超重，加速度向下为失重），而与物体的运动方向（即速度方向）无关，并且物体的重力和质量是不变的，即只是视重变大或变小。【示例3】（2013哈尔滨一中模拟考试）用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图32（a）所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为，线的张力为t，则t随2变化的图像是图32（b）中的（ ）【答案】c【名师解读】本题涉及到圆周运动的受力分析、力的合成与分解、牛顿第二定律、向心力、临界问题等知识点，重点考查分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题的图像中提示出有转折点，从这一点入手，可知当角速度过大时，小球会飘起离开斜面，因此要分两种情况列方程。因小球做匀速圆周运动，合外力不为零，所以适合用正交分解法处理。【示例4】（2013北京海淀区模拟试题）杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零，已知竹竿底部与下面顶杆人肩部间有一感应器，如图33所示为传感器显示的顶杆人肩部的受力情况，取g=10m/s2，求：t/s0132360180f/n300图33（1）杆上的人下滑中的最大速度；（2）竹竿的长度。【名师解读】本题涉及到受力分析、牛顿第二定律、ft图像、vt图像、匀变速运动规律等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对 “能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“必要2静止在光滑水平面上的物体，在水平推力f作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0t1时间内的运动情况，正确的描述是()a物体先做匀加速运动，后做匀减速运动b物体的速度一直增大c物体的速度先增大后减小d物体的加速度一直增大【答案】b【解析】由牛顿运动定律可以分析出，由f合ma得：f先增大后减小，则a先增大后减小，说明物体做变加速运动，a、d选项错在0t1时间内f的方向不变，f与v同向，则物体做加速运动3静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则()a物体将做往复运动b2s内的位移为零c2s末物体的速度最大d3s内，拉力做的功为零4如图所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴一质量为10kg的物块m.小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5n时，物块处于静止状态当小车以加速度a1m/s2沿水平地面向右加速运动时()a物块m相对小车仍静止b物块m受到的摩擦力大小不变c物体m受到的摩擦力将减小d物块m受到的弹簧的拉力将增大【答案】ab【解析】由初始条件知最大静摩擦力ffmax5n，当小车向右加速运动时假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5ff101，ff5n，因ff5n，则a、b正确5“神舟七号”载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为()a6mgb5mgc4mg dmg【答案】a【解析】以人为研究对象，进行受力分析，由牛顿第二定律可知，fmgma，则fm(ga)6mg，再由牛顿第三定律可知，人对飞船底部的压力为6mg.6如图所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体a、b，m1m2，a、b间水平连接着一轻质弹簧测力计若用大小为f的水平力向右拉b，稳定后b的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为f1；如果改用大小为f的水平力向左拉a，稳定后a的加速度7质量为2kg的物体放在动摩擦因数0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功w和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，则()a此物体在ab段做匀加速直线运动b此物体在ab段做匀速直线运动c此物体在oa段做匀加速直线运动d此物体在oa段做匀速直线运动【答案】bc【解析】由题中图象得：此物体在oa段所受的水平拉力为f15n，在ab段所受的水平拉力为f22n；物体所受滑动摩擦力为ffmg2n，所以此物体在ab段做匀速直线运动，选项b正确；此物体在oa段做匀加速直线运动，选项c正确8如图所示，质量相同的木块a、b用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然状态，现用水平恒力f推木块a，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，以下说法正确的是()a两木块速度相同时，加速度aaabb两木块速度相同时，加速度aaabc两木块加速度相同时，速度vavb9一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处已知运动员与网接触的时间为1.2s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小(g取10m/s2)【答案】1500n【解析】v1m/s8m/sv2m/s10m/sam/s215m/s2mafmg则fmamg(60156010)n1500n10某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体求：(1)此电梯的加速度多大？(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(g10m/s2)11如图所示，固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉力f和物体速度v随时间的变化规律如图(甲)、(乙)所示，取重力加速度g10m/s2.求物体的质量m及斜面与地面间的夹角.【答案】1.0kg30【解析】由题图可得，02s内物体的加速度为a0.5m/s2由牛顿第二定律可得：fmgsinma2s后有：fmgsin联立，并将f5.5n，f5n代入解得：m1.0kg，30.12如图质量为m的机车头拖着质量均为m的n节车厢在平直轨道上以速度v匀速行驶，设机车头和各节车厢受到的阻力均为f，行驶中后面有一节车厢脱落，待脱落车厢停止运动时后面又有一节车厢脱落，各节车厢按此方式依次脱落，整个过程中机车头的牵引力保持不变，问：(1)最后面一节车厢脱落后，机车头和剩下的车厢的加速度是多大？(2)最后面一节车厢脱落后，当它停止运动时，机车头和剩下的车厢的速度是多大？(3)全部车厢脱落并停止运动时，机车头的速度是多大？13如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量m4kg，长l1.4m，木板右端放着一个小滑块小滑块质量为m1kg，其尺寸远小于l.小滑块与木板间的动摩擦因数0.4，g10m/s2.(1)现用恒力f作用于木板m上，为使m能从m上滑落，f的大小范围是多少？(2)其他条件不变，若恒力f22.8n且始终作用于m上，最终使m能从m上滑落，m在m上滑动的时间是多少？14如图321所示，一质量为m50 kg的滑块，以v010 m/s的初速度从左端冲上静止在光滑水平地面上的长为l8 m，高为h1.25 m的平板车，滑块与车间的动摩擦因数为0.3，平板车质量为m150 kg.图321(1)滑块冲上小车后小车运动的加速度的大小(2)判断滑块能否滑离小车；若能滑离，求滑块落地时距车右端的水平位移；若不能滑离求滑块相对车静止时离车右端的距离【解析】(1)物块滑上车后做匀减速运动加速度大小为a1，车做匀加速运动加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：mgma1mgma2解得：a21 m/s2(2)设经t s滑块从车上滑下，此时滑块速度大小为v1，车速大小为v2，由匀变速运动规15如图322所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平，a、b两端相距3 m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角37，c、d两端相距4.45 m，b、c相距很近水平部分ab以v05 m/s的速率顺时针转动将质量为10 kg 的一袋大米无初速度放在a端，到达b端后，速度大小不变地传到倾斜的cd部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.已知g10 m/s2，sin 0.6，cos 370.8，试求：图322(1)若cd部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离(2)若要米袋能被传送到d端，求cd部分顺时针运转的最小速度，以及米袋从c端到d端所用的最长时间【解析】(1)米袋在ab上加速时的加速度大小为a0g5 m/s2，米袋的速度达到v05 m