高考物理母题解读（三） 牛顿运动定律9.doc

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题9、与牛顿运动定律相关的图像问题【解法归纳】从图象中找出解题信息，把图象与物理图景相联系，应用牛顿运动定律及其相关知识解答。典例（2012安徽理综） 质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f，取=10 m/s2, 求：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。【针对训练题精选解析】图111（2010福建理综）质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力f的作用，f随时间t的变化规律如图11所示。重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为a.18m b.54m c.72m d.198m2（2012年2月河北省五校联盟模拟）一个物体在三个力的作用下处于静止状态。现在使其中的一个力的大小在一段时间内均匀减小到零，然后又在相同的时间内从零均匀增大到原来的大小（此力的方向始终未变），在此过程中其余各力均不变。下列各图中，能正确描述此过程中物体加速度和速度变化情况的是：（ ） 3（2012年2月济南检测）水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体a相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体a，使a竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加力f的大小和运动距离x之间关系图象正确的是4（2012江西重点中学联盟第一次联考）如图甲所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块。t=0时刻起，给木块施加一水平恒力f。分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，图乙中可能符合运动情况的是( )5（2012年2月陕西师大附中第四次模拟）一小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面的倾角为，物块与该斜面间的动摩擦因数tan。下图表示该物块的速度v和所受摩擦力ff随时间t变化的图线，其中大致正确的是（以初速度v0的方向为正方向）第16题图5.答案：bc解析：物块沿足够长的固定斜面上滑，加速度大小大于下滑的加速度大小，选项b正确a错误；上滑和下滑所受摩擦力大小相等，方向相反，选项c正确d错误。6（2012湖南2月联考）一个质量为03kg的物体沿水平面做直线运动，如图所示，图线a表示物体受水平拉力时的vt图象，图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的vt图象，下列说法中正确的是 （ ）a水平拉力的大小为01n，方向与摩擦力方向相同b水平拉力对物体做功的数值为12jc撤去拉力后物体还能滑行75md物体与水平面间的动摩擦因数为017（2010高考海南物理）图7中，质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为0.2在木板上施加一水平向右的拉力f，在03s内f的变化如图8所示，图中f以mg为单位，重力加速度g=10m/s2整个系统开始时静止 (1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；(2)在同一坐标系中画出03s内木板和物块的vt图象，据此求03s内物块相对于木板滑过的距离。v/(ms-1)123t/s04.51.542物块木板图9解析：(1)设木板和物块的加速度分别为a和a，在t时刻木板和物块的速度分别为vt和vt，木板和物块之间摩擦力的大小为f，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得f=ma f=mg，当vt vtvt2=vt1+a(t2-t1)f-f=(2m)avt2=vt1+a (t2-t1)由式与题给条件得v1=4m/s，v1.5=4.5m/s，v2=4m/s，v3=4m/s，v2=4m/s，v3=4m/s，(2)由式得到物块与木板运动的图象，如右图所示。在03s内物块相对于木板的距离s等于木板和物块vt图线下的面积之差，即图中带阴影的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25(m)，下面的三角形面积为2(m)，因此s=2.25。8（2006全国理综24，19分）一质量为m=40kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数f的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。9(2010安徽理综)质量为2kg的物体在水平推力f的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去f，其运动的vt图象如图12所示。g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的运动摩擦系数； (2)水平推力的大小；（3）010s内物体运动位移的大小。【解析】（1）设物体做匀减速直线运动的时间为t2，初速度为v20，末速度为v21，加速度为a2，则a2=-2m/s2设物体所受摩擦力为ff，根据牛顿第二定律，有ff = ma2ff = -mg解得 =0.210（2012上海奉贤模拟）两个完全相同的物体a、b，质量均为m = 0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动。图中的两条直线分别表示a物体受到水平拉力f作用和b物体不受拉力作用的vt图像，求：（1）两物体与地面之间的动摩擦因素；（2）物体a所受拉力f的大小；（3）12s末物体a、b之间的距离s。11.（2007年高考上海物理）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力f作用下向上运动，推力f与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g10m/s2。求：（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角a。12（2010西安模拟）如图甲所示，一个质量为m=4kg的小滑块a，在水平力f0=20n作用下，在水平面上沿x轴正方向以v0=5m/s做匀速直线运动。在x0区域，存在场力作用区，可对滑块施加竖直向下的作用力f，并通过传感器来控制力的变化。从滑块a进入场力作用区开始，力的变化如图乙所示。求滑块在场力作用区域运动的距离。（已知，）解析：滑块最初做匀速直线运动，f0=mg解得=0.5当滑块a进入场力作用区域后，由于摩擦力增大，所以做减速运动。令f1=5n，每一个场力区域的宽度l=1m，由牛顿运动定律，滑块a运动在第n个场力区域内，加速度大小为an= nf1/m滑块a运动在第1个场力区域内，v12= v02-2a1l滑块a运动在第2个场力区域内，v22= v12-2a2l滑块a运动在第3个场力区域内，v32= v22-2a3l滑块a运动在第n个场力区域内，vn2= vn-12-2anl由以上各式可得vn2= v02-2（1+2+3+n）l 滑块a停下时，vn=0，解得n=5.8所以滑块在场力作用区域运动的距离为s=5