高考物理母题解读（三） 牛顿运动定律11

1 高考母题解读高考母题解读 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 11 多体作用问题 解法归纳 对于多体作用问题一定要根据题述物理过程 已知量 待求量选择恰当的研 究对象 分析受力 运用牛顿运动定律及其相关知识列方程解答 典例 2007 年高考江苏物理 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个 木块 其中两个质量为 m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连 木块间的最大静摩擦力是 mg 现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2 m 的木块 使四个木块以同一加速度运动 则 轻绳对 m 的最大拉力为 A B 5 mg3 4 mg3 C D 2 mg3 mg3 点评 选择隔离的研究对象时 一定要选择所受的力是确定的物体 不要选择所受的力 是不确定的物体 此题中由于左边木块之间的摩擦力尚未达到最大 因此不能隔离左边木 块作为研究对象 针对训练题精选解析 1 2012 年 2 月洛阳五校联考 如图所示 两个质量分别为m12kg m2 3kg 的物体置 于光滑的水平面上 中间用轻质弹簧秤连接 两个大小分别为F1 30N F2 20N 的水平拉 力分别作用在m1 m2上 则 A 弹簧秤的示数是 25N B 弹簧秤的示数是 50N 2 C 在突然撤去F2的瞬间 m1的加速度大小为 5m s2 D 在突然撤去F1的瞬间 m1的加速度大小为 13m s2 2 江西省重点中学协作体 2012 届高三第二次联考 如图 动物园的水平地面上放着一只 质量为M 的笼子 笼内有一只质量为 m 的猴子 当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上 爬时 笼子对地面的压力为F1 当猴以同样大小的加速度沿竖直 柱子加速下滑时 笼子对地面的压力为 F2 关于 F1 和 F2 的大 小 下列判断中正确的是 A F1 F2 B F1 M m g F2 M m g C F1 F2 2 M m g D F1 F2 2 M m g 3 2012 年 3 月四川乐山市二模 如图所示 A B 两球完全相同 质量均为 m 用两根 等长的细线 悬挂在升降机的天花板上的 O 点 两球之间连着一根劲度系数为 k 的轻质弹 簧 当升降机以加速度 a 竖直向上加速运动时 两根细线之间的夹角为 则弹簧的长 度与原长相比缩短了 A tan B tan m ag k mg k C 2tan D tan m ag k 2 m ag k 2 3 答案 D 解析 当升降机以加速度 a 竖直向上加速运动时 对 A 小球分析受力 由牛顿 第二定律 在竖直方向 Fcos mg ma 在水平方向 Fsin kx 2 2 3 联立解得 x tan 选项 D 正确 m ag k 2 4 2012 年 3 月山东威海一模 如图所示 在光滑水平面上以水平恒力 F 拉动小车和木 块 让它们一起做无相对滑动的加速运动 若小车质量为 M 木块质量为 m 加速度大小为 a 木块和小车间的动摩擦因数为 对于这个过程 某同学用了以下 4 个式子来表达木块 受到的摩擦力的大小 下述表达式一定正确的是 A F Ma B M m a C mg D Ma 5 2012 年 3 月陕西宝鸡第二次质检 如图所示 一辆小车静止在水平面上 在小车上放 一个质量为 m 8kg 的物体 它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上 这时 弹簧的弹力为 6N 现沿水平向右的方向对小车施以作用力 使小车由静止开始运动起来 运动中加速度由零逐渐增大到 1m s2 随即以 1m s2的加速度做匀加速 直线运动 以下说法正确的是 A 物体受到的摩擦力一直减小 B 当小车加速度大小为 0 75 m s2时 物体不受摩擦力作用 C 物体与小车始终保持相对静止 弹簧对物体的作用力始终没有发生变化 D 小车以 l m s2的加速度做匀加速直线运动时 物体受到的摩擦力为 8N 6 2012 南京四校联考 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为m 2m和 3m的三个木 块 其中质量为 2m和 3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连 轻绳能承受的最大拉力为 T 现用水平拉力F拉其中一个质量为 3m的木块 使三个木块以同一加速度运动 则以下 4 说法正确的是 A 质量为 2m的木块受到四个力的作用 B 当F逐渐增大到T时 轻绳刚好被拉断 C 当F逐渐增大到1 5T时 轻绳还不会被拉断 D 轻绳刚要被拉断时 质量为m和 2m的木块间的摩擦力为 2 3 T 7 2008 四川延考区理综 水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块 A 木块 A 上的物体 B 用绕过凸起的轻绳与物体 C 相连 B 与凸起之间的轻绳是水平的 用一水平向左的拉力 F 作用在物体 B 上 恰使物体 A B C 保持相对静止 如图 已知物体 A B C 的质量均为 m 重力加速度为 g 不计所有的摩擦 则拉力 F 应为多大 解析 设绳中拉力为 T A B C 共同的加速度为 a 与 C 相连部分的绳与竖直 xian3 夹角 为 由牛顿第二定律 对 A B C 组成的整体有 F 3ma 1 对 B 有 F T ma 2 对 C 有 Tcos mg 3 Tsin ma 4 联立式得 T 2ma 1 2 5 联立式得 T2 m2 a2 g2 3 4 6 联立式得 a g 5 6 3 3 联立式得 F mg 1 7 3 8 22 分 2008 四川延考区理综 如图 一质量为m 1kg 的木板静止在光滑水平地面时 开始时 木板右端与墙相距L 0 08m 质量为m 1kg 的小物块以初速度v0 2m s 滑上木板 左端 木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触 物块与木板之间的动摩擦因数为 m 2m 3m F 5 0 1 木板与墙的碰撞是完全弹性的 取 g 10m s2 求 1 从物块滑上木板到两者达到共同速度时 木板与墙壁碰撞的次数及所用的时间 2 达到共同速度时木板右端与墙之间的距离 由于木块的速率只能位于 0 到v1之间 故有 0 v0 2nT 2 v1 求解上式得 1 5 n 2 5 7 由于 n 是整数 故 n 2 8 再由得 t 0 2s v 0 2 m s 1 5 8 从开始到物块与木板两者达到共同速度所用时间为 t 4T t 1 8s 2 物块与木板达到共同速度时 木板与墙之间的距离为 s L a t 2 2 1 12 联立式 并代人数据得 s 0 06m 1 12 9 14 分 2012 年 5 月长春三模 如图甲所示 力传感器A 与计算机相连接 可获得力随 时间变化的规律 将力传感器固定在光滑水平桌面上 测力端通过轻 质细绳与一滑块相连 调 节传感器高度使细绳水平 滑块放在较长的小车上 滑块的质量m 1 0kg 小车的质量为 M 0 65kg 一根轻质细绳跨过光滑的定滑轮 其一端连接小车 另一端系一只空沙桶 调 节滑轮可使桌面上部细绳水平 整个装置先处于静止状态 现打开传感器的同时缓慢向沙 桶里倒入沙子 当小车刚好开始运动时 立即停止倒沙子 若力传感器采集的F t图象如 乙图所示 请结合该图象 求 重力加速度g 10m s2 6 1 小车刚开始运动时沙桶及所装沙子的总质量m0和滑块与小车间的动摩擦因数 2 小车运动稳定后的加速度大小 10 2012 年 2 月江西九江市七校联考 如图所示 一长木板质量为M 4kg 木板与地面 的动摩擦因数 1 0 2 质量为m 2kg 的小滑块放在木板的右端 小滑块与木板间的动 摩擦因