2011年高考物理 牛顿运动定律练习

1 20112011 年高考物理年高考物理 牛顿运动定律练习牛顿运动定律练习 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 分 1 2009 河北石家庄 下列关于力的说法中正确的是 A 一对作用力和反作用力的性质一定相同 B 受静摩擦力作用的物体一定静止 C 物体所受的弹力的方向与该力施力物体的形变方向相反 D 重力的方向总是竖直向下且指向地球中心 解析 受静摩擦力作用的物体可能静止 也可能是运动的 故选项 B 错误 重力方 向除赤道与两极外不指向地心 故 D 项错误 AC 正确 答案 AC 2 物体静止在斜面上 以下几种分析中正确的是 A 物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B 物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力 C 物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力 D 物体受到的支持力的反作用力 就是物体对斜面的压力 解析 物体受到的静摩擦力的反作用是物体对斜面的静摩擦力 故 A 错误 物体对 斜面的压力 仅仅是在数值上等于重力沿垂直于斜面方向上的分力 故 B 错误 重力的反作 用力是物体对地球的吸引力 故 C 错误 物体受的支持力和物体对斜面的压力 是一对作用 力与反作用力 选项 D 正确 答案 D 3 2010 安徽省合肥调研 用计算机辅助实验系统 DIS 做验证牛顿 第三定律的实验 如图所示是把两个测力探头的挂钩勾在一起 向相 反方向拉动 观察显示器屏幕上出现的结果 观察分析两个力传感器 的相互作用随着时间变化的曲线 以下结论不正确的是 A 作用力与反作用力大小相等 B 作用力与反作用力方向相反 C 作用力与反作用力作用在同一物体上 D 作用力与反作用力同时存在 同时消失 解析 两个传感器的示数说明作用力与反作用力在两个物体上 等大 反向 同时 存在 同时消失 则不正确的是 C 答案 C 4 2009 全国卷 如图所示 一辆有动力驱动的小车上有 一水平放置的弹簧 其左端固定在小车上 右端与一小球相连 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态 若 忽略小球与小车间的摩擦力 则在此段时间内小车可能是 A 向右做加速运动 B 向右做减速运动 C 向左做加速运动 D 向左做减速运动 解析 从弹簧处于压缩状态 可以得出小球的合力 加速度 方向水平向右 如果车 的速度向右 则车向右做加速运动 选项 A 对 如果车的速度向左 则车向左做减速运动 选 项 D 对 答案 AD 5 如图所示 小车上物体的质量 m 8kg 它被一根在水平方向 上拉伸了的轻弹簧拉住而静止在小车上 这时弹簧的弹力是 6N 现对小 车施一水平向右的作用力 使小车由静止开始运动 在小车的加速度 由零逐渐增大到 1m s2的过程中 以下说法正确的是 A 物体与小车始终保持相对静止 弹簧对物体的作用力始终未发生变化 2 B 物体受到的摩擦力先减小 后增大 先向左 后向右 C 当小车的加速度为 0 75m s2时物体不受摩擦力的作用 D 小车以 1m s2的加速度向右做匀加速直线运动时物体受到的摩擦力为 8N 解析 开始物体静止在小车上时 受水平向左的静摩擦力是 6N 在小车的加速度由 零逐渐增大到 1m s2的过程中 由牛顿第二定律 物体受的合力由零逐渐增大到 8N 故物体 受的静摩擦力由水平向左的静摩擦力是 6N 逐渐减少到 0 再逐渐增大到水平向右的 2N 故 选项 AB 对 D 错 当小车的加速度为 0 75m s2时 物体受的合力为 F am 6N 恰好等于 弹簧的弹力 6N 故物体不受摩擦力作用 故选项 C 对 答案 ABC 6 如图所示 物体 A 叠放在物体 B 上 物体 B 置于光滑水 平面上 物体 A B 的质量分别为 mA 6kg mB 2kg 物体 A B 间的动摩擦因数 0 2 开始时水平力 F 作用在物体 A 上且 F 10N 此后逐渐增大 F 在增大到 45N 的过程中 A 当拉力 F 12N 时 两物体均保持静止状态 B 两物体开始没有相对运动 当拉力超过 12N 时 开始相对滑行 C 两物体从受力开始就有相对运动 D 两物体始终没有相对运动 解析 首先以物体 A B 整体为研究对象 在水平方向上只受拉力 F 的作用 根据 牛顿第二定律有 F mA mB a 再以物体 B 为研究对象 物体 B 在水平方向只受摩擦力 根据牛顿和二定律有 Ff mBa 当 Ff为最大静摩擦力时 Ff mAg 12N 由 式得 a m s2 6m s2 代入 式得 F 6 2 6N 48N Ff mB 12 2 由此可以看出当 F 48N 时 物体 A B 间的摩擦力达不到最大静摩擦力 也就是说 物 体 A B 间不会发生相对运动 所以选项 D 正确 答案 D 7 如图所示 一个劈形物体 M 各面均光滑 放在固定的斜面 上 上表面成水平 在水平面上放一光滑小球 m 劈形物从静止开始 释放 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 A 沿斜面向下的直线 B 竖直向下的直线 C 无规则曲线 D 抛物线 解析 小球在水平方向上不受力 故水平方向上运动状态不变 竖直方向上受重力 因此小球运动轨迹是竖直向下的直线 答案 B 8 一木块放在粗糙的水平面上 同时受到与水平夹角分 别为 和 的两个力 F1 F2的作用 如图所示 木块获得的加 速度为 a 若撤去其中一个力 F2 则木块的加速度 A 必然增大 B 必然减小 C 可能不变 D 可能增大 解析 撤去 F2后 不但减小了水平方向上的动力 还减小了摩擦力 若 F2cos F2sin 则 a 不变 若 F2cos F2sin 则 a 减小 答案 CD 9 如图所示 圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO bO cO 其下端都固定于底部圆心 O 而上端则搁在仓库侧 壁上 三块滑板与水平面的夹角依次是 30 45 60 若有三个小 孩同时从 a b c 处开始下滑 忽略阻力 则 3 A a 处小孩最先到 O 点 B b 处小孩最后到 O 点 C c 处小孩最先到 O 点 D a c 处小孩同时到 O 点 解析 三块滑板跟圆柱形仓库构成的斜面底边长均为圆柱形底面的半径 设为 R gt2sin t2 当 45 时 t 最小 当 30 和 60 时 sin2 的值相同 故 D 正 R cos 1 2 4R gsin2 确 答案 D 10 如图甲所示 用同种材料制成的倾角为 30 的斜面和长水平面 斜面和水平面之 间由光滑圆弧连接 斜面长为 2 4m 且固定 一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度 v0开始自由下滑 当 v0 2m s 时 经过 0 8s 后小物块停在斜面上 多次改变 v0的大小 记录下小物块从开始运动到最终停下的时间 t 作出 t v0图象如图乙所示 g 取 10m s2 则 A 小物块与该种材料间的动摩擦因数为 0 25 B 小物块与该种材料间的动摩擦因数为 3 2 C 若小物块初速度为 1m s 则根据图象可知小物块运动时间为 0 4s D 若小物块初速度为 4m s 则根据图象可知小物块运动时间为 1 6s 解析 由 t v0图象可得 a m s2 2 5m s2 对物块应用牛顿第二定律有 v0 t 2 0 8 mgcos30 mgsin30 ma 解得 则 A 项错 B 项对 若 v0 1m s 小物块仍在斜面 3 2 上运动 由图象可知小物块运动时间为 0 4s C 项对 若 v0 4m s 由 v 2as 得 s 2 0 v2 0 2a m 3 2m 2 4m 小物块已运动到水平面上 图象对物块已不再成立 故 D 项错 16 2 2 5 答案 BC 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 计算公 式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案中必须明确数值和 单位 11 2008 年 9 月 25 日 一位同学通过电视节目观看火箭发射 神七 卫星的情 景 他听到现场总指挥倒计时结束发出 点火 命令后 立刻用秒表计时 假设测得火箭 底部从开始发射到经过发射架顶端的时间是 t 如果他想计算出火箭的推力有多大 请讨论 以下两个问题 1 需要假设哪些条件进行理想化处理 2 需要知道哪些数据 用相应符号表示出来 并推导出火箭推力 F 的表达式 解析 1 假设火箭及卫星总质量不变 假设火箭及卫星在此过程中的运动是匀加 速运动 2 火箭和卫星的总质量为 M 发射架高度为 h 由牛顿第二定律 F Mg Ma 4 由运动学公式 h at2 1 2 解得 F Mg M 2h t2 答案 1 见解析 2 火箭和卫星的总质量为 M 发射架高度为 h 表达式为 F Mg M 2h t2 12 2009 海淀区测试 用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动 当改变拉力的 大小时 物体运动的加速度也随之变化 a 和 F 的关系如图所示 g 取 10m s2 1 根据图线所给的信息 求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数 2 若改用质量是原来 2 倍的同种材料的物体 请在上图的坐标系上画出这种情况下的 a F 图线 要求写出作图的根据 解析 1 根据牛顿第二定律 F mg ma 所以 a F g 1 m 可见 a F 图象为一条直线 直线的斜率 k 2 0kg 1 1 m 纵轴截距为 g 2 0m s2 解得 物体的质量 m 0 50kg 物体与地面间的动摩擦因数 0 20 也可以用横轴截距求动摩擦因数 当 F 1 0N 时 物体的加速度为零 物体所受阻力 f F 1 0N 由 f mg 解得物体与水平面间的动摩擦因数 0 20 用其他方法结果正 f mg 确的也对 2 当物体质量加倍时 物体的加速度 a F g 1 2m 直线斜率 k 1 0kg 1 纵轴的截距不变 作出如下图所示的图线 1 2m 答案 1 0 50kg 0 20 2 见解析图 13 将金属块用压缩的轻弹簧卡于一个矩形箱内 如图所示 在箱子 的上顶板和下顶板都装有压力传感器 箱子可以沿竖直方向运动 当箱子 以 a 2m s2的加速度竖直向上做匀减速运动时 上顶板的压力传感器显示 5 为 6 0N 下顶板的压力传感器显示为 10 0N 取 g 为 10m s2 1 若上顶板的压力传感器的示数为下顶板压力传感器的示数的一半 试判定金属块的 运动情况 2 要使上顶板的压力传感器的示数为零 箱子沿竖直方向上的运动可能是怎样的 解析 设金属块的质量为 m 以 2m s2的加速度向上做匀减速运动 则加速度的方 向向下 对金属块由牛顿第二定律得 F上 mg F下 ma 解得 m 0 5kg 1 当上顶板的压力传感器的示数为下顶板压力的传感器的示数的一半时 由于弹簧长 度没变 故弹簧的弹力没有变化 即下顶板压力传感器的示数仍然为 10N 则上顶板压