2012年高考物理 最新考点分类解析 考点3 牛顿定律

1 20122012 年物理高考试题分类解析年物理高考试题分类解析 考点考点 3 3 牛顿定律牛顿定律 1 伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验 提出了惯性的概念 从而奠定了 牛顿力学的基础 早期物理学家关于惯性有下列说法 其中正确的是 A 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B 没有力的作用 物体只能处于静止状态 C 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D 运动物体如果没有受到力的作用 将继续以同一速度沿同一直线运动 1 AD 惯性是物体抵抗运动状态变化而保持静止或匀速直线运动状态的性质 A 正确 没有力的作用 物体将处于静止或匀速直线运动状态 B 错误 行星在圆形轨道上保持匀速 率运动的原因是行星受到地球的万有引力作用 不是由于惯性 C 错误 运动物体如果没有 受到力的作用 将一直匀速直线运动下去 D 正确 2 如图 4 所示 放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑 若在物块上 再施加一个竖直向下的恒力F 则 A 物块可能匀速下滑 B 物块仍以加速度a匀加速下滑 C 物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D 物块将以小于a的加速度匀加速下滑 2 C 不施加F时 由牛顿第二定律有 mgsin mgcos ma 解得 a gsin gcos 施加F后 相当于物体的重力增加了F 而质量无变化 又由牛顿第 二定律有 F mg sin F mg cos ma 解得a gsin gcos F mg 1 所以加速度变大 C 正确 3 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 设球受 3 4 到的空气阻力大小恒为f 取g 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 3 答案 1 0 2 N 2 m 3 8 2 1 设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a1 由图知 a1 m s2 8 m s2 v t 4 0 5 根据牛顿第二定律 得 mg f ma1 故f m g a1 0 2 N 2 由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v1 4 m s 设球第一次离开地面时 的速度大小为v2 则 v2 v1 3 m s 3 4 第一次离开地面后 设上升过程中球的加速度大小为a2 则 mg f ma2 得a2 12 m s2 于是 有 0 v22 2a2h 解得h m 3 8 4 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具 如图 设拖把头的质量为m 拖杆质量可 忽略 拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 重力加速度为g 某同学用该拖把在水平 地板上拖地时 沿拖杆方向推拖把 拖杆与竖直方向的夹角为 1 若拖把头在地板上匀速移动 求推拖把的力的大小 2 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的 正压力的比值为 已知存在一临界角 0 若 0 则不管沿拖杆方向的推力多 大 都不可能使拖把从静止开始运动 求这一临界角的正切 tan 0 4 答案 1 mg 2 tan 0 sin cos 1 设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把 将推拖把的力沿竖直和水平方向分解 按平衡条件有 Fcos mg N Fsin f 式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力 按摩擦定律有 f N 联立 式得 F mg sin cos 2 若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动 应有 Fsin N 3 这时 式仍满足 联立 式得 sin cos mg F 现考察使上式成立的 角的取值范围 注意到上式右边总是大于零 且当F无限大时 极限为零 有 sin cos 0 使上式成立的 角满足 0 这里 0是题中所定义的临界角 即当 0时 不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把 临界角的正切为 tan 0 5 为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系 小明同学用石蜡做成两条质量均为m 形状不同的 A鱼 和 B鱼 如图所示 在高出水面H处分别静止释放 A鱼 和 B鱼 A鱼 竖直下潜hA后速度减为零 B鱼 竖直下潜hB后速度减为零 鱼 在水中 运动时 除受重力外 还受浮力和水的阻力 已知 鱼 在水中所受浮力是其重力的 倍 重力加速度为g 鱼 运动的位移值远大于 鱼 的长度 假设 鱼 运动时 10 9 所受水的阻力恒定 空气阻力不计 求 1 A鱼 入水瞬间的速度vA1 2 A鱼 在水中运动时所受阻力fA 3 A鱼 与 B鱼 在水中运动时所受阻力之比fA fB 5 答案 1 2 mg 3 2gH H hA 1 9 hB 9H hA hA 9H hB 1 A鱼 在入水前做自由落体运动 有 vA12 0 2gH 得 vA1 2gH 2 A鱼 在水中运动时受重力 浮力和阻力的作用 做匀减速运动 设加速度为aA 有 F合 F浮 fA mg F合 maA 0 vA12 2aAhA 由题意 F浮 mg 10 9 综合上述各式 得fA mg H hA 1 9 3 考虑到 B鱼 的受力 运动情况与 A鱼 相似 有 4 fB mg H hB 1 9 解得 fA fB hB 9H hA hA 9H hB 6 某校举行托乒乓球跑步比赛 赛道为水平直道 比赛距离为s 比赛时 某同学将 球置于球拍中心 以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动 当速度达到v0时 再 以v0做匀速直线运动跑至终点 整个过程中球一直保持在球拍中心不动 比赛中 该同学在 匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为 0 如图所示 设球在运动中受到的空气阻 力大小与其速度大小成正比 方向与运动方向相反 不计球与球拍之间的摩擦 球的质量为m 重力加速度为g 1 求空气阻力大小与球速大小的比例系数k 2 求在加速跑阶段球拍倾角 随速度v变化的关系式 3 整个匀速跑阶段 若该同学速度仍为v0 而球拍的倾角比 0大了 并保持不变 不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化 为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r 的下边沿掉落 求 应满足的条件 6 答案 1 2 tan 0 3 sin mgtan 0 v0 a g v v0 2rcos 0 g s v0 v0 2a 2 1 在匀速运动阶段 有mgtan 0 kv0 得k mgtan 0 v0 2 加速阶段 设球拍对球的支持力为N 有 N sin kv ma N cos mg 得 tan tan 0 a g v v0 3 以速度v0匀速运动时 设空气阻力与重力的合力为F 有F