高考物理一轮复习 专题三 牛顿运动定律课件.ppt

专题三牛顿运动定律 高考物理 江苏专用 考点一牛顿运动定律的理解1 2012江苏单科 4 3分 将一只皮球竖直向上抛出 皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像 可能正确的是 五年高考 a组自主命题 江苏卷题组 答案c对皮球应用牛顿第二定律有 mg kv ma a g v 上升过程中v减小 故a随时间减小且减小的快慢与v的变化快慢规律相同 即 而就是加速度 故a t图线各点的切线的斜率绝对值是逐渐减小的 又由于上升过程中a不可能为零 所以只有c项正确 2 2015江苏单科 6 4分 多选 一人乘电梯上楼 在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示 以竖直向上为a的正方向 则人对地板的压力 a t 2s时最大b t 2s时最小c t 8 5s时最大d t 8 5s时最小 考查点本题考查了加速度 牛顿运动定律 超重与失重等内容 属于中等难度题 答案ad地板对人的支持力fn mg ma t 2s时 a有正的最大值 此时fn最大 由牛顿第三定律知 a正确 b错误 t 8 5s时 a有负的最大值 此时fn最小 由牛顿第三定律可知 c错误 d正确 知识链接 上超下失均为ma 即加速度方向竖直向上超重 竖直向下失重 对应人对电梯的压力分别增加ma 减小ma 由此可见 2s时压力最大 8 5s时压力最小 3 2016江苏单科 9 4分 多选 如图所示 一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出 鱼缸最终没有滑出桌面 若鱼缸 桌布 桌面两两之间的动摩擦因数均相等 则在上述过程中 a 桌布对鱼缸摩擦力的方向向左b 鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等c 若猫增大拉力 鱼缸受到的摩擦力将增大d 若猫减小拉力 鱼缸有可能滑出桌面 答案bd由题图可见 鱼缸相对桌布向左滑动 故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右 a错 因为鱼缸与桌布 鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等 所以鱼缸加速过程与减速过程的加速度大小相等 均为 g 由v at可知 鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等 故b正确 若猫增大拉力 鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力 由ff mg可知 ff不变 故c错 若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动 则鱼缸就会滑出桌面 故d正确 疑难突破摩擦力的方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反 而与物体的运动方向无直接关系 审题技巧审题时抓住下列关键词 猛地 拉出 没有滑出桌面 动摩擦因数均相等 1 2016课标 18 6分 多选 一质点做匀速直线运动 现对其施加一恒力 且原来作用在质点上的力不发生改变 则 a 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同b 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直c 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同d 质点单位时间内速率的变化量总是不变 b组统一命题 省 区 市 卷题组 答案bc由题意知此恒力即质点所受合外力 若原速度与该恒力在一条直线上 则质点做匀变速直线运动 质点单位时间内速率的变化量总是不变的 原速度与该恒力不在一条直线上 则质点做匀变速曲线运动 速度与恒力间夹角逐渐减小 质点单位时间内速度的变化量是不变的 但速率的变化量是变化的 a d项错误 b项正确 由牛顿第二定律知 质点加速度的方向总与该恒力方向相同 c项正确 2 2016课标 19 6分 多选 两实心小球甲和乙由同一种材料制成 甲球质量大于乙球质量 两球在空气中由静止下落 假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比 与球的速率无关 若它们下落相同的距离 则 a 甲球用的时间比乙球长b 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小c 甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小d 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 答案bd甲 乙下落的时间与加速度有关 应先求加速度 由m甲 v甲 得r甲 阻力f甲 kr甲 k 由牛顿第二定律知a甲 g k 同理a乙 g k 因m甲 m乙 所以a甲 a乙 故c项错误 再由位移公式h at2可知t甲v乙 b项正确 甲球受到的阻力大 甲 乙下落距离相等 故甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 d项正确 1 2016上海单科 4 3分 如图 顶端固定着小球的直杆固定在小车上 当小车向右做匀加速运动时 球所受合外力的方向沿图中的 a oa方向b ob方向c oc方向d od方向 答案d当小车向右做匀加速运动时 其加速度的方向水平向右 由牛顿第二定律可知 小球所受合外力的方向水平向右 即沿图中od方向 选项d正确 选项a b c错误 c组教师专用题组 2 2017上海单科 5 3分 如图 在匀强电场中 悬线一端固定于地面 另一端拉住一个带电小球 使之处于静止状态 忽略空气阻力 当悬线断裂后 小球将做 a 曲线运动b 匀速直线运动c 匀加速直线运动d 变加速直线运动 答案c本题考查力与运动的关系 在悬线断裂前 小球受重力 电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态 故重力与电场力的合力与拉力等值反向 悬线断裂后 小球所受重力与电场力的合力大小 方向均不变 故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动 c项正确 解题关键解答本题 关键是分析清楚悬线断裂后 重力和电场力合力的大小 方向均不发生变化 3 2015重庆理综 3 6分 高空作业须系安全带 如果质量为m的高空作业人员不慎跌落 从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h 可视为自由落体运动 此后经历时间t安全带达到最大伸长 若在此过程中该作用力始终竖直向上 则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 a mgb mgc mgd mg 答案a对人与安全带作用的过程应用牛顿第二定律 则有f mg ma 而a 解得f mg 故a正确 4 2013重庆理综 4 6分 图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图 让小球由倾角为 的光滑斜面滑下 然后在不同的 角条件下进行多次实验 最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动 分析该实验可知 小球对斜面的压力 小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随 变化的图像分别对应图2中的 图1图2a 和 b 和 c 和 d 和 答案b重力加速度g与 无关 其值在 值增大时保持不变 故其图像应为 则a d两项均错 当 0时小球的加速度a 0 故其图像必定为 所以b项正确 c项错误 5 2013山东理综 14 5分 多选 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法 利用这种方法伽利略发现的规律有 a 力不是维持物体运动的原因b 物体之间普遍存在相互吸引力c 忽略空气阻力 重物与轻物下落得同样快d 物体间的相互作用力总是大小相等 方向相反 答案ac伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持 a正确 伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时 重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢 轻的物体会因重的物体拖动而下落变快 即二者一起下落快慢应介于单独下落时之间 而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快 从而由逻辑上否定了重物比轻物下落快的结论 并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律 c正确 物体间普遍存在相互吸引力与物体间相互作用力的规律是牛顿总结的 对应万有引力定律与牛顿第三定律 故b d皆错误 6 2013浙江理综 19 6分 多选 如图所示 总质量为460kg的热气球 从地面刚开始竖直上升时的加速度为0 5m s2 当热气球上升到180m时 以5m s的速度向上匀速运动 若离开地面后热气球所受浮力保持不变 上升过程中热气球总质量不变 重力加速度g 10m s2 关于热气球 下列说法正确的是 a 所受浮力大小为4830nb 加速上升过程中所受空气阻力保持不变c 从地面开始上升10s后的速度大小为5m sd 以5m s匀速上升时所受空气阻力大小为230n 答案ad刚开始上升时 空气阻力为零 f浮 mg ma 解得f浮 m g a 460 10 0 5 n 4830n a项正确 加速上升过程 随着速度增大 空气阻力增大 b项错误 浮力和重力不变 而随着空气阻力的增大 加速度会逐渐减小 直至为零 故上升10s后的速度v at 5m s c项错误 匀速上升时 f浮 ff mg 所以ff f浮 mg 4830n 4600n 230n d项正确 7 2014课标 24 12分 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离 当前车突然停止时 后车司机可以采取刹车措施 使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰 通常情况下 人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s 当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km h的速度匀速行驶时 安全距离为120m 设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2 5 若要求安全距离仍为120m 求汽车在雨天安全行驶的最大速度 答案20m s 72km h 解析设路面干燥时 汽车与路面间的动摩擦因数为 0 刹车时汽车的加速度大小为a0 安全距离为s 反应时间为t0 由牛顿第二定律和运动学公式得 0mg ma0 s v0t0 式中 m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度 设在雨天行驶时 汽车与路面间的动摩擦因数为 依题意有 0 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a 安全行驶的最大速度为v 由牛顿第二定律和运动学公式得 mg ma s vt0 联立 式并代入题给数据得v 20m s 72km h 考点二牛顿运动定律的综合应用a组自主命题 江苏卷题组1 2012江苏单科 5 3分 如图所示 一夹子夹住木块 在力f作用下向上提升 夹子和木块的质量分别为m m 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f 若木块不滑动 力f的最大值是 a b c m m gd m m g 答案a对整个系统应用牛顿第二定律 f m m g m m a 对m应用牛顿第二定律 2f mg ma 由 联立可得 f 故a正确 2 2014江苏单科 8 4分 多选 如图所示 a b两物块的质量分别为2m和m 静止叠放在水平地面上 a b间的动摩擦因数为 b与地面间的动摩擦因数为 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 重力加速度为g 现对a施加一水平拉力f 则 a 当f3 mg时 a相对b滑动d 无论f为何值 b的加速度不会超过 g 答案bcd对a b整体 地面对b的最大静摩擦力为 mg 故当 mg3 mg时 a相对b滑动 c对 当f mg时 a b相对静止 对整体有 mg 3mg 3ma a g 故b正确 无论f为何值 b所受最大的动力为a对b的最大静摩擦力2 mg 故b的最大加速度abm g 可见d正确 考查点本题考查了牛顿第二定律及其应用 静摩擦力和滑动摩擦力等知识以及分析物体受力情况和运动状态的能力 对考生的分析综合能力有较高的要求 属于中等难度题 易错警示易错选a项 错误地将a b发生相对运动的临界条件当成a b整体相对地面发生相对运动的临界条件 3 2011江苏单科 9 4分 多选 如图所示 倾角为 的等腰三角形斜面固定在水平面上 一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧 绸带与斜面间无摩擦 现将质量分别为m m m m 的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上 两物块与绸带间的动摩擦因数相等 且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 在 角取不同值的情况下 下列说法正确的有 a 两物块所受摩擦力的大小总是相等b 两物块不可能同时相对绸带静止c m不可能相对绸带发生滑动d m不可能相对斜面向上滑动 答案ac绸带与斜面间无摩擦 且为轻质绸带 因此绸带无论运动与否 ma 0 故绸带所受合力为零 故m m与绸带间的摩擦力一定大小相等 a正确 当 较小时 mgsin 小于其最大静摩擦力 二者可以同时相对绸带静止 b错误 最大静摩擦力fm mgcos 因m m 故m的fm大于m的fm 当 增大时 mgsin 增大到m的fm 时 m相对绸带滑动 此时绸带两端的摩擦力仍大小相等 没有达到m的fm 故m与绸带仍相对静止 c正确 d错误 评析此题以实际运动特点为背景 考查学生的建模能力 关键是轻质绸带不计质量 确定两侧摩擦力必大小相等 4 2013江苏单科 14 16分 如图所示 将小砝码置于桌面上的薄纸板上 用水平向右的拉力将纸板迅速抽出 砝码的移动很小 几乎观察不到 这就是大家熟悉的惯性演示实验 若砝码和纸板的质量分别为m1和m2 各接触面间的动摩擦因数均为 重力加速度为g 1 当纸板相对砝码运动时 求纸板所受摩擦力的大小 2 要使纸板相对砝码运动 求所需拉力的大小 3 本实验中 m1 0 5kg m2 0 1kg 0 2 砝码与纸板左端的距离d 0 1m 取g 10m s2 若砝码移动的距离超过l 0 002m 人眼就能感知 为确保实验成功 纸板所需的拉力至少多大 答案 1 2m1 m2 g 2 大于2 m1 m2 g 3 22 4n 解析 1 砝码对纸板的摩擦力f1 m1g桌面对纸板的摩擦力f2 m1 m2 gf f1 f2解得f 2m1 m2 g 2 设砝码的加速度为a1 纸板的加速度为a2 则f1 m1a1f f1 f2 m2a2发生相对运动a2 a1解得f 2 m1 m2 g 3 纸板抽出前 砝码运动的距离为x1 a1纸板运动的距离为d x1 a2纸板抽出后 砝码在桌面上运动的距离x2 a3l x1 x2 由题意知a1 a3 a1t1 a3t2解得f 2 m1 1 m2 g代入数据得f 22 4n 考查点本题为动力学题 重点考查了学生的受力分析 过程分析 临界点分析的能力 其中的过程分析是难点 错误剖析错误一 将纸板受到桌面的摩擦力错误地认为是 m2g 漏掉了砝码产生的压力 错误二 摩擦力的方向判断有误 没有正确理解 相对运动 的含义 错误三 错误地认为纸板抽出后砝码就立即停在桌面上不动 1 2018课标 15 6分 如图 轻弹簧的下端固定在水平桌面上 上端放有物块p 系统处于静止状态 现用一竖直向上的力f作用在p上 使其向上做匀加速直线运动 以x表示p离开静止位置的位移 在弹簧恢复原长前 下列表示f和x之间关系的图像可能正确的是 b组统一命题 省 区 市 卷题组 答案a本题考查胡克定律 共点力的平衡及牛顿第二定律 设系统静止时弹簧压缩量为x0 由胡克定律和平衡条件得mg kx0 力f作用在p上后 物块受重力 弹力和f 向上做匀加速直线运动 由牛顿第二定律得 f k x0 x mg ma 联立以上两式得f kx ma 所以f x图像中图线是一条不过原点的倾斜直线 故a正确 易错点拨注意胡克定律中形变量的含义胡克定律中的形变量指的是压缩量或伸长量 本题中x表示p离开静止位置的位移 此时的形变量为x0 x而不是x 2 2015课标 20 6分 多选 在一东西向的水平直铁轨上 停放着一列已用挂钩连接好的车厢 当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时 连接某两相邻车厢的挂钩p和q间的拉力大小为f 当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时 p和q间的拉力大小仍为f 不计车厢与铁轨间的摩擦 每节车厢质量相同 则这列车厢的节数可能为 a 8b 10c 15d 18 答案bc如图所示 假设挂钩p q东边有x节车厢 西边有y节车厢 每节车厢质量为m 当向东行驶时 以y节车厢为研究对象 则有f mya 当向西行驶时 以x节车厢为研究对象 则有f mxa 联立两式有y x 可见 列车车厢总节数n x y x 设x 3n n 1 2 3 则n 5n 故可知选项b c正确 评析本题考查了牛顿第二定律的应用 恰当地选取研究对象 充分利用数学知识分析推理 是解题的关键 题目难度适中 区分度很好 情景来源于生活且不偏不怪 较好地考查了考生应用知识解决实际问题的能力 是道好题 3 2017课标 25 20分 如图 两个滑块a和b的质量分别为ma 1kg和mb 5kg 放在静止于水平地面上的木板的两端 两者与木板间的动摩擦因数均为 1 0 5 木板的质量为m 4kg 与地面间的动摩擦因数为 2 0 1 某时刻a b两滑块开始相向滑动 初速度大小均为v0 3m s a b相遇时 a与木板恰好相对静止 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取重力加速度大小g 10m s2 求 1 b与木板相对静止时 木板的速度 2 a b开始运动时 两者之间的距离 答案 1 1m s 2 1 9m 解析本题考查直线运动和牛顿运动定律 1 滑块a和b在木板上滑动时 木板也在地面上滑动 设a b和木板所受的摩擦力大小分别为f1 f2和f3 a和b相对于地面的加速度大小分别为aa和ab 木板相对于地面的加速度大小为a1 在滑块b与木板达到共同速度前有f1 1mag f2 1mbg f3 2 m ma mb g 由牛顿第二定律得f1 maaa f2 mbab f2 f1 f3 ma1 设在t1时刻 b与木板达到共同速度 其大小为v1 由运动学公式有v1 v0 abt1 v1 a1t1 联立 式 代入已知数据得v1 1m s 2 在t1时间间隔内 b相对于地面移动的距离为sb v0t1 ab 设在b与木板达到共同速度v1后 木板的加速度大小为a2 对于b与木板组成的体系 由牛顿第二定律有f1 f3 mb m a2由 式知 aa ab 再由 式知 b与木板达到共同速度时 a的速度大小也为v1 但运动方向与木板相反 由题意知 a和b相遇时 a与木板的速度相同 设其大小为v2 设a的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2 则由运动学公式 对木板有v2 v1 a2t2对a有v2 v1 aat2在t2时间间隔内 b 以及木板 相对地面移动的距离为 s1 v1t2 a2在 t1 t2 时间间隔内 a相对地面移动的距离为sa v0 t1 t2 aa t1 t2 2a和b相遇时 a与木板的速度也恰好相同 因此a和b开始运动时 两者之间的距离为s0 sa s1 sb联立以上各式 并代入数据得s0 1 9m 也可用如图的速度 时间图线求解 审题指导如何建立物理情景 构建解题路径 首先分别计算出b与板 a与板 板与地面间的滑动摩擦力大小 判断出a b及木板的运动情况 把握好几个运动节点 由各自加速度大小可以判断出b与木板首先达到共速 此后b与木板共同运动 a与木板存在相对运动 且a运动过程中加速度始终不变 木板先加速后减速 存在两个过程 1 2016天津理综 8 6分 多选 我国高铁技术处于世界领先水平 和谐号动车组是由动车和拖车编组而成 提供动力的车厢叫动车 不提供动力的车厢叫拖车 假设动车组各车厢质量均相等 动车的额定功率都相同 动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比 某列动车组由8节车厢组成 其中第1 5节车厢为动车 其余为拖车 则该动车组 a 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反b 做匀加速运动时 第5 6节与第6 7节车厢间的作用力之比为3 2 c组教师专用题组 c 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比d 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1 2 答案bd启动时 乘客与车一起做加速运动 由牛顿第二定律可知 乘客受到车厢作用力的方向与车运动方向相同 选项a错误 对6 7 8节车厢水平方向受力分析 如图甲所示甲由牛顿第二定律可得 f1 3kmg 3ma 对7 8节车厢水平方向受力分析 如图乙所示乙由牛顿第二定律可得f2 2kmg 2ma 两方程联立可得 选项b正确 动车组进站时 做匀减速直线运动 由速度位移公式可得x 即x与v2成正比 选项c错误 由功率定义和牛顿第二定律可得 第一种情况动车组的最大速度为v1 8kmg 0 第二种情况动车组的最大速度为v2 8kmg 0 两方程联立可得 选项d正确 审题指导在解答选项d时 理解 最大速度 的含义是解答关键 速度最大时 动车组受到的合外力为零 动车组为连接体问题 合理选取研究对象 可以有效减少计算量 2 2014课标 24 13分 2012年10月 奥地利极限运动员菲利克斯 鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下 经过4分20秒到达距地面约1 5km高度处 打开降落伞并成功落地 打破了跳伞运动的多项世界纪录 取重力加速度的大小g 10m s2 1 若忽略空气阻力 求该运动员从静止开始下落至1 5km高度处所需的时间及其在此处速度的大小 2 实际上 物体在空气中运动时会受到空气的阻力 高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f kv2 其中v为速率 k为阻力系数 其数值与物体的形状 横截面积及空气密度有关 已知该运动员在某段时间内高速下落的v t图像如图所示 若该运动员和所带装备的总质量m 100kg 试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数 结果保留1位有效数字 答案 1 87s8 7 102m s 2 0 008kg m 解析 1 设该运动员从开始自由下落至1 5km高度处的时间为t 下落距离为s 在1 5km高度处的速度大小为v 根据运动学公式有v gt s gt2 根据题意有s 3 9 104m 1 5 103m 3 75 104m 联立 式得t 87s v 8 7 102m s 2 该运动员达到最大速度vmax时 加速度为零 根据牛顿第二定律有mg k 由所给的v t图像可读出vmax 360m s 由 式得k 0 008kg m 考点一牛顿运动定律的理解1 2017江苏南通模拟 如图所示 小钢球a b从同一高度同时由静止释放 a球做自由落体运动 b球沿光滑斜面下滑 则两球落地前运动的全过程中 两球速度大小随时间变化的图像可能正确的是 三年模拟 a组2016 2018年高考模拟 基础题组 答案ca球下落的加速度aa g 对b球应用牛顿第二定律 mgsin mab ab gsin g 由机械能守恒定律可知 它们到达地面的速度大小相等 综上可知 c正确 2 2018江苏扬州调研 4 如图所示 在倾角为30 的光滑斜面上 一质量为2m的小车在沿斜面向下的外力f作用下下滑 在小车下滑的过程中 小车支架上连接着小球 质量为m 的轻绳恰好水平 则外力f的大小为 a 2mgb mgc 6mgd 4 5mg 答案d小球所受合外力方向一定与其加速度方向相同 所以小球所受合力如图所示 由 ma得a 2g 对系统应用牛顿第二定律有f 3mgsin30 3ma 解得f 4 5mg 故d正确 解题关键抓住了牛顿第二定律的矢量性 本题就迎刃而解了 3 2018江苏淮安摸底 8 多选 如图是蹦床运动员落在弹簧床面的示意图 从运动员与弹簧床接触到下落至最低点的过程中 若把运动员当成质点 忽略空气阻力 则此过程中 a 运动员始终处于超重状态b 运动员所受合力为零时 速度最大c 运动员对弹簧床的压力总大于弹簧床对运动员的支持力d 在最低点时运动员对弹簧床的压力大于运动员所受的重力 答案bd对运动员受力分析可知 其先向下做加速度逐渐减小的变加速运动 后做向下的加速度逐渐增大的变减速运动 合力为零时速度最大 故a错 b正确 在最低点时运动员的加速度方向竖直向上 处于超重状态 运动员与弹簧床之间的作用力为一对作用力与反作用力 总是大小相等 故c错 d正确 4 2018江苏无锡调研 6 多选 如图所示 已知m m 不计滑轮及绳子的质量 物体a和b恰好做匀速运动 若将a与b互换 a b与桌面的动摩擦因数相同 则 a 物体a与b仍做匀速运动b 物体a与b做加速运动 加速度a m m g mc 物体a与b做加速运动 加速度a m m g md 绳子中张力不变 温馨提示只有在平衡状态下 绳子的拉力才等于悬挂物体的重力 悬挂物体向下加速运动时 处于失重状态 绳子的拉力小于悬挂物体的重力 答案cd匀速运动时 绳中张力为mg 且mg mg a与b互换后 对a有mg ft ma 对b有ft mg ma 两式联立解得ft mg a g 故a b均错 c d正确 5 2017江苏金陵中学期中 9 多选 在竖直升降电梯内的底面上放一体重计 电梯静止时 晓敏同学站在体重计上 体重计示数为50kg 电梯运动过程中 某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示 在这段时间内 下列说法中正确的是 a 晓敏同学所受的重力变小了b 晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力c 电梯可能在竖直向下运动d 电梯的加速度大小为g 5 方向一定竖直向下 答案cd由体重计的示数可知 晓敏处于失重状态 其加速度的方向竖直向下 但运动方向可能向下 也可能向上 其所受重力不会变小 故a错 c正确 压力和支持力是一对作用力与反作用力 总是大小相等 故b错 以晓敏为研究对象 由mg fn ma 得a g 故d正确 6 2016苏北四市联考 10 多选 如图是一辆静止在水平地面上的自卸车 当车厢缓慢倾斜到一定程度时 货物会自动沿车厢底部向车尾滑动 上述过程 关于地面对车的摩擦力 下列说法正确的是 a 货物匀速滑动时 无摩擦力b 货物匀速滑动时 摩擦力方向向后c 货物加速滑动时 摩擦力方向向前d 货物加速滑动时 摩擦力方向向后 答案ad货物匀速滑动时 车与货物的加速度均为零 可以对整体受力分析 只受重力和地面的支持力 水平方向不受摩擦力 故a对b错 货物加速下滑时 货物的重力g与车对货物的作用力f的合力方向应该与加速度方向相同 所以f的方向应该如图所示 则货物对车的作用力为f f 与f大小相等 方向相反 其水平分力方向向左 故地面对车的摩擦力方向向后 即c错d对 7 2018江苏苏州调研 15 如图 倾角 37 斜面长为1m的斜面体放在水平面上 将一质量为2kg的小物块从斜面顶部由静止释放 1s后到达底端 斜面体始终保持静止 重力加速度g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 小物块沿斜面下滑的加速度和到达底端时速度的大小 2 小物块与斜面之间的动摩擦因数 3 小物块运动过程中 水平面对斜面体的摩擦力大小和方向 解析 1 由运动学公式s at2 得a 2m s2 由v at 得v 2m s 2 由牛顿第二定律mgsin mgcos ma 得 0 5 3 因mgcos sin mgcos2 故水平面对斜面体的摩擦力水平向左 大小f mgcos sin mgcos2 3 2n 答案 1 2m s22m s 2 0 5 3 3 2n方向水平向左 考点二牛顿运动定律的综合应用1 2018江苏南通一模 5 一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出 泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比 忽略石子受到的空气阻力 石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图像如图所示 其中可能正确的是 答案d忽略石子受到的空气阻力 石子只受重力 加速度恒为g v t图像是向下倾斜的直线 对于泡沫塑料球 根据牛顿第二定律得 上升过程有mg f ma上 下降过程有mg f ma下 又因f kv 得a上 g a下 g 则上升过程中 随着v的减小 a减小 而下降过程中 随着v的增大 a减小 且当v 0时 a g 此时刻两个图线的斜率相同 综上分析 只有d选项的v t图像符合 故选d 2 2018江苏苏州调研 6 如图所示 足够长的木板b静置于光滑水平面上 其上表面放置小滑块a 木板b在水平拉力f作用下 其加速度a与拉力f的关系图像如图乙所示 则小滑块a的质量为 a 4kgb 3kgc 2kgd 1kg 答案c由乙图分析可知 f3n时 a相对b滑动 对b应用牛顿第二定律有f mag mba 由图中斜率得mb 1kg 综上可得ma 2kg 故应选c项 解题方法 数形结合 分析与图像相关的题目 是解决图像类问题最常用 最有效的方法 3 2016江苏南通二模 5 如图所示 钢铁构件a b叠放在卡车的水平底板上 卡车底板和b间的动摩擦因数为 1 a b间的动摩擦因数为 2 1 2 卡车刹车的最大加速度为a a 1g 可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时 要求其刹车后在s0距离内能安全停下 则卡车行驶的速度不能超过 a b c d 考查点本题考查了运动学公式 牛顿第二定律等相关知识 意在考查考生的理解能力 推理能力 属于中等难度题 答案ca相对b滑动的临界加速度a 2g 欲确保安全 卡车运动的加速度不应超过 2g 故有 0 v2 2 2gs0 v 即c正确 解题思路刹车过程中 车上任何一个物体都不能对车发生相对滑动 所以需要判断卡车最大以多大加速度刹车时 才能保证车上物体均不发生相对滑动 4 2018江苏连云港月考 7 多选 如图甲所示 粗糙斜面与水平面的夹角为30 质量为0 3kg的小物块静止在a点 现有一沿斜面向上的恒定拉力f作用在小物块上 作用一段时间后撤去拉力f 小物块能达到的最高位置为c点 小物块从a到c的v t图像如图乙所示 g取10m s2 则下列说法正确的是 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 a 小物块到c点后将沿斜面下滑b 小物块从a点沿斜面向上滑行的最大高度为1 8mc 小物块与斜面间的动摩擦因数为d 拉力f的大小为4n 答案cd由乙图可知 在0 9 1 2s过程中有 mgsin30 mgcos30 ma2 a2 m s2 10m s2 代入上式解得 c正确 因为 tan30 所以小物块到c点后恰好静止不动 故a错 滑行的最大位移等于v t图线与横轴包围的面积大小 其值为 1 2 3m 1 8m 故最大高度为0 9m b错 由f mgsin30 mgcos30 ma1和a1 m s2 解得f 4n d正确 解题思路物体在斜面上时 若mgsin mgcos 即 tan 时 物体恰好不会下滑 5 2017江苏南通调研 9 多选 如图所示 质量分别为ma mb的a b两物块用轻线连接放在倾角为 的斜面上 用始终平行于斜面向上的拉力f拉a 使它们沿斜面匀加速上升 a b与斜面的动摩擦因数均为 为了增加轻线上的张力 可行的办法是 a 减小a物块的质量b 增大b物块的质量c 增大倾角 d 增大动摩擦因数 答案ab根据牛顿第二定律得对整体 f ma mb gsin ma mb gcos ma mb a得a gsin gcos 对b t mbgsin mbgcos mba轻线上的张力t mbgsin mbgcos mba 故要增加t 可减小a物块的质量 或增大b物块的质量 考查点本题为连接体问题 考查研究对象的选取 牛顿运动定律的应用 对整体法与隔离法的理解和应用 为中等难度题 解题思路对整体运用牛顿第二定律求出加速度 再对b研究 根据牛顿第二定律求出轻线上的张力 分析增加轻线上的张力的办法 6 2018江苏无锡期末 12 如图 一个质量为m 2kg的小物块静置于足够长的斜面底端 现对其施加一个沿斜面向上 大小为f 25n的恒力 3s后将f撤去 此时物块速度达到15m s 设物块运动过程中所受摩擦力的大小不变 取g 10m s2 求 1 物块所受摩擦力的大小 2 物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离 3 物块在斜面上运动的总时间 答案 1 5n 2 37 5m 3 5 s 解析 1 由运动学规律 v1 a1t1a1 5m s2由牛顿第二定律 f f mgsin ma1解得f 5n 2 撤去拉力后物块继续上滑由f mgsin ma2 得a2 7 5m s2撤力前上滑距离x1 22 5m撤力后上滑距离x2 15m物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离x x1 x2 37 5m 3 撤力后物块上滑过程 t2 2s下滑过程 mgsin f ma3解得a3 2 5m s2由x a3 可得t3 s在斜面上运动的总时间t t1 t2 t3 5 s 7 2017江苏南通通州二模 14 如图甲所示 a是一个质量m 0 1kg的无线力传感器 它上端所受拉力随时间的变化可在计算机上直接呈现 一根细绳一端连在a上 另一端绕过两个定滑轮与重物b相连 开始时 b被一托盘托住 a悬挂在空中 细绳的左 右两段均竖直 突然撤去托盘 a b分别在竖直方向由静止开始运动 b落地后不再弹起 某次操作得到a受拉力f随时间t变化的图像如图乙所示 已知t1 0 1s时撤去托盘 t3 1 2s时刻f突然开始急剧增大 a b均可视为质点 不计空气阻力 不计滑轮的摩擦与滑轮的大小 天花板足够高 重力加速度g 10m s2 求 1 0 t1时间段内绳中张力大小f1 2 t2 0 6s时力传感器a的速度大小v 3 重物b的质量m 解析 1 0 t1时间内 b被托盘托住 a悬空静止 f1 mg 1n 2 0 1 0 6s时间内 b向下运动 通过绳牵拉a向上运动 a b整体做匀加速运动 t2 0 6s时b落地 0 6 1 2s时间内 a做竖直上抛运动 加速度向下 大小为g 可看做反向匀加速运动 所以t2 0 6s时a的速度v g 3m s 3 0 1 0 6s内a b整体加速度a m s2 6m s2 由牛顿第二定律 mg mg m m a得m 0 4kg 答案 1 1n 2 3m s 3 0 4kg 拓展此题还可以求 图乙中f2的大小 t 0 1s时重物b离地面的高度 解析 由f2 mg ma得f2 1 6n h 0 75m 友情提醒0 6s时传感器a开始做竖直上抛运动 1 2s时回到出发点 因为上升过程与下落过程具有对称性 所以a上抛的初速度v g 1 2018江苏盐城调研 6 如图所示 一车内用轻绳悬挂着a b两球 车向右做匀加速直线运动时 两段轻绳与竖直方向的夹角分别为 且 则 a a球的质量一定等于b球的质量b a球的质量一定大于b球的质量c a球的质量一定小于b球的质量d a球的质量可能大于 可能小于 也可能等于b球的质量 b组2016 2018年高考模拟 综合题组 时间 40分钟分值 50分 一 选择题 每题3分 共9分 答案d对b球 受力如图所示 由牛顿第二定律有mgtan mba a gtan 把a b作为整体分析 同理可得 a gtan 可见 与球的质量无关 故应选d 解题思想一个规律或结论与某个量无关时 就意味着这个量可以为任意值 2 2017江苏徐州考前信息卷 如图所示 倾角为 的光滑斜面c固定在水平地面上 两个光滑的物块a b叠放在c上 将a b同时由静止释放 下列说法正确的是 a a沿斜面向下的加速度为gsin b b沿斜面向下的加速度为gsin c a在运动过程中处于失重状态d a对b的压力大于b对a的支持力 答案c当a b由静止释放后 由于一切接触面光滑 则摩擦力为零 a物块受重力和b对a的支持力 两个力的合力竖直向下 选项a错误 由牛顿第三定律可知a对b的压力等于b对a的支持力 选项d错误 对物块b由牛顿第二定律有 mbg f sin mbab 则b的加速度大于gsin 选项b错误 由于物块a的加速度竖直向下 因此在运动过程中处于失重状态 选项c正确 知识链接一个初速度为零的物体 一定沿合力方向运动 当合力为恒力时 做匀加速直线运动 3 2018江苏苏锡常镇四市联考 5 一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上 其上放质量均为1kg的a b两物块 a b与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为 1 0 3 2 0 2 水平恒力f作用在a物块上 如图所示 已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g取10m s2 下列说法正确的是 a 若f 1 5n 则a物块所受摩擦力大小为1 5nb 若f 8n 则b物块的加速度为4m s2c 无论力f多大 a与薄硬纸片都不会发生相对滑动d 无论力f多大 b与薄硬纸片都不会发生相对滑动 答案ca与纸片间的最大静摩擦力为fa 1mag 0 3 1 10n 3n b与纸片间的最大静摩擦力为fb 2mbg 0 2 1 10n 2n 若f 1 5n2m s2 则此时b相对纸片发生滑动 b的加速度仍为2m s2 选项b d错误 由以上分析可知当纸片的加速度为2m s2时b相对纸片将要发生滑动 此时纸片受到的摩擦力为2n 即纸片对a的摩擦力也为2n fa 则无论力f多大 a与薄硬纸片都不会发生相对滑动 选项c正确 解题关键两个相互接触的物体发生相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大 4 2017江苏南京学情调研 如图甲所示 圆桶沿固定的光滑斜面匀加速下滑 现把一个直径与桶内径相同的光滑球置于其中后 仍静置于该斜面上 如图乙所示 释放后圆桶 a 仍沿斜面以原来的加速度下滑b 将沿斜面以更大的加速度下滑c 下滑过程中 圆桶内壁与球间没有相互作用d 下滑过程中 圆桶内壁对球有沿斜面向下的作用力 二 多项选择题 每小题4分 共8分 答案ac设斜面与水平面之间的夹角是 由于斜面是光滑的 开始时圆筒由重力沿斜面向下的分力提供加速度 即a gsin 把一个直径与桶内径相同的光滑球置于其中后 整体的重力沿斜面方向的分力仍然产生相同的加速度 即a a gsin 所以桶仍沿斜面以原来的加速度下滑 选项a正确 b错误 对球进行受力分析 可知沿斜面方向ma ma mgsin 小球沿斜面方向的合力恰好等于其重力沿斜面方向的分力 所以小球与桶的内壁之间没有相互作用力 选项c正确 d错误 5 2018江苏苏州期中 9 如图甲所示 在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈a 其质量为m 两个底角均为30 两个完全相同的 质量均为m的小物块p和q恰好能沿两侧面匀速下滑 若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力f1 f2 且f1 f2 如图乙所示 则在p和q下滑的过程中 下列说法不正确的是 a p的加速度小于q的加速度b 斜劈a受到地面向左的摩擦力作用c 斜劈a对地面的压力等于 m 2m gd 斜劈a对地面的压力等于 m 2m g f1 f2 2 答案bd由p q恰好能匀速下滑可知 p q与斜面间的动摩擦因数相同 施加推力后有f mgsin30 mgcos30 ma 因为f1 f2 所以a1 a2 即a项正确 对斜劈a和p q组成的系统 p q匀速下滑时 由平衡条件可知 地面对a的支持力等于 m 2m g 没有摩擦力 当施加推力f1 f2后 p q对斜劈a的作用力没有改变 故地面对a的作用力也不会改变 所以c正确 b d项均错 故选b d 解题关键p q对斜劈a的作用力有滑动摩擦力和压力 分别为 mgcos30 和mgcos30 施加平行于斜劈侧面的恒力 对这两个力没有影响 故p q对斜劈a的作用力不