2016年高考物理备考优生百日闯关系列专题03牛顿运动规律含解析.docx

专题03 牛顿运动规律第一部分 名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律，且更加突出考查学生运用力和运动的观点分析解决问题的能力。牛顿运动定律及其应用是每年高考考查的重点和热点，应用牛顿运动定律解题的关键是对研究对象进行受力分析和运动分析，特别是牛顿运动定律与曲线运动，万有引力定律以及电磁学等相结合的题目，牛顿定律中一般考查牛顿第二定律较多，一般涉及一下几个方面：一是牛顿第二定律的瞬时性，根据力求加速度或者根据加速度求力，二是动力学的两类问题，三是连接体问题，四是牛顿第二定律在生活生产和科技中的应用。第二部分 精选试题1.【黑龙江省实验中学2016届高三10月月考物理试题】如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）A粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小B粮袋开始运动的加速度为，若L足够大，则以后将以一定的速度v做匀速运动C若tan，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动D不论大小如何，粮袋从A到B一直匀加速运动，且agsin【答案】A考点：本题考查牛顿第二定律；滑动摩擦力、匀变速直线运动的规律。2.【河南省林州市第一中学2016届高三9月教学质量监测考试物理试题】如图所示，在倾角的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m，物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起，但A、B之间无弹力，已知重力加速度为g，某时刻将细线剪断，则剪断细线的瞬间，下列说法错误的是（ ）A、物体B的加速度为 B、物块A、B之间的弹力为C、弹簧的弹力为 D、物块A的加速度为【答案】A考点：考查了牛顿第二定律的瞬时性3.【宁夏银川市第二中学2016届高三上学期统练（三）物理试题】如图所示，质量分别为和的木块之间用轻弹簧相连，在拉力F的作用下，一起以加速度竖直向上做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，设此时和的加速度分别为和，规定竖直向上为正方向，则（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：在拉力F的作用下，一起以加速度竖直向上做匀加速直线运动，每个物体的加速度都为，对A分析可得，解得，当突然撤去外力F，由于弹簧还来不及改变，所以A的受力情况不变，故加速度仍为，而B此时只受弹簧向下的弹力以及重力作用，根据牛顿第二定律可得，联立可得，故C正确考点：考查了牛顿第二定律的瞬时性4.【河南省林州市第一中学2016届高三9月教学质量监测考试物理试题】如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木板上，两者之间的滑动摩擦因数为，现对物块m施加水平向右的恒力F，若恒力F使长木板与物块出现相对滑动，则恒力F的最小值为（重力加速度为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力）、A、 B、 C、 D、【答案】C考点：考查了牛顿第二定律的应用5【浙江省宁波市效实中学2016届高三上学期期中考试物理试题】已知雨滴在空中运动时所受空气阻力，其中k为比例系数，r为雨滴半径，为其运动速率。t=0时，雨滴由静止开始下落，加速度用a表示。落地前雨滴已做匀速运动，速率为。下列图像中错误的是【答案】D【解析】试题分析：雨滴在下落过程中受重力mg和空气阻力f的作用，根据牛顿第二定律可知，雨滴下落的加速度为：，即雨滴先做加速运动，随着速度v的增大，阻力f逐渐增大，加速度a逐渐减小，速度v增大得越来越慢，当雨滴匀速运动时，不再变化，故选项A、B正确；此时有：，解得：，又因为：(其中为雨滴的密度)，所以有： ，即 与r成正比例函数关系，C正确；D错误；本题选错误的，故选D。考点：牛顿的二定律。6【湖南师范大学附属中学2016届高三月考（三）物理试题】如图所示，物体A、B质量分别为m和2m物体A静止在竖直的轻弹簧上面，物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力，已知重力加速度为g某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为 A、0B、 C、 D、【答案】B考点：牛顿第二、第三定律.7【湖北省龙泉中学、宜昌一中2016届高三10月联考物理试题】如图7所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动ON与水平面的夹角为30，重力加速度为g，且mgqE，选取初始位置O的电势为零，则A电场方向竖直向上 B小球运动的加速度大小为2gC小球上升的最大高度为 D小球电势能的最大值为【答案】D考点：牛顿第二定律、运动学公式和功能关系8【福建省师大附中2016届高三上学期期中考试物理试题】如图所示，a，b两个带有异种电荷的小球（可视为质点）分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，木盒置于固定的台秤上，整个装置静止，细绳均有弹力。若将系b的细线剪断，下列说法中正确的是abA剪断细线瞬间，台秤的示数不变B剪断细线瞬间，台秤的示数变小C在b向a靠近的过程中，台秤的示数不变D在b向a靠近的过程中，台秤的示数变大【答案】D【解析】试题分析：开始时，对a、b以及木盒的整体而言，台秤的读数等于整体的重力；当剪断系b的细线时，小球b向上做加速运动，且加速度逐渐变大，小球b处于超重状态，故可知在b向a靠近的过程中，台秤的示数变大，故选D.考点：牛顿第二定律；失重和超重9【黑龙江省牡丹江市第一高级中学2016届高三上学期期中考试物理试题】如图，两根长度分别为L1和L2的光滑杆AB和BC在B点垂直焊接，当按图示方式固定在竖直平面内时，将一滑环从B点由静止释放，分别沿BA和BC滑到杆的底端经历的时间相同，则这段时间为 A B C D 【答案】C考点：牛顿第二定律的综合应用.10.【重庆市第一中学2016届高三上学期第二次月考考试理科综合试题】固定的粗糙斜面倾角为，其上有一个小物块受到沿斜面向上的恒力F1作用沿斜面向上匀速上滑位移S1.现把力改为斜向上与斜面夹角成(且)的恒力F2，沿斜面向上匀速运动位移为S2，且1、F2做的功相同，则可能有第19题图A， B.， C.， D.，【答案】BD考点：本题考查共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用。11.【黑龙江省实验中学2016届高三10月月考物理试题】如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴ox，小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。其中OA段为直线，切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，下列说法正确的是( )A., B., C., D.,【答案】BCD【解析】试题分析：A、B、对小球的运动分析结合图像知OA过程是自由落体，A的坐标就是自由下落的高度，此时的加速度也就是自由落体加速度，即,，故选项A错误，选项B正确。C、B点是速度最大的地方，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度也就为0，由mg=kx，可知，则B得坐标为,所以C正确D、取一个与A点对称的点为D，由A点到B点的形变量为,由对称性得由B到D的形变量也为,故到达C点时形变量，加速度，所以D正确故选BCD.考点：本题考查牛顿第二定律、胡克定律、图像。12.【黑龙江省实验中学2016届高三10月月考物理试题】一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放着质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示（重力加速g=10m/s2）。则( )A若F=1N，则物块、木板都静止不动 B若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5NC若F=4N，则B物块所受摩擦力大小为2N D若F=8N，则B物块的加速度为1.0m/s2【答案】CD考点：本题考查牛顿运动定律的综合应用；摩擦力的判断与计算13.【安徽省淮北一中、马鞍山二中、安师大附中2016届高三11月期中联考（第二次模拟）物理试题】如图所示，质量为m的物体B叠放在物体A上，A的上表面水平，A、B一起沿着倾角为的固定光滑斜面由静止开始下滑，在A、B一起沿光滑斜面下滑的过程中：A、B受到的支持力为B、B受到的静摩擦力方向水平向左C、A对B的作用力为，方向沿斜面向下D、B物体的机械能守恒【答案】BD考点：考查了牛顿第二定律，力的合成与分解14.【宁夏银川市第二中学2016届高三上学期统练（三）物理试题】如图所示，一轻弹簧竖直固定在地面上，上端放一质量为m的小球，小球与弹簧不拴接，平衡时弹簧被压缩x0，现用力F缓慢下压小球，使弹簧在弹性限度内再被压缩x0后撤去力F，小球立即向上弹起，上升的最大高度为4x0，重力加速度为g在小球上升的过程中有( )A小球先变加速，后变减速，再匀减速，离开弹簧时速度达到最大B小球作匀减速运动的时间为C从小球弹起到达到最大速度的过程中克服重力做的功为2mgx0D刚撤去力F的瞬间，小球的加速度大小为g【答案】BD【解析】试题分析：上升过程中由于弹力等于重力，所以先做加速运动，当弹力等于重力时速度达到最大，之后弹力小于重力，做减速运动，然后离开弹簧后做匀减速运动，故A错误；因为弹簧被压缩，所以做匀减速直线运动的位移为，故根据可得小球作匀减速运动的时间为，B正确；当重力和弹力相等时，速度最大，即弹簧压缩时速度最大，上升了距离，故克服重力做的功为，C错误；因为，刚撤去力F的瞬间，弹力为，所以加速度为，D正确考点：考查了牛顿第二定律的瞬时性15.【山东师范大学附属中学2016届高三上学期第二次模拟考试物理试题】如图所示，滑轮A可沿倾角为的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B，下滑时，物体B相对于A静止，则下滑过程中(不计空气阻力)AB的加速度为g sinB绳的拉力为GcosC绳的方向与光滑轨道不垂直D绳的拉力为G【答案】AB考点：考查了牛顿第二定律的应用16.【云南省玉溪市第一中学2016届高三上学期期中考试理科综合试题】如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1kg，B的质量是2kg，A、B间的动摩擦因素是0.3，其它摩擦不计。由静止释放，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮），下列说法正确的是（ ）A.A、B两物体发生相对滑动 B.A物体受到的摩擦力大小为2.5NC.B物体的加速度大小是2.5 m/s2 D.细绳的拉力大小等于10N【答案】BC考点：考查了牛顿第二定律的应用17【西藏拉萨中学2016届高三上学期第二次月考物理试题】如图8所示，在水平面上运动的小车里用两根轻绳连着一质量为m的小球，绳子都处于拉直状态，BC绳水平，AC绳与竖直方向的夹角为，小车处于加速运动中，则下列说法正确的是图8A小车一定向左运动 B小车的加速度一定为gtanCAC绳对球的拉力一定是 DBC绳的拉力一定小于AC绳的拉力【答案】AC考点：牛顿第二定律的应用18【湖南师范大学附属中学2016届高三月考（三）物理试题】如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角为，其顶端装有光滑小滑轮，绕过滑轮的轻绳一端连接一物块B，另一端被人拉着且人、滑轮间的轻绳平行于斜面人的质量为M，B物块的质量为m，重力加速度为g，当人拉着绳子以a1大小的加速度沿斜面向上运动时，B物块运动的加速度大小为a2，则下列说法正确的是A物块一定向上加速运动B人要能够沿斜面向上加速运动，必须满足mMsinC若a20，则a1一定等于D若a1a2，则a1可能等于【答案】CD【解析】试题分析：对人受力分析，有牛顿第二定律可知F-Mgsin=Ma1，得：F=Mgsin+Ma1；若Fmg，则物体B加速上升，若Fmg，则物体B加速下降，若F=mg，物体B静止，故A错误；人要能够沿斜面向上加速运动，只需满足FMgsin即可，故B错误；若a2=0，故F=mg，故mg-Mgsin=Ma1，故C正确，若a1=a2，F=Mgsin+Ma1，mg-F=ma2；则a1等于；故D正确故选CD.考点：牛顿第二定律的应用.19. 【山东省滕州市第一中学新校2016届高三10月月考物理试题x】如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（）AB球的受力情况未变，加速度为零BA、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为gsinCA、B之间杆的拉力大小为mgsinDC球的加速度沿斜面向下，大小为gsin【答案】CD考点：牛顿第二定律的运用。20. 【浙江省嘉兴市第一中学2016届高三上学期期中考试物理试题】如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着一个物块C，木板和物块均处于静止状态。已知物块C的质量为m，A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为。用水平恒力F向右拉动木板A使之做匀加速运动，物块C始终与木板A保持相对静止。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g。则以下判断正确的是A.A、C之间的摩擦力可能为零 B.A、B之间的摩擦力不为零，大小可能等于mgC.A、B之间的摩擦力大小一定小于F D.木板B一定保持静止【答案】CD考点：牛顿运动定律；摩擦力21【浙江省宁波市效实中学2016届高三上学期期中考试物理试题】如图所示，斜面体的上表面除AB段粗糙外，其余部分光滑。 一物体从斜面的顶端滑下，经过A、C两点时的速度相等，已知AB=BC，物体与AB段的动摩擦因数处处相等，斜面体始终静止在地面上，则 A物体在AB段和BC段运动的加速度大小相等 B物体在AB段和BC段运动的时间不相等C物体在AB段和BC段运动时，斜面体受到地面静摩擦力的大小相等D物体在AB段和BC段运动时，斜面体受到地面支持力的大小相等 【答案】AC【解析】试题分析：根据运动学公式分析对于AB段：对于BC段：由题，则由上两式比较可得：即BC段与AB段的加速度大小相等，故A正确；经过A点时的速度与经过C点时的速度相等，根据公式：知AB段和BC段的平均速度相等，两段位移相等，所以运动时间相等，B错误；在AB段，物体的加速度沿斜面向上，以斜面和物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知，整体有水平向右的合外力，则地面对斜面的静摩擦力水平向右；在BC段，物体的加速度沿斜面向下，以斜面和物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律可知，整体有水平向左的合外力，则地面对斜面的静摩擦力水平向左又合力相等，故水平分力相等，斜面体受到地面静摩擦力的大小相等，C正确；在AB段，物体的加速度沿斜面向上，故超重，对地面的压力大于重力，在BC段，物体的加速度沿斜面向下，故失重，对地面的压力小于重力，牛顿第三定律得，斜面体受到地面支持力的大小不相等，D错误；故选AC。考点：牛顿运动定律的应用。22.【河南省林州市第一中学2016届高三9月教学质量监测考试物理试题】如图甲所示，有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上，木板质量为M=4kg，长为；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为m=1kg，可视为质点，现用水平恒力F作用在木板M右端，恒力F取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，两者的图像如图乙所示，取，求：（1）小滑块与木板之间的滑动摩擦因数以及木板与地面的滑动摩擦因数（2）若水平恒力F=27.8N，且始终作用在木板M上，当小滑块m从木板上滑落时，经历的时间为多次【答案】（1）、（2）t=2s（2）设m在M上滑动的事件为t，当水平恒力F=27.8N时，由（1）知滑块的加速度为，而滑块在时间t内的位移为，由（1）可知木板的加速度为，代入数据解得，而木板在时间t内的位移为，由题可知，代入数据联立解得t=2s考点：考查了牛顿第二定律，摩擦力的计算23.【宁夏银川市第二中学2016届高三上学期统练（三）物理试题】足够长斜面底端由静止开始运动，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，2s后撤去F。求此后再经过多长时间物体回到斜面底端。(取g=10 ms2， sin37=0.6，cos37=0.8)【答案】4.87s2s内的位移为：x1=撤去外力后的加速度为：则匀减速运动的位移大小为：x1=则物体向上运动的最高点的位置为：物体匀减速运动的到最高点的时间为：t2=考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用24.【安徽省淮北一中、马鞍山二中、安师大附中2016届高三11月期中联考（第二次模拟）物理试题】如图所示，粗细均匀的圆木棒A下端离地面高H，上端套着一个细环B。A和B的质量均为m，A和B间的滑动摩擦力为f，且，用手控制A和B，使它们从静止开始自由下落，当A与地面碰撞后，A以碰撞地面时的速度大小竖直向上运动，与地面碰撞时间极短，空气阻力不计，运动过程中A始终呈竖直状态。求：若A再次着地前B不脱离A，A的长度应满足什么条件？【答案】【解析】试题分析：设木棒着地时的速度为，因为木棒与环一起自由下落，则木棒弹起竖直上升过程中，由牛顿第二定律有：对木棒：解得：，方向竖直向下对环：解得 方向竖直向下考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用25.【江西省上高县第二中学2016届高三上学期第三次月考物理试题】如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，今将水平力F变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑上木板的过程不考虑能量损失此后滑块和木板在水平上运动的vt图象如图乙所示，g=10m/s2求（1）水平作用力F的大小；（2）滑块开始下滑时的高度；（3）木板的质量【答案】（1）（2）（3）M=1.5kg【解析】（3）设在整个过程中，地面对木板的摩擦力为f，滑块与木板间的摩擦力为由图乙知，滑块刚滑上木板时加速度为：对滑块： (2分)此时木板的加速度：对木板： (2分)当滑块和木板速度相等，均为：v=2m/s之后，连在一起做匀减速直线运动，加速度为：对整体： (2分)联立带入数据解得：M=1.5kg(3分)考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用26.【山东师范大学附属中学2016届高三上学期第二次模拟考试物理试题】如图，质量M=lkg的木板静止在水平面上，质量m=lkg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数，铁块与木板之间的动摩擦因数，取g=10 ms2现给铁块施加一个水平向左的力F(1)若力F恒为8 N，经1 s铁块运动到木板的左端。求：木板的长度L(2)若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长。试通过分析与计算，在图中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象【答案】（1）（2）如图所示（2）（i）当时，系统没有被拉动，静摩擦力与外力成正比，即：（ii）当时，如果M、m相对静止，铁块与木板有相同的加速度，则： 解得： 此时：，也即 所以：当时， （iii）当时，M、m相对滑动，此时铁块受到的摩擦力为：图象如图所示：考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用27. 【山东省滕州市第一中学新校2016届高三10月月考物理试题x】（12分）如图甲所示，一薄的长木板B置于光滑水平地面上，长度为L0.25 m、质量为M4 kg.另有一质量为m2 kg的小滑块A置于木板的左端，二者均相对地面静止已知A与