2019-2020年高考物理專題匯編 專題1 力與直線運動 第3講 牛頓運動定律（B）（含解析）.doc

2019-2020年高考物理專題匯編 專題1 力與直線運動 第3講 牛頓運動定律（B）（含解析）一、選擇題1.(xx菏澤二模14）下列有關物理學家和物理學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，說法正確的是（ ）A亞里士多德認為兩個從同一高度自由落下的物體，重物體與輕物體下落一樣快B伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因C迪卡爾通過研究物體的運動規(guī)律，在牛頓第一定律的基礎上提出了慣性定律D開普勒提出萬有引力定律，并利用扭秤實驗，巧妙地測出了萬有引力常量2.(xx大慶實驗中學三模14)以下說法正確的是（ ）A.在國際單位制中，力學的基本單位是千克、牛頓、秒.B.電場強度是用比值法定義的，因而電場強度與電場力成正比，與試探電荷的電量成反比C.“平均速度”、“總電阻”、“交流電的有效值”概念的建立都體現(xiàn)了等效代替的思想D.牛頓通過理想斜面實驗否定了“力是維持物體運動的原因”，用到的物理思想方法屬于“理想實驗”法3.(xx濰坊二模14)如圖所示，一小孩從滑梯上由靜止開始加速滑下，在這一過程中（ ） A小孩的慣性變大 B小孩處于失重狀態(tài) C小孩處于超重狀態(tài) D小孩的機械能守恒4.(xx連徐宿三調(diào)1)如圖所示，某跳傘運動員正減速下落，下列說法正確的是（ ）A運動員處于失重狀態(tài) B運動員處于超重狀態(tài)C傘繩對運動員的作用力小于運動員的重力D傘繩對運動員的作用力大于運動員對傘繩的作用力5.(xx吉林三模15)一個質量為2kg的物體，在六個恒定的共點力作用下處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)同時撤去大小分別為15N和20N的兩個力而其余力保持不變，關于此后該物體運動的說法中正確的是（ ）A一定做勻變速直線運動，加速度大小可能是5m/s2B可能做勻減速直線運動，加速度大小是2m/s2C一定做加速度不變的變速運動，加速度大小可能是15m/s2D可能做勻速圓周運動，向心加速度大小可能是5m/s2 6.(xx蘇錫常鎮(zhèn)四市二調(diào)8)如圖所示，斜面體靜置于水平地面上，小物塊恰好沿斜面勻速下滑現(xiàn)分別對小物塊進行以下三種操作：施加一個沿斜面向下的恒力F；施加一個豎直向下的恒力F；施加一個垂直斜面向下的恒力F則在小物塊后續(xù)的下滑過程中，下列判斷正確的是v A操作中小物塊將做勻加速運動 B操作中小物塊仍做勻速運動 C操作中斜面體可能會發(fā)生滑動 D三種操作中斜面受到地面摩擦力均為07.(xx棗莊八中模擬6)（6分）（xx棗莊校級模擬）如圖所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速度運動小車質量為M，木塊質量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動摩擦因數(shù)為，則在這個過程中，木塊受到的摩擦力大小是（）A mgB C （M+m）gD ma8.(xx皖南八校三聯(lián)15)放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑，如圖甲在滑塊A上放一物體B，物體B始終與A保持相對靜止，以加速度a2沿斜面勻加速下滑，如圖乙在滑塊A上 施加一豎直向下的恒力F，滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑，如圖丙則（ ） Aa1=a2=a3 Ba1 =a2 <a3 Ca1<a2 =a3 D a1<a2<a39.(xx揚州開學考試5). 如圖所示，光滑水平面上放置一斜面體A，在其粗糙斜面上靜止一物塊B，開始時A處于靜止。從某時刻開始，一個從0逐漸增大的水平向左的力F作用在A上，使A和B一起向左做變加速直線運動。則在B與A發(fā)生相對運動之前的一段時間內(nèi)( )FABAB對A的壓力和摩擦力均逐漸增大BB對A的壓力和摩擦力均逐漸減小CB對A的壓力逐漸增大，B對A的摩擦力逐漸減小DB對A的壓力逐漸減小，B對A的摩擦力逐漸增大10.(xx鹽城1月檢測4).一輛小車靜止在水平地面上,bc是固定在車上的一根水平桿，物塊M穿在桿上，M通過細線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，小車未動時細線恰好在豎直方向上。現(xiàn)使小車如下圖分四次分別以向右勻加速運動，四種情況下M、m均與車保持相對靜止，且圖甲和圖乙中細線仍處于豎直方向，已知，M受到的摩擦力大小依次為，則錯誤的是（ ）11.(xx鹽城1月檢測1Ovtv1甲球乙球v2t0).甲、乙兩球質量分別為、，從同一地點（足夠高）處同時由靜止釋放。兩球下落過程所受空氣阻力大小f僅與球的速率v成正比，與球的質量無關，即f=kv（k為正的常量）。兩球的v-t圖象如圖所示。落地前，經(jīng)時間兩球的速度都已達到各自的穩(wěn)定值v1、v2。則下列判斷正確的是 （ ）A釋放瞬間甲球加速度較大BC甲球質量大于乙球 D時間內(nèi)兩球下落的高度相等A B C Dtan=2tan12.(xx鹽城1月檢測9). 如圖甲所示，以速度v逆時針勻速轉動的足夠長的傳送帶與水平面的夾角為現(xiàn)將一個質量為m的小木塊輕輕地放在傳送帶的上端，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，則乙圖中能夠正確地描述小木塊的速度隨時間變化關系的圖線可能是（ ）甲二非選擇題13.(xx陜西三模11)一個小球從靜止開始沿如圖所示的光滑斜面軌道AB勻加速下滑，然后進入水平軌道BC勻速滾動，之后靠慣性沖上斜面軌道CD，直到速度減為零設小球經(jīng)過水平面和兩斜面的銜接點B、C時速度的大小不變表是測出的不同時刻小球速度大小，取重力加速度g=10m/s2，求：時刻t/s 0 0.6 1.2 1.8 5 10 13 15速度v/ms1 0 3.0 6.0 9.0 15 15 9.0 3.0（1）軌道AB段的傾角是多少？（2）小球從開始下滑直至在斜面CD上速度減為零通過的總路程是多少？14.(xx廣東七校三聯(lián)36）（18分）如圖，質量M1 kg的木板靜止在水平面上，質量m1 kg、大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端。設最大摩擦力等于滑動摩擦力，已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)10.1，鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)20.4，取g10 m/s2現(xiàn)給鐵塊施加一個水平向左的力F（1）若力F恒為8 N，經(jīng)1 s鐵塊運動到木板的左端。求：木板的長度LF/Nf/N02468101214123645LMm左右F（2）若力F從零開始逐漸增加，且木板足夠長。試通過分析與計算，在圖中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象15.(xx棗莊八中模擬11)（12分）如圖甲所示為學校操場上一質量不計的豎直滑竿，滑竿上端固定，下端懸空為了研究學生沿竿的下滑情況，在竿頂部裝有一拉力傳感器，可顯示竿頂端所受拉力的大小現(xiàn)有一質量為50kg的學生（可視為質點）從上端由靜止開始滑下，5s末滑到竿底時速度恰好為零以學生開始下滑時刻為計時起點，傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖乙所示，g取10m/s2求：（1）該學生下滑過程中的最大速度；（2）滑竿的長度16.(xx德州二模23)(18分)如圖所示，質量為M=8kg的小車停放在光滑水平面上，在小車右端施加一水平恒力F，當小車向右運動速度達到時，在小車的右端輕輕放置一質量m=2kg的小物塊，經(jīng)過t1=2s的時間，小物塊與小車保持相對靜止。已知小物塊與小車間的動摩擦因數(shù)0.2，假設小車足夠長，g取10ms2，求：(1)水平恒力F的大小；(2)從小物塊放到車上開始經(jīng)過t=4s小物塊相對地面的位移；(3)整個過程中摩擦產(chǎn)生的熱量。17.(xx馬鞍山三模22.) （14分）如圖所示，一木箱靜止、在長平板車上，某時刻平板車以a = 2.5m/s2的加速度由靜止開始向前做勻加速直線運動，當速度達到v = 9m/s時改做勻速直線運動，己知木箱與平板車之間的動脒擦因數(shù)= 0.225，箱與平板車之間的最大靜摩擦力與滑動靜擦力相等（g取10m/s2）。求：（1）車在加速過程中木箱運動的加速度的大?。?）木箱做加速運動的時間和位移的大?。?）要使木箱不從平板車上滑落，木箱開始時距平板車右端的最小距離。第3講 牛頓運動定律（B卷）參考答案與詳解1.【命題立意】考查物理學常識【答案】B 【解析】伽利略認為兩個從同一高度自由落下的物體，重物體與輕物體下落一樣快，故A錯誤，故A錯誤;伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因,故B正確；牛頓通過伽利略和笛卡爾工作的基礎上，提出了牛頓第一定律，即慣性定律故C錯誤；牛頓提出萬有引力定律，卡文迪許利用扭秤實驗，巧妙地測出了萬有引力常量，故D錯誤；2.【答案】C【命題立意】本題旨在考查物理學史【解析】A、在國際單位制中，力學的基本單位是千克、米、秒，牛頓不是基本單位，是導出單位，故A錯誤；B、電場強度是用比值法定義的，其大小與電場力和電量無關；故B錯誤；C、“平均速度”、“總電阻”、“交流電的有效值”概念的建立都體現(xiàn)了等效代替的思想；故C正確；D、伽利略通過理想斜面實驗否定了“力是維持物體運動的原因”，用到的物理思想方法屬于“理想實驗”法，故D錯誤。故選：C3.【答案】B【命題立意】本題旨在考查功能關系、失重和超重。【解析】A、物體慣性只與自身質量有關，質量大，慣性大，在小孩下滑過程中，其質量不變，所以其慣性大小也不變，故A錯誤；BC、物體時處于失重狀態(tài)，還是處于超重狀態(tài)，由自身所受加速度的方向來決定，小孩下滑時，所受加速度沿斜面向下，所以小孩處于失重狀態(tài)，故B正確，C錯誤；D、由于不知道滑梯斜面表面是否光滑，所以不能判斷小孩機械能是否守恒，故D錯誤。故選：B4.【答案】B【命題立意】本題旨在考查牛頓運動定律的應用-超重和失重?！窘馕觥緼B、跳傘運動員正減速下落，則運動的方向向下，而加速度的方向向上，運動員處于超重狀態(tài)，故A錯誤，B正確；C、運動員處于超重狀態(tài)，傘繩對運動員的作用力大于運動員的重力，故C錯誤；D、傘繩對運動員的作用力和運動員對傘繩的作用力是作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，故D錯誤。故選：B5.【答案】C【命題立意】本題旨在考查牛頓第二定律、力的合成與分解的運用?！窘馕觥扛鶕?jù)平衡條件得知，余下力的合力與撤去的兩個力的合力大小相等、方向相反，則撤去大小分別為和的兩個力后，物體的合力大小范圍為：，物體的加速度范圍為：A、若物體原來做勻速直線運動，撤去的兩個力的合力方向與速度方向不在同一直線上或與速度方向相同時，物體做曲線運動或勻減速直線運動，故A錯誤；B、若物體原來做勻速直線運動，撤去的兩個力的合力方向與速度方向相同時，物體做勻減速直線運動，但加速度大小一定要大于，故B錯誤；C、由于撤去兩個力后其余力保持不變，則物體所受的合力不變，一定做勻變速運動加速度大小可能等于，該運動可能是直線運動，也可能是曲線運動，故C正確；D、由于撤去兩個力后其余力保持不變，在恒力作用下不可能做勻速圓周運動，故D錯誤。故選：C6.【答案】ABD【命題立意】本題旨在考察牛頓第二定律和摩擦力的計算【解析】物塊勻速下滑時，物塊處于平衡狀態(tài)，即物體所受合外力為零，根據(jù)物塊在沿斜面方向的合力判斷物塊的運動規(guī)律，結合物塊對斜面壓力和摩擦力在水平方向的分力關系判斷地面的摩擦力大小小物塊恰好沿斜面勻速下滑，根據(jù)平衡有：mgsin=mgcos，A、施加一個沿斜面向下的恒力F，根據(jù)牛頓第二定律，合力為F，加速度a=，物塊做勻加速運動，故A正確B、施加一個豎直向下的恒力F，有：（mg+F）sin=（mg+F）cos，可知物塊仍然做勻速運動，故B正確C、開始斜面體處于靜止狀態(tài)，可知重物對斜面的壓力在水平方向的分力與摩擦力在水平方向的分力大小相等，施加一個垂直斜面向下的恒力F，摩擦力f與壓力的關系仍然為FN，可知斜面體受到重物的壓力和摩擦力在水平方向的分力相等，斜面體仍然處于平衡狀態(tài)，故C錯誤D、開始重物對斜面的壓力在水平方向的分力與摩擦力在水平方向的分力大小相等，施加外力后，摩擦力f與壓力的關系仍然為FN，因為三種情況下，物塊對斜面體的壓力和摩擦力在水平方向的分力始終相等，可知地面的摩擦力為零故D正確故選：ABD7.【答案】BD【命題立意】本題旨在考察牛頓第二定律和摩擦力【解析】 m與M具有相同的加速度，可視為整體，對整體進行受力分析，運用牛頓第二定律求出加速度的大小，再隔離對m分析，求出木塊受到的摩擦力大小整體所受的合力為F，整體具有的加速度a=隔離對m分析，根據(jù)牛頓第二定律得，f=ma=故B、D正確，A、C錯誤故選BD8.【答案】B【命題立意】本題旨在考查受力分析和牛頓運動定律。【解析】對物體進行受力分析：加速度方向： mgsina-umgcosa=ma，所以a=gsina-ugcosa 可以看出a與質量無關，a1 =a2，選項C、D錯誤；對于豎直向下的力F，（mg+F）sina-u（mg+F）cosa=ma3，得a1 =a2 <a3，選項A錯誤、B正確。9.【答案】D【命題立意】本題旨在考查牛頓第二定律、共點力平衡的條件及其應用?！窘馕觥繉ξ矬w進行受力分析，如圖所示，將加速度進行分解，設斜面的傾角為根據(jù)牛頓第二定律得：垂直于斜面方向：平行于斜面方向：得到：，可見，當加速度增大時，支持力減小，摩擦力增大，根據(jù)牛頓第三定律得知，B對A的壓力逐漸減小，B對A的摩擦力逐漸增大故ABC錯誤，D正確。故選：D10.【答案】B【命題立意】本題旨在考查牛頓第二定律、力的合成與分解的運用。【解析】AB、甲乙兩圖中，水平方向只受靜摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律得：而，則，故A正確，B錯誤；C、丙丁兩圖中，對和整體受力分析，受總重力、支持力、摩擦力，如圖：根據(jù)牛頓第二定律，有：所以，故C正確；D、對物體隔離受力分析，可得，而，所以，故D正確。本題選錯誤的，故選：B11.【答案】C【命題立意】本題旨在考查牛頓第二定律。【解析】A、釋放瞬間，因此空氣阻力，兩球均只受重力，加速度均為重力加速度g，故A錯誤；BC、兩球先做加速度減小的加速運動，最后都做勻速運動，穩(wěn)定時，因此最大速度與其質量成正比，即，由圖象知，因此，故B錯誤，C正確；D、圖象與時間軸圍成的面積表示物體通過的位移，由圖可知，時間內(nèi)兩球下落的高度不相等，故D錯誤。故選：C12.【答案】CD【命題立意】本題旨在考查牛頓第二定律、勻變速直線運動的速度與時間的關系。【解析】木塊放上后一定先向下加速，由于傳送帶足夠長，所以一定有木塊速度大小等于傳送帶速度大小的機會，此時若重力沿傳送帶向下的分力大小大于最大靜摩擦力，則之后木塊繼續(xù)加速，但加速度變小了；而若重力沿傳送帶向下的分力大小小于或等于最大靜摩擦力則木塊將隨傳送帶勻速運動；故CD正確，AB錯誤。故選：CD【易錯警示】對滑塊受力分析，開始時，受到重力、支持力、滑動摩擦力，處于加速階段；當速度等于傳送帶速度時，如果重力的下滑分力小于或等于最大靜摩擦力，則一起勻速下滑，否則，繼續(xù)加速本題關鍵是加速到速度等于傳送帶速度后，要分兩種情況討論，即重力的下滑分力小于或等于最大靜摩擦力和重力的下滑分力大于最大靜摩擦力兩種情況。13.【答案】（1）軌道AB段的傾角是30（2）小球從開始下滑直至在斜面CD上速度減為零通過的總路程是180m【命題立意】本題旨在考察牛頓定律和運動學的結合【解析】 （1）有表格數(shù)據(jù)，根據(jù)加速度定義求解加速度，根據(jù)牛頓運動定律列式求解角度；（2）根據(jù)表格分段求出相應的時間和加速度，根據(jù)總路程等于各段位移之和求解（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知小球沿AB斜面下滑的加速度由牛頓運動定律得mgsin=ma1解得，故斜面AB段的傾角=300 （2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，小球在斜面AB上下滑時間小球在斜面CD上做減速運動的加速度從最大速度vm=15m/s減至速度為9m/s用時于是，小球在水平面上運動時間t2=13t1t3=8s故小球的總路程14.【答案】（1）；（2）圖象見解析【命題立意】本題旨在考查牛頓第二定律、勻變速直線運動的位移與時間的關系。【解析】（1）鐵塊，由牛頓第二定律： 木板，由牛頓第二定律： 設木板的長度為，經(jīng)時間t鐵塊運動到木板的左端，則： 又： 聯(lián)立解得： （2）（i）當時，系統(tǒng)沒有被拉動，靜摩擦力與外力成正比，即：F/Nf/N02468101214123645（ii）當時，如果M、m相對靜止，鐵塊與木板有相同的加速度，則： 解得： 此時：，也即 所以：當時， （iii）當時，M、m相對滑動，此時鐵塊受到的摩擦力為：圖象如圖所示：答：（1）木板的長度為；（2）圖象如圖所示。15.【答案】（1）該學生下滑過程中的最大速度為4m/s；（2）滑竿的長度為6m【命題立意】本題旨在考察牛頓定律、運動學綜合【解析】 （1）滑桿處于靜止狀態(tài)，重力不計，竿頂端所受拉力的大小等于該學生對它的摩擦力大小分析人的運動情況根據(jù)牛頓第二定律求出01s內(nèi)人的加速度，再由速度公式求出最大速度（2）由位移速度公式求出人勻加速運動和勻減速運動的位移，滑竿的長度等于兩段位移大小之和（1）人的質量為50kg；由圖可知，前1s內(nèi)摩擦力應為500200=300N；后2在01s內(nèi)，人的重力大于摩擦力，人做勻加速運動，15s內(nèi)，人的重力小于摩擦力，人做勻減速運動，則在t=1s末人的速度最大設在01s內(nèi)人的加速度大小分別為a1，根據(jù)牛頓第二定律 GF1=ma1得到m/s2=4m/s2t=1s末人的速度最大，最大速度為vmax=a1t1=41m/s=4m/s（2）人在01s內(nèi)位移為=41m=2m，人在15s時間內(nèi)的位移為=4m；所以滑桿的長度為L=x1+x2=2+4=6m16.【答案】F=8N x=13.6m Q=12J【命題立意】本題旨在考察牛頓定律的綜合【解析】（1）分別對滑塊和平板車進行受力分析，它們都只受到滑動摩擦力的作用，根據(jù)牛頓第二定律求出各自加速度，物塊在小車上停止相對滑動時，速度相同，即可以求出時間；（2）滑塊做勻減速運動，平板車做勻加速運動，當它們速度相等時一起向右做勻速運動，分別求出兩個運動的位移即可解題(3)過程所產(chǎn)生的熱量是由于摩擦力做功，摩擦產(chǎn)熱是由相對位移來決定的，而相對位移只在前2s有，即可據(jù)此來求（1）設小物塊與小車保持相對靜止時的速度為v，對于小物塊，在t=2s時間內(nèi)，做勻加速。對物塊：mg=ma1 對小車：Fmg=Ma2 聯(lián)立解得 F=8N（2）對于小物塊，在開始t1=2s時間內(nèi)的位移x1=此后小物塊仍做勻加速運動，加速大大小，則有聯(lián)立解得x=13.6m(3)整個過程只有錢2s物塊與小車有相對位移小車的位移：相對位移產(chǎn)生熱量解得：Q=12J17.【命題立意】本題考查牛頓第二定律和勻變速直線運動【解析】（1）設木箱的最大加速度為，根據(jù)牛頓第二定律 解得則木箱與平板車存在相對運動，所以車在加速過程中木箱的加速度為（2）設木箱的加速時間為，加速位移為 。 （3）設平板車做勻加速直線運動的時間為，則 達共同速度平板車的位移為則要使木箱不從平板車上滑落，木箱距平板車末端的最小距離滿足