牛頓第二定律(高考真題+模擬新題)(有詳解).doc

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C單元　牛頓運(yùn)動定律 C2　牛頓第二定律　單位制 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2)C2[·重慶卷] 某同學(xué)設(shè)計了如圖1－10所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質(zhì)量為M，滑塊上砝碼總質(zhì)量為m′，托盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m.實(shí)驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運(yùn)動，重力加速度g取10 m/s2. 圖1－10 ①為測量滑塊的加速度a，須測出它在A、B間運(yùn)動的________與________，計算a的運(yùn)動學(xué)公式是________； ②根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得到a與m的關(guān)系為： a＝m－μg 他想通過多次改變m，測出相應(yīng)的a值，并利用上式來計算μ.若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中的_______________保持不變，實(shí)驗中應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于_______________； ③實(shí)驗得到a與m的關(guān)系如圖1－11所示，由此可知μ＝___________(取兩位有效數(shù)字)． 圖1－11 2．C2[·浙江卷] 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗時，已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細(xì)線、刻度尺、天平、導(dǎo)線．為了完成實(shí)驗，還需從下圖中選取實(shí)驗器材，其名稱是________，并分別寫出所選器材的作用________． 2．【答案】 學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計時器(或電火花計時器)、鉤碼、砝碼　學(xué)生電源為打點(diǎn)計時器提供交流電源；電磁打點(diǎn)計時器(電火花計時器)記錄小車運(yùn)動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到拉力的大小，還可用于測量小車質(zhì)量 3．C2[·天津卷] 如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中B受到的摩擦力(　　) 圖1 A．方向向左，大小不變 B．`方向向左，逐漸減小 C. 方向向右，大小不變 D. 方向向右，逐漸減小 4．C2[·北京卷] “蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動．某人做蹦極運(yùn)動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示．將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為(　　) A．g B．2g C．3g D．4g 5．C2[·北京卷] 物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的關(guān)系，也確定了單位間的關(guān)系．如關(guān)系式U＝IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關(guān)系，也確定了V(伏)與A(安)和Ω(歐)的乘積等效．現(xiàn)有物理量單位：m(米)、s(秒)、N(牛)、J(焦)、W(瓦)、C(庫)、F(法)、A(安)、Ω(歐)和T(特)，由它們組合成的單位都與電壓單位V(伏)等效的是(　　) A．J/C和N/C B．C/F和T·m2/s C．W/A和C·T·m/s D．W·Ω和T·A·m 6．C2 E3[·北京卷] 如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球(小球的大小可以忽略)． (1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止．畫出此時小球的受力圖，并求力F的大小； (2)由圖示位置無初速釋放小球，求當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時的速度大小及輕繩對小球的拉力．不計空氣阻力． C3　超重和失重 　　　　　　　　　　　　　　　　　 7．C3[·天津卷] (1)某同學(xué)利用測力計研究在豎直方向運(yùn)行的電梯運(yùn)動狀態(tài)．他在地面上用測力計測量砝碼的重力，示數(shù)為G.他在電梯中用測力計仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)小于G，由此判斷此時電梯的運(yùn)動狀態(tài)可能是__________________． C5　牛頓運(yùn)動定律綜合 　　　　　　　　　　　　　　　　　 8．C5[·課標(biāo)全國卷] 如圖1－6所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊．假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(　　) 圖1－6 9．C5[·四川卷] 隨著機(jī)動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯．分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命．一貨車嚴(yán)重超載后的總質(zhì)量為49 t，以54 km/h的速率勻速行駛．發(fā)現(xiàn)紅燈時司機(jī)剎車，貨車即做勻減速直線運(yùn)動，加速度的大小為2.5 m/s2(不超載時則為5 m/s2)． (1)若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時分別前進(jìn)多遠(yuǎn)？ (2)若超載貨車剎車時正前方25 m處停著總質(zhì)量為1 t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設(shè)相互作用0.1 s后獲得相同速度，問貨車對轎車的平均沖力多大？ 10．C5 圖1－10 [·山東卷] 如圖1－10所示，在高出水平地面h＝1.8 m的光滑平臺上放置一質(zhì)量M＝2 kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A，其右段長度l1＝0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B，其質(zhì)量m＝1 kg.B與A左段間動摩擦因數(shù)μ＝0.4.開始時二者均靜止，現(xiàn)對A施加F＝20 N水平向右的恒力，待B脫離A(A尚未露出平臺)后，將A取走．B離開平臺后的落地點(diǎn)與平臺右邊緣的水平距離x＝1.2 m. (取g＝10 m/s2)求： (1)B離開平臺時的速度vB. (2)B從開始運(yùn)動到剛脫離A時，B運(yùn)動的時間tB和位移xB. (3)A左端的長度l2. 11．C5[·浙江卷] 如圖所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”．兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏．若繩子質(zhì)量不計，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是(　　) A．甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力 B．甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力 C．若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利 D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利 12．C5、D2[·江蘇物理卷] 如圖所示，長為L、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定位置．將一質(zhì)量為m的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為M＝km的小物塊相連，小物塊懸掛于管口．現(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運(yùn)動，通過管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運(yùn)動，小球在轉(zhuǎn)向過程中速率不變．(重力加速度為g) 圖13 (1)求小物塊下落過程中的加速度大??； (2)求小球從管口拋出時的速度大??； (3)試證明小球平拋運(yùn)動的水平位移總小于L. 13．C5[·福建卷] 如圖1－3甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運(yùn)動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖1－3乙所示．已知v2＞v1，則(　　) 圖1－3 A. t2時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大 B. t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大 C. 0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D. 0～t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 1．[·福州模擬]手托著書使它做下述各種情況的運(yùn)動，那么，手對書的作用力最大的情況是(　　) A．向下做勻減速運(yùn)動 B．向上做勻減速運(yùn)動 C．向下做勻加速運(yùn)動 D．向上做勻速運(yùn)動 2．[·濮陽一模]質(zhì)量m＝1 kg 的物體在光滑平面上運(yùn)動，初速度大小為2 m/s.在物體運(yùn)動的直線上施以一個水平恒力，經(jīng)過t＝1 s，速度大小變?yōu)? m/s，則這個力的大小可能是(　　) A．2 N B．4 N C．6 N D．8 N 3. [·德州模擬 ]如圖L2－2所示，木箱頂端固定一豎直放置的彈簧，彈簧下方有一物塊，木箱靜止時彈簧處于伸長狀態(tài)且物塊與箱底間有壓力．若在某段時間內(nèi)，物塊對箱底剛好無壓力，則在此段時間內(nèi)，木箱的運(yùn)動狀態(tài)可能為(　　) 圖L2－2 A．加速下降 B．加速上升 C．物塊處于失重狀態(tài) D．物塊處于超重狀態(tài) 4．[·泰安模擬]在光滑水平地面上，一物體靜止．現(xiàn)受到水平拉力F的作用，拉力F隨時間t變化的圖象如圖L2－3所示．則(　　) 圖L2－3 A．物體做往復(fù)運(yùn)動 B．0～4 s內(nèi)物體的位移為零 C．4 s末物體的速度最大 D．0～4 s內(nèi)拉力對物體做功為零 5．[·聊城模擬]在地面上將一金屬小球豎直向上拋出，上升一定高度后再落回原處，若不考慮空氣阻力，則如圖L2－4所示圖象能正確反映小球的速度、加速度、位移和動能隨時間變化關(guān)系的是(取向上為正方向)(　　) A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D 圖L2－4 6．[·濮陽一模]如圖L2－5所示，質(zhì)量分別為m、2m的球A、B由輕質(zhì)彈簧相連后再用細(xì)線懸掛在正在豎直向上做勻加速運(yùn)動的電梯內(nèi)，細(xì)線中的拉力為F，此時突然剪斷細(xì)線，在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球A的加速度大小分別為(　　) 圖L2－5 A.，＋g B.，＋g C.，＋g D.，＋g 7．[·鹽城模擬]在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗中，有四位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)作出了如圖L2－6 所示的四幅圖象，其中不能說明“質(zhì)量一定時加速度與合外力成正比”或“合外力一定時加速度與質(zhì)量成反比”的是(　　 ) A　　　　　B　　　　　C　　　　　　D 圖L2－6 8．[·溫州模擬]傳送機(jī)的皮帶與水平方向的夾角為α，如圖L2－7所示，將質(zhì)量為m的物體放在皮帶傳送機(jī)上，隨皮帶保持相對靜止一起向下以加速度a(a>gsinα)做勻加速直線運(yùn)動，則下列關(guān)于小物塊在運(yùn)動過程的說法中正確的是(　　 ) 圖L2－7 A．支持力與靜摩擦力的合力大小等于mg B．靜摩擦力對小物塊一定做正功 C．靜摩擦力的大小可能等于mgsinα D．皮帶與滑塊的動摩擦因數(shù)一定大于tanα 9．·三明模擬年初，我國南方多次遭受嚴(yán)重的冰災(zāi)，給交通運(yùn)輸帶來巨大的影響．已知汽車橡膠輪胎與普通路面的動摩擦因數(shù)為0.7，與冰面的動摩擦因數(shù)為0.1.當(dāng)汽車以某一速度沿水平普通路面行駛時，急剎車后(設(shè)車輪立即停止轉(zhuǎn)動)，汽車要滑行14 m才能停下．那么，在冰凍天氣，該汽車若以同樣速度在結(jié)了冰的水平路面上行駛，急剎車后汽車?yán)^續(xù)滑行的距離增大了多少？ 10．[·濟(jì)寧模]擬如圖所示，質(zhì)量為80 kg的物體放在安裝在小車上的水平磅秤上，小車在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面無摩擦地向上運(yùn)動，現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)為1000 N．已知斜面傾角θ＝30°，小車與磅秤的總質(zhì)量為20 kg. (1)拉力F為多少？ (2)物體對磅秤的靜摩擦力為多少？ (3)若小車與斜面間有摩擦，動摩擦因數(shù)為，斜面質(zhì)量為100 kg，試求斜面對地面的壓力和摩擦力分別為多少？(A一直靜止在地面上) C單元　牛頓運(yùn)動定律 C2　牛頓第二定律　單位制 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2)C2[·重慶卷] 【答案】 ①位移s　時間t a＝　②m′＋m　滑塊上?、?.23(0.21～0.25) 【解析】 ①由s＝at2知，要測量滑塊的加速度a只需測量滑塊的位移s和滑行時間t，此時a＝. ②若要求a是m的一次函數(shù)，只需保持不變，即(m′＋m)不變，故實(shí)驗時應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于滑塊上． ③由圖象可知，圖象過(69.0×10－3,0.43)和(64.0×10－3,0.23)兩點(diǎn)，將之代入a＝m－μg，解得：μ＝0.23. 2．【答案】 學(xué)生電源、電磁打點(diǎn)計時器(或電火花計時器)、鉤碼、砝碼　學(xué)生電源為打點(diǎn)計時器提供交流電源；電磁打點(diǎn)計時器(電火花計時器)記錄小車運(yùn)動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質(zhì)量；砝碼用以改變小車受到拉力的大小，還可用于測量小車質(zhì)量 【解析】 根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗，結(jié)合所提供與供選擇的實(shí)驗器材，可以確定相應(yīng)的實(shí)驗方案，進(jìn)一步可以確定需要選擇的實(shí)驗器材． 3．[·天津卷] A　【解析】 A、B一起往右做勻減速直線運(yùn)動，說明兩個問題：①加速度a大小不變；②加速度a方向向左．對B物體受力分析，由牛頓第二定律F＝ma可知：B受到的摩擦力方向向左，大小不變，A正確． 4．C2[·北京卷] B　【解析】 從圖中可以看出，當(dāng)人靜止時，所受到的拉力為0.6F0，即0.6F0＝mg.當(dāng)合力最大時，加速度最大．最大的拉力從圖中可知為1.8F0＝3mg，由牛頓第二定律可得F－mg＝ma，代入數(shù)據(jù)可知，a＝2g，B項正確． 5．C2[·北京卷] B　【解析】 由公式W＝UIt＝UQ可得，J/C與電壓單位V等效，由F＝Eq可得，N/C為電場強(qiáng)度的單位，與電壓單位V不等效，A項錯誤．由公式Q＝CU、E＝BLv＝可知，C/F、T·m2/s與電壓單位V等效，B項正確．由P＝UI可知，W/A與電壓單位V等效，C·T·m/s＝A·s··＝N，所以C·T·m/s與力的單位N等效，C項錯誤．由P＝可知，W·Ω與電壓單位V等效，T·A·m＝·A·m＝N，所以T·A·m與力的單位N等效，D項錯誤． 6． C3　超重和失重 　　　　　　　　　　　　　　　　　 7．(1)[·天津卷] 【答案】 減速上升或加速下降 【解析】 測力計在電梯中的示數(shù)即為視重，靜止在地面時的示數(shù)表示物體的實(shí)重，依題意，視重小于實(shí)重，物體處于失重狀態(tài)，物體要么往上減速，要么往下加速． 　　　　　　　　　　　　　　　　 圖1－6 8．【解析】 A　當(dāng)拉力F很小時，木塊和木板一起加速運(yùn)動，由牛頓第二定律，對木塊和木板：F＝(m1＋m2)a，故a1＝a2＝a＝＝t；當(dāng)拉力很大時，木塊和木板將發(fā)生相對運(yùn)動，對木板：μm2g＝m1a1，得a1＝，對木塊：F－μm2g＝m1a2，得a2＝＝t－μg，A正確． 9．【解析】 (1)設(shè)貨車剎車時速度大小為v0，加速度大小為a，末速度大小為vt，剎車距離為s s＝① 代入數(shù)據(jù)，得 超載時s1＝45 m② 若不超載s2＝22.5 m③ (2)設(shè)貨車剎車后經(jīng)s′＝25 m與轎車碰撞時的初速度大小為v1 v1＝④ 設(shè)碰撞后兩車共同速度為v2，貨車質(zhì)量為M，轎車質(zhì)量為m，由動量守恒定律 Mv1＝(M＋m)v2⑤ 設(shè)貨車對轎車的作用時間為Δt、平均沖力大小為，由動量定理 Δt＝mv2⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得 ＝9.8×104 N⑦ 10．【解析】 (1)設(shè)物塊平拋運(yùn)動的時間為t，由運(yùn)動學(xué)可得 h＝gt2① x＝vBt② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得 vB＝2 m/s③ (2)設(shè)B的加速度為aB，由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)的知識得 μmg＝maB④ vB＝aBtB⑤ xB＝aBt⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得 tB＝0.5 s⑦ xB＝0.5 m⑧ (3)設(shè)B剛開始運(yùn)動時A的速度為v1，由動能定理得 Fl1＝Mv⑨ 設(shè)B運(yùn)動后A的加速度為aA，由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)的知識得 F－μmg＝MaA⑩ l2＋xB＝v1tB＋aAt 聯(lián)立⑦⑧⑨⑩式，代入數(shù)據(jù)得 l2＝1.5 m 11．【解析】 C　甲、乙兩人在冰面上拔河，甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是作用力與反作用力，A選項錯誤；甲對繩的拉力與乙對繩的拉力都作用在繩上，故不是作用力與反作用力，B選項錯誤；由于繩子質(zhì)量不計，且冰面可看成光滑，繩對甲、乙的作用力大小相等，若甲的質(zhì)量大，則甲的加速度小，相等時間通過的位移小，后過分界線，故甲能贏得比賽的勝利，C選項正確；是否贏得比賽主要看兩人加速度的大小，跟收繩的速度大小無關(guān)，故D選項錯誤． 12．C5、D2[·江蘇物理卷]【解析】 (1)設(shè)細(xì)線中的張力為T，根據(jù)牛頓第二定律 Mg－T＝Ma T－mgsin30°＝ma 且M＝km 解得a＝g (2)設(shè)M落地時的速度大小為v，m射出管口時速度大小為v0，M落地后m的加速度為a0. 根據(jù)牛頓第二定律－mgsin30°＝ma0 又由勻變速直線運(yùn)動， v2＝2aLsin30°， v－v2＝2a0L(1－sin30°) 解得v0＝　(k>2) (3)平拋運(yùn)動 x＝v0t Lsin30°＝gt2 解得x＝L 則xgsinα，說明靜摩擦力沿傳送帶向下，而小物塊運(yùn)動方向也向下，故靜摩擦力對小物塊一定做正功，B對；由牛頓第二定律：mgsinα＋f＝ma，因為a比gsinα大多少不知道，所以靜摩擦力的大小可能等于mgsinα，C對；由以上分析可知，靜摩擦力f是有可能小于mgsinα的，由f＝μFN＝μmgcosα，因此說“皮帶與滑塊的動摩擦因數(shù)一定大于tanα”是錯的，D錯． 9．【解析】 設(shè)初速度為v0，當(dāng)汽車在水平普通路面上急剎車時， μ1mg＝ma1 得a1＝μ1g＝7 m/s2 v＝2a1x1 得v0＝1＝14m/s 當(dāng)汽車在水平冰面上急剎車時， μ2mg＝ma2 得a2＝μ2g＝1 m/s2 v＝2a2x2 得x2＝98 m 因此，急剎車后汽車?yán)^續(xù)滑行的距離增大了 Δx＝x2－x1＝84 m 10．【解析】 (1)選物體為研究對象，受力分析如圖所示： 將加速度a沿水平和豎直方向分解，則有： FN1－mg＝masinθ 解得a＝5 m/s2 取小車、物體、磅秤這個整體為研究對象，受力分析如圖所示：