2013高考物理力與運動問題精選.docx

2013高考物理力與運動問題精選山東省高唐縣琉寺中學(xué)李洪生蔣慶榮例1（2013年上海卷）秋千的吊繩有些磨損。在擺動過程中，吊繩最容易斷裂的時候是秋千（ ）A在下擺過程中 B在上擺過程中C擺到最高點時 D擺到最低點時解析：當(dāng)秋千擺到最低點時吊繩中拉力最大，吊繩最容易斷裂。故選D。例2（2013年全國新課標(biāo)卷）一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間關(guān)系的圖象是（ ）解析：設(shè)物體所受滑動摩擦力為f，在水平拉力F作用下，物體做勻加速直線運動，由牛頓第二定律，F(xiàn)-f=ma，F(xiàn)= ma+f，所以能正確描述F與a之間關(guān)系的圖象是C。故選C。例3（2013年浙江卷）如圖1所示，總質(zhì)量為460kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5m/s2，當(dāng)熱氣球上升到180m時，以5m/s的速度向上勻速運動。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g=10m/s2 。關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是（ ）A所受浮力大小為4830NB加速上升過程中所受空氣阻力保持不變C從地面開始上升10s后的速度大小為5m/sD以5m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230N解析：熱氣球離開地面后做加速度逐漸減小的加速運動，對熱氣球從地面剛開始豎直上升時，由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，解得所受浮力大小為4830N；加速上升過程中所受空氣阻力逐漸增大；由于做加速度逐漸減小的加速運動，熱氣球從地面開始上升10s后的速度小于5m/s；由平衡條件可得，F(xiàn)-mg-f=0，以5m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為f=F-mg=4830N -4600N =230N。故選AD。例4（2013年安徽卷）如圖2所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行.在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力為FN分別為（重力加速度為g）（ ）A.T=m (gsin+ acos)，F(xiàn)N= m(gcos- asin)B.T=m(gsin+ acos) ，F(xiàn)N= m(gsin- acos)C.T=m(acos- gsin) ，F(xiàn)N= m(gcos+ asin)D.T=m(asin- gcos) ，F(xiàn)N= m(gsin+ acos)解析：當(dāng)加速度a較小時，小球與斜面一起運動，此時小球受重力、繩子拉力和斜面的支持力，繩子平行于斜面；小球的受力如圖3所示，將繩子的拉力T和斜面彈力FN分解為水平方向和豎直方向。由牛頓第二定律得：Tcos- FN sin=ma 由受力平衡得：Tsin+FN cos=mg 聯(lián)立兩式解方程組，得T=m(gsin+ acos) ，F(xiàn)N= m(gcos- asin)。故選A。例5（2013年天津卷）質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=20m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2,g取10m/s2,求：（l）物塊在力F作用過程發(fā)生位移xl的大?。海?）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t。解析：（1）設(shè)物塊受到的滑動摩擦力為F1，則F1=mg， 根據(jù)動能定理，對物塊由A到B的整個過程，有：Fx1-F1x=0。代入數(shù)據(jù)解得：x1=16m。（2）設(shè)剛撤去力F時物塊的速度為v，此后物塊的加速度為a，滑動的位移為x2，則x2=x- x1，由牛頓第二定律得：F1=ma，由勻變速直線運動規(guī)律得，v2=2ax2， 以物塊運動方向為正方向，由動量定理，得-F1t=0-mv。 代入數(shù)據(jù)解得：t=2s。例6（2013年山東卷）如圖4所示，一質(zhì)量m=0.4kg的小物塊，以v0=2m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運動，經(jīng)t=2s的時間物塊由A點運動到B點，A、B之間的距離L=10m。已知斜面傾角=30o，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。重力加速度g取10 m/s2.（1）求物塊加速度的大小及到達B點時速度的大小。（2）拉力F與斜面的夾角多大時，拉力F最??？拉力F的最小值是多少？解析：（1）設(shè)物塊加速度的大小為a，到達B點時速度的大小為v，由運動學(xué)公式得：L= v0t+at2，v= v0+at 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得：a=3m/s2， v=8m/s（2）設(shè)物塊所受支持力為FN，所受摩擦力為Ff，拉力與斜面之間的夾角為。受力分析如圖5所示。由牛頓第二定律得：Fcos-mgsin-Ff=ma，F(xiàn)sin+FN-mgcos=0， 又Ff=FN 聯(lián)立解得：F=由數(shù)學(xué)知識得：cos+sin=sin(60+)， 由式可知對應(yīng)的F最小值的夾角=30 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得F的最小值為：Fmin=N。例7（2013年福建卷）質(zhì)量為M、長為L的桿水平放置，桿兩端A、B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)。已知重力加速度為g，不計空氣影響。（1）現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖6甲，求繩中拉力的大?。海?）若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動，此時環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖6乙所示。求此狀態(tài)下桿的加速度大小a；為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個多大的外力，方向如何？解析：（1）如圖7所示，以環(huán)為研究對象，環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，設(shè)兩繩的夾角為2。則，得。設(shè)繩子的拉力大小為T，由平衡條件得：2Tcos=mg。解得（2）對小鐵環(huán)受力分析如圖8所示，設(shè)繩子的拉力大小為T，則根據(jù)牛頓第二定律得：T+Tcos60=mg，Tsin60=ma。解得如圖9所示，設(shè)外力大小為F，方向與水平方向成角斜向右上方。對整體：由牛頓第二定律得：Fcos=（M+m）a，F(xiàn)sin=（M+m）g。解得，=60，即外力方向與水平方向夾角為60斜向右上方。例8（2013年上海卷)如圖10所示，質(zhì)量為M、長為L、高為h的矩形滑塊置于水平地面上，滑塊與地面間動摩擦因數(shù)為；滑塊上表面光滑，其右端放置一個質(zhì)量為m的小球。用水平外力擊打滑塊左端，使其在極短時間內(nèi)獲得向右的速度v0，經(jīng)過一段時間后小球落地。求小球落地時距滑塊左端的水平距離。解析：滑塊上表面光滑，小球水平方向不受力的作用，故當(dāng)滑塊的左端到達小球正上方這段時間內(nèi)，小球速度始終為零，則對于滑塊：a=, v1=。當(dāng)滑塊的左端到達小球正上方后，小球做自由落體運動，落地時間t=，滑塊的加速度a?=g。若此時滑塊的速度沒有減小到零，在t時間內(nèi)滑塊向右運動的距離為：s=v1t-a?t2=-g()2=-h。若在t時間內(nèi)滑塊已經(jīng)停下來，則：s=-L。例9(2013年江蘇卷）如圖11所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為和，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為。重力加速度為g。（1）當(dāng)紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大小；（2）要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大??；（3）本實驗中，=0.5kg，=0.1kg，=0.2，砝碼與紙板左端的距離d=0.1m，取g=10m/s2。若砝碼移動的距離超過=0.002m