高考物理二輪復習專題測試：牛頓運動定律含解析

1、高考物理二輪復習專題測試：牛頓運動定律( 附參考答案 )一、選擇題1.(2014 新課標全國卷 ) 如圖 , 用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上 , 系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。 現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速, 加速度從零開始逐漸增大到某一值, 然后保持此值 , 小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度 ( 橡皮筋在彈性限度內(nèi) ) 。與穩(wěn)定在豎直位置時相比, 小球的高度()A. 一定升高B. 一定降低C.保持不變D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定【解題指南】小球只有水平方向上的加速度, 豎直方向仍是平衡狀態(tài) ,彈力的豎直方向分力等于重力。以此為突破口就能得出正確結(jié)論。【解析】選 A。本題考查了牛頓第二定律與受力分

2、析。設橡皮筋原長為 l0 , 靜止時 kx1mg , 小球距離懸點高度 l 0x1l0mgk, 加速時 , 設橡皮筋與水平方向夾角為 , 此時 kx 2 sinmg , 小球距離懸點高度(l 0x2 ) sinl 0 sinmg , 因此小球高度升高了。k2.(2014 北京高考 ) 應用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象, 可以使物理學習更加有趣和深入。 例如 , 平伸手掌托起物體 , 由靜止開始豎直向上運動 , 直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析正確的是()A. 手托物體向上運動的過程中, 物體始終處于超重狀態(tài)B. 手托物體向上運動的過程中, 物體始終處于失重狀態(tài)C.在物體離開手的瞬間 , 物體的加速

3、度大于重力加速度D.在物體離開手的瞬間 , 手的加速度大于重力加速度【解析】選 D。手托物體向上運動 , 一定先向上加速 , 處于超重狀態(tài) , 但后面的運動可以是減速的 , 也可以是勻速的 , 不能確定 ,A 、B 錯誤 ; 物體和手具有共同的速度和加速度時 , 二者不會分離 , 故物體離開手的瞬間 , 物體向上運動 , 物體只受重力 , 物體的加速度等于重力加速度 , 但手的加速度應大于重力加速度 , 并且方向豎直向下 , 手與物體才能分離 , 所以 C錯誤 ,D 正確?！菊`區(qū)警示】物體處于超重或失重狀態(tài)取決于加速度的方向 , 若加速度方向向上 , 則物體處于超重狀態(tài) ; 若加速度方向向下

4、, 則物體處于失重狀態(tài)。超重或失重跟物體運動的速度方向無關。3. (2014 北京高考 ) 伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設和邏輯推理相結(jié)合的科學方法 , 有力地促進了人類科學認識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗 : 小球從左側(cè)斜面上的 O 點由靜止釋放后沿斜面向下運動, 并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時 , 小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比 , 可以得到的最直接的結(jié)論是 ()A. 如果斜面光滑 , 小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B. 如果小球不受力 , 它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài)C.如果小球受到力的作用 , 它的運動狀態(tài)將發(fā)生改

5、變D.小球受到的力一定時 , 質(zhì)量越大 , 它的加速度越小【解析】選 A。從實驗可以得到 , 斜面的阻力越小 , 小球上升的位置越高, 如果不受阻力 , 就會上升到相等的高度 , 其他選項都不是由實驗直接得到的 ,A 正確 ,B 、C、D錯誤?！菊`區(qū)警示】解答本題一定要緊密聯(lián)系本題的實驗情景 : 控制小球質(zhì)量一定 , 研究小球上升高度與所受阻力的關系 ; 跟力與運動的關系沒有直接聯(lián)系。4.(2014 四川高考 ) 如圖所示 , 水平傳送帶以速度v1 勻速運動 , 小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連 ,t=0 時刻 P 在傳送帶左端具有速度 v2,P 與定滑輪間的繩水平 ,t=t 0

6、時刻 P 離開傳送帶。不計定滑輪質(zhì)量和摩擦 , 繩足夠長。正確描述小物體 P 速度隨時間變化的圖像可能是 ()【解題指南】解答本題應從以下兩點進行分析:(1) 物體 P 相對于傳送帶的相對運動方向;(2) 由物體 P 受到的合外力與速度的方向關系判斷 P 加速還是減速?！窘馕觥窟x B、C。當 v1v2 時,P 相對于傳送帶向左滑動 , 受到的滑動摩擦力向右 , 當 Ff FT 時, 合外力向右 ,P 向右做加速運動 , 當達到與傳送帶速度一樣時 , 一起做勻速運動 , 受力分析如圖甲 , 則 B 正確 ; 當Ff FT 時, 一直減速直到減為零 , 再反向加速 , 當 v1v2 時,P 相對于

7、傳送帶向右滑動 , 受力分析如圖乙 ,P 向右做減速運動 , 當 P 的速度與傳送帶速度相等時 , 若 Ff FT,P 又相對于傳送帶向左滑動 , 相對地面向右減速, 受力分析如圖甲 , 加速度減小 , 則 C 正確 ; 當 Ff =FT 時勻速運動 ,A 、D錯誤。5.(2014 山東高考 ) 一質(zhì)點在外力作用下做直線運動, 其速度 v 隨時間 t 變化的圖像如圖。在圖中標出的時刻中 , 質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向相同的有()A.t 1B.t 2C.t 3D.t 4【解析】選 A、C。合外力與速度方向相同說明質(zhì)點做加速運動, 在圖像中表示質(zhì)點正在做加速運動的時刻有 t 1 和 t 3 時

8、刻 , 做減速運動的時刻為 t 2 和 t 4 時刻 , 故選項 A、C 正確 ,B 、D錯誤?！菊`區(qū)警示】本題容易把質(zhì)點在 t 3 時刻的運動當作減速運動 , 在 t 4 時刻的運動當作加速運動 , 從而造成錯選 ; 其原因是圖像中的“ - ”不表示速度的大小 , 僅表示質(zhì)點的運動方向與正方向相反。6.(2014 重慶高考 ) 以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時 , 一個物體所受空氣阻力可忽略 , 另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比 , 下列用虛線和實線描述兩物體運動的v-t圖像可能正確的是 ()【解析】選 D。豎直上拋運動不受空氣阻力 , 向上做勻減速直線運動至最高點再

9、向下做自由落體運動 ,v-t 圖像為傾斜向下的直線 , 四個選項均正確表示 ; 考慮阻力 f=kv 的上拋運動 , 上升中 a上 = mg kv , 隨著 vm減小 ,a上 減小 , 對應 v-t 圖像的 斜率 減小 , 選項 A 錯誤 ; 下降中, a下mg kv , 隨著 v 增大 ,a 下繼續(xù)減小 , 而在最高點時 v=0,a=g, 對m應 v-t 圖與 t 軸的交點 , 其斜率應該等于 g, 即過 t 軸交點的切線應該與豎直上拋運動的直線平行 , 只有 D選項滿足 , 故選 D。【誤區(qū)警示】本題容易忽略兩個物體在最高點的運動分析 , 誤認為正確答案為 B、C、D。事實上兩個物體在最高點

10、時 , 均只受重力 , 故加速度均為 g, 即過與 t 軸交點的切線斜率相等。7.(2014 江蘇高考 ) 如圖所示 ,A 、B 兩物塊的質(zhì)量分別為 2m和 m,靜止疊放在水平地面上。 A、B 間的動摩擦因數(shù)為 ,B 與地面間的動摩擦因數(shù)為 1 。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力, 重力加速度為 g?，F(xiàn)對2A施加一水平拉力F, 則()A. 當 F3mg時,A 相對 B 滑動D.無論 F 為何值 ,B 的加速度不會超過 錯誤！未找到引用源。g【解題指南】板塊模型的解題思路是抓住臨界狀態(tài), 如本題中假設 A、B 之間摩擦力為最大靜摩擦力, 計算 A、B 整體對應的拉力和加速度,若物塊實際的拉力和加速度大

11、于臨界的拉力和加速度, 則 A、B 物塊發(fā)生相對運動。【解析】選 B、C、D。A、B 之間的最大靜摩擦力為2mg,B 物塊與地面間的最大靜摩擦力為3mg , 當 3 mgF3mg ,A二、非選擇題1.(2014 上海高考 ) 牛頓第一定律表明 , 力是物體發(fā)生變化的原因 ; 該定律引出的一個重要概念是?！窘忸}指南】解答本題注意以下兩點:(1) 力不是維持物體運動的原因 , 而是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因 ;(2) 慣性是物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)?！窘馕觥颗ｎD第一定律表明 , 力不是維持物體運動的原因 , 而是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因 ; 物體具有保持原來勻速直線運動狀

12、態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì) , 叫作慣性 , 因此牛頓第一定律又叫慣性定律。答案 : 運動狀態(tài) 慣性2.(2014 山東高考 ) 研究表明 , 一般人的剎車反應時間 ( 即圖甲中 “反應過程”所用時間 )t 0 =0.4s, 但飲酒會導致反應時間延長。在某次試驗中 , 志愿者少量飲酒后駕車以 v0 =72km/h 的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛 , 從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止 , 行駛距離 L=39m。減速過程中汽車位移 s 與速度 v 的關系曲線如圖乙所示 , 此過程可視為勻變速直線運動。取重力加速度的大小g=10m/s2。求 :(1) 減速過程汽車加速度的大小及所用時間;(2) 飲酒使志愿者的反應時

13、間比一般人增加了多少 ;(3) 減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值?！窘馕觥?1) 設減速過程中汽車加速度的大小為a, 所用時間為 t, 由題圖可得 v0=72km/h=20m/s,末速度 v=0, 位移 s=25m,由運動學公式得v022asv0ta聯(lián)立以上兩式 , 代入數(shù)據(jù)得a=8m/s2t=2.5s(2) 設志愿者反應時間為 t , 反應時間的增加量為 t, 由運動學公式得:L=v0t +st=t -t 0聯(lián)立以上兩式 , 代入數(shù)據(jù)得t=0.3s(3) 設志愿者所受合外力的大小為 F, 汽車對志愿者作用力的大小為 F0,志愿者的質(zhì)量為m,由牛頓第二定律得 :F=ma由

14、平行四邊形定則得 : F0F 2( mg) 2代入相關數(shù)據(jù)解得:F041mg5答案 :(1)8m/s22.5s (2)0.3s(3) 錯誤！未找到引用源。415【誤區(qū)警示】(1) 本題學生分析圖乙時 , 不能正確地讀出剎車初速度和剎車位移 , 其原因是在圖像中剎車速度應從右向左逐漸減小, 而剎車位移則從下到上逐漸增大。(2) 本題易將汽車對志愿者的作用力誤當作志愿者受到的水平作用力ma,原因是沒有對志愿者進行正確的受力分析。3.(2014 新課標全國卷 ) 公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離。當前車突然停止時 , 后車司機可以采取剎車措施 , 使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰。通

15、常情況下 , 人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為 1s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以 108 km/h 的速度勻速行駛時 , 安全距離為 120 m。設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的錯誤！未找到引用源。2 , 若要求安全5距離仍為 120 m, 求汽車在雨天安全行駛的最大速度?！窘馕觥吭O瀝青路面干燥時, 汽車與瀝青路面的動摩擦因數(shù)為 0, 剎車時汽車的加速度大小為a0, 安全距離為s, 反應時間為t 0, 由牛頓第二定律和運動學公式得0mg=ma02sv0t 0v0 式中 ,m 和 v0 分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度。設在雨天行駛時, 汽車與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為,

16、依題意有250設在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a, 安全行駛的最大速度為v, 由牛頓第二定律和運動學公式得 mg=ma s vt 0 v2 2a聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得v=20m/s(72km/h)答案 :20m/s(72 km/h)【誤區(qū)警示】在反應時間內(nèi) , 汽車仍然按照原來的速度勻速運動, 因此 ,反應時間不是汽車減速運動的時間。4.(2014 上海高考 ) 如圖 , 水平地面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為的固定斜面 , 斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球。靜止時 , 箱子頂部與球接觸但無壓力。箱子由靜止開始向右做勻加速運動, 然后改做加速度大小為 a 的勻減速運動直至靜止 , 經(jīng)過的總路程為 s, 運動過程中的最大速度為 v。(1) 求箱子加速階段的加速度大小 a。(2) 若 agtan , 求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力。【解題指南】解答本題注意以下兩點 :(1) 利用勻變速直線運動公式求箱子加速階段的加速度a;(2) 先判斷球受箱子作用力的情況 , 再列方程求解。【解析】 (1) 由勻變速直線運動公式有 :v