公用近八年高考物理高校自主招生試題精選分類解析專題02牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律一. 選擇題1.（2011復(fù)旦大學(xué)）物體從具有共同底邊、但傾角不同的若干光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始自由滑下，當(dāng)傾角為 時(shí)，物體滑至底端所需的時(shí)間最短。a30度 b45度 c60度 d75度【參考答案】：b2.（2011復(fù)旦大學(xué)）在桌子上有一質(zhì)量為m1的雜志，雜志上有一質(zhì)量為m2的書。雜志和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，雜志和書之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，欲將雜志從書下抽出，則至少需要用 的力。a(1+2)( m1+ m2)gb1 ( m1+ m2)g+2m2gc(1+2) m2gd(1 m1+2 m2)g【參考答案】：a【名師解析】：解析：設(shè)雜志的加速度為a1，書的加速度為a2，對(duì)書，由牛頓第二

2、定律，2m2g= m2a2，對(duì)雜志，由牛頓第二定律，f-2m2g-1(m1+ m2)g= m1a1，要想把雜志抽出去，必須滿足：a1> a2.即：f=2m2g-1(m1+ m2)g+m1a1>2m2g-1(m1+ m2)g+2m1g。解得：f>(1+2)( m1+ m2)g，選項(xiàng)a正確。3.（2011復(fù)旦大學(xué)）一根輕繩跨過(guò)一輕定滑輪，質(zhì)量為m的人抓著輕繩的一端，輕繩另一端系了一個(gè)質(zhì)量為m/2的物體。已知重力加速度為g，若人相對(duì)于輕繩勻速向上爬時(shí)，物體上升的加速度為a1.5g bg/3 cg d g【參考答案】：b【名師解析】：解析：以物體為研究對(duì)象，設(shè)物體上升的加速度為a，輕

3、繩中拉力為f，由牛頓第二定律，f-mg=ma。以人為研究對(duì)象，人相對(duì)于輕繩勻速向上爬，說(shuō)明人和輕繩具有相同的加速度，由牛頓第二定律，mg-f=ma，聯(lián)立解得：a= g/3，選項(xiàng)b正確。4、（2011年卓越自主招生）如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為m的物塊a，左側(cè)與一個(gè)固定在墻上的彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k；物塊a上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊b，a、b之間的最大靜摩擦力為f0?，F(xiàn)用一水平力緩慢向左推動(dòng)物塊a，使彈簧壓縮。若在撤去此力后物塊a與b間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，彈簧壓縮的最大距離為（ ）af0 bf0 cf0 df0 【參考答案】：b5、（2010復(fù)旦自主招生）一質(zhì)量可忽略的滑輪掛在彈簧秤下，質(zhì)量為m1

4、=5kg和m2=1kg的兩重物分別拴在跨過(guò)滑輪的細(xì)繩子端，并由于重力作用而做加速運(yùn)動(dòng)。在重物運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧秤的讀數(shù)_。a小于6kgb等于6kgc大于6kgd指針在6kg刻度上下擺動(dòng)【參考答案】：a6（2010清華五校）在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m、傾角為的光滑斜面，其上有一質(zhì)量為m的物塊，如圖所示。物塊在下滑的過(guò)程中對(duì)斜面壓力的大小為 （ ）a. b. c. d. 【參考答案】：c【名師解析】：解析：設(shè)物塊對(duì)斜面的壓力為n，物塊m相對(duì)斜面的加速度為a1，斜面的加速度為a2，方向向左；則物塊m相對(duì)地面的加速度為ax=a1cos a2，ay=a1sin，由牛頓第二定律得：mmnnmga2a1對(duì)m

5、有 對(duì)m有 聯(lián)立解得： 選項(xiàng)c正確。7.（2010復(fù)旦大學(xué)）與水平面成角的光滑斜面的底端靜置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從某時(shí)刻開(kāi)始由一個(gè)沿斜面方向向上的恒力f作用在物體上，使物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t撤去這個(gè)力，又經(jīng)過(guò)時(shí)間2t物體返回斜面的底部，則af與mgsin的比應(yīng)該為37bf與mgsin的比應(yīng)該為95cf與mgsin的比應(yīng)該為73df與mgsin的比應(yīng)該為59【參考答案】：b8（2009復(fù)旦）一物體靜止在光滑水平面上，先對(duì)物體施加一水平向右的恒力f1，經(jīng)過(guò)時(shí)間t秒后撤去f1,立即再對(duì)它施加一水平向左的恒力f2，又經(jīng)過(guò)時(shí)間t秒后物體回到出發(fā)點(diǎn)。在這一過(guò)程中，力f1和與f2的大小關(guān)系是_。

6、af2=fl bf2=2f1 cf2=3f1 df2=5f1【參考答案】：c【名師解析】：解析：由x=t2，v=t，-x=vt-t2，聯(lián)立解得：f2=3f1，選項(xiàng)c正確。二填空題和實(shí)驗(yàn)題1.(12分)高中階段處理滑塊斜面類問(wèn)題時(shí)通常會(huì)忽略滑塊受到的空氣阻力,這時(shí)把滑塊看成了一個(gè)質(zhì)點(diǎn),但當(dāng)滑塊體積相對(duì)較大時(shí),空氣阻力就不能忽略不計(jì)了。如圖甲所示,在傾角為 的長(zhǎng)斜面上有一木箱質(zhì)量為m ,它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,木箱受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度成正比,即f=kv(k 為空氣阻力與速度的比例系數(shù)),則:(1)木箱下滑的加速度的表達(dá)式為 . (2)木箱下滑的最大速度的表達(dá)式vmax= .(3)若m=

7、2kg,=37°,g 取10m/s2,木箱從靜止開(kāi)始沿斜面下滑的速度圖象如圖乙所示,圖中直線是t=0時(shí)刻速度圖象的切線,由此求出= 和k= .【參考答案】：.(1) a= (2) vmax= （3）=0.25 k=4n·s/m（每空 3 分）2.(14分)如圖甲,質(zhì)量為m 的滑塊a 放在氣墊導(dǎo)軌b 上,c 為位移傳感器,它能將滑塊a 到傳感器c 的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊a 的位移時(shí)間(st)圖象和速率時(shí)間(v t)圖象.整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h. (1)現(xiàn)給滑塊a 一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度,a 的v t 圖

8、線如圖乙所示.從圖線可得滑塊a 下滑時(shí)的加速度a= m/s2(保留1位有效數(shù)字),摩擦力對(duì)滑塊a 運(yùn)動(dòng)的影響 .(填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”)(2)此裝置還可用來(lái)測(cè)量重力加速度g.實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變h 的大小,測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度,然后作出a h 圖象(a 為縱軸,h 為橫軸),圖象中的圖線是一條傾斜的直線,為求出重力加速度g 需要從圖象中找出.a 圖線與a 軸截距a0; b 圖線與h 軸截距b0;c 圖線的斜率k; d 圖線與坐標(biāo)軸所夾面積s則重力加速度g= (用題中和選項(xiàng)中給出的字母表示).(3)將氣墊導(dǎo)軌換成滑板,滑塊a 換成滑塊a,給滑塊a一沿滑板向上的初速度,a的s t圖象如圖

9、丙,則其v-t 圖象是的 (填“對(duì)稱”或“不對(duì)稱”),原因是 .通過(guò)丙圖可求得滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)= .(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)【參考答案】(1) 6 不明顯， 可忽略 （2）c g= kl （3）不對(duì)稱 由于摩擦力的存在使得滑塊上滑過(guò)程和下滑過(guò)程的加速度大小不同，所以v-t 圖像斜率不同 0.27（0.26-0.28 均正確）（每空2 分）【名師解析】（1）從圖象可以看出，滑塊上滑和下滑過(guò)程中的加速度基本相等，所以摩擦力對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)影響不明顯，可以忽略根據(jù)加速度的定義式可以得出a = = 6 m/ s2-（ 2 ） 物體下滑做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重力的分力提供加速度，mg sin =ma，解

10、得 a = g sin= g h / l =h。所以對(duì)ah圖像來(lái)說(shuō)，測(cè)重力加速度需要測(cè)得斜率k，k =g/l，所以g= kl 。（3）由于摩擦力的存在使得滑塊上滑過(guò)程和下滑過(guò)程的加速度大小不同，所以v-t 圖像斜率不同，所以v-t 圖像不對(duì)稱從圖上可以讀出，滑塊上滑和下滑時(shí)發(fā)生位移大小約為x=0.84m-0.20m=0.64m。上滑時(shí)間約為t1= 0.4s，下滑時(shí)間約為t2= 0.6s，上滑時(shí)看做反向勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：x=a1t12，根據(jù)牛頓第二定律有mg sin+mg cos= ma1；下滑時(shí)，有：x=a2t22，根據(jù)牛頓第二定律有mg sin-mg cos= ma2；聯(lián)立解得：

11、 =0.27。三計(jì)算題1.(2014華約自主招生物理第1題)如圖所示的傳送帶裝置，與水平面的夾角為，且tan=3 /4 。 傳送帶的速度為v=4m/s，摩擦系數(shù)為=5 /4 ，將一個(gè)質(zhì)量m=4kg的小物塊輕輕的放置在裝置的底部，已知傳送帶裝置的底 部到頂部之間的距離l=20m。（本題重力加速度g=10m/s2） （1）求物塊從傳送帶底部運(yùn)動(dòng)到頂部的時(shí)間t； （2）求此過(guò)程中傳送帶對(duì)物塊所做的功。【點(diǎn)評(píng)】傳送帶是高考命題熱點(diǎn)之一，該題以傳送帶切入命題，意在考查受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功及其相關(guān)知識(shí)。2(12分) (2013年卓越大學(xué)聯(lián)盟)如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩物塊a、b，質(zhì)

12、量分別為m、2m，a放在一傾角為30°并固定在水平面上的光滑斜面上，一不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪，兩端分別與a、b相連接。托住b使兩物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)b距地面高度為h，輕繩剛好拉緊，a和滑輪間的輕繩與斜面平行?，F(xiàn)將b從靜止釋放，斜面足夠長(zhǎng)。重力加速度為g。求：(1)b落地前繩中張力的大小t；(2)整個(gè)過(guò)程中a沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離l。3.(14分)如圖所示,一細(xì)繩跨過(guò)裝在天花板上的滑輪,繩的一端吊一質(zhì)量為m的物體,另一端掛一載人梯子(梯子懸空),人質(zhì)量為m,開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),不計(jì)摩擦及滑輪與繩的質(zhì)量,則要使天花板受力為零,試描述人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(需指出加速度的大小與

13、方向)【名師解析】系統(tǒng)開(kāi)始處于平衡狀態(tài)，則梯子的質(zhì)量有g(shù) =(m m)g 。（3 分）要使天花板受力為零，應(yīng)使繩張力為零，物塊m 須自由下落，則梯子向上加速度為g，設(shè)人與梯間的相互作用力為f，人向下加速度為a ，則對(duì)梯子：f -(m-m)g= (m-m)g ，（3 分）故f= 2(m-m)g。（3 分）對(duì)人：f + mg= ma，（3 分）得：a= (2m /m-1)g 。（2分）故人相對(duì)于梯子應(yīng)以a= 2mg/ m的加速度向下運(yùn)動(dòng)，才能使天花板的受力為零。4（2012年北約）車輪是人類在搬運(yùn)東西的勞動(dòng)中逐漸發(fā)明的，其作用是使人們能用較小的力量搬運(yùn)很重的物體。假設(shè)勻質(zhì)圓盤代表車輪，其它物體取一

14、個(gè)正方形形狀。我們現(xiàn)在就比較在平面和斜面兩種情形下，為使它們運(yùn)動(dòng)（平動(dòng)、滾動(dòng)等）所需要的最小作用力。假設(shè)圓盤半徑為 b，正方形物體的每邊長(zhǎng)也為 b，它們的質(zhì)量都是m，它們與水平地面或斜面的摩擦因數(shù)都是，給定傾角為 的斜面。 （1）使圓盤在平面上運(yùn)動(dòng)幾乎不需要作用力。使正方形物體在平面上運(yùn)動(dòng)，需要的最小作用力f1是多少？（2）在斜面上使正方形物體向上運(yùn)動(dòng)所需要的最小作用力 f2是多少？ （3）在斜面上使圓盤向上運(yùn)動(dòng)所需要的最小作用力f3是多少？限定 f3沿斜面方向。 【點(diǎn)評(píng)】此題以車輪為切入點(diǎn)，意在考查共點(diǎn)力平衡條件、力矩平衡條件，力的分解、摩擦力及其相關(guān)知識(shí)。5、（2008北大）有兩個(gè)長(zhǎng)方體，

15、一大一小，底面積相等，高為h1、h2，密度為1、2，把它們疊在一起放在密度為0的液體中，小上大下，剛好沒(méi)過(guò)大的。若小下大上，開(kāi)始時(shí)，使液面剛好沒(méi)過(guò)小的。問(wèn)剛松開(kāi)的一瞬間，大的向何方向運(yùn)動(dòng)，加速度a是多少？(用h1、h2、g表示)【名師解析】：設(shè)長(zhǎng)方體底面積為s，小上大下，剛好沒(méi)過(guò)大的，所受浮力等于重力，即sh10g=s(h11+h22)g若小下大上，使液面剛好沒(méi)過(guò)小的，所受浮力為sh20g。剛松開(kāi)的一瞬間，大的向下運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，sh10g-sh20g= s(h11+h22)a解得加速度a=0g。6.(16分)為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn),一質(zhì)量為m=50kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過(guò)程中,體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的情況,并作出了如圖所示的圖象,已知t=0時(shí),電梯靜止不動(dòng),從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層.求:(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小;(2)該大樓的層高.7.(18分)2014年電視真人秀類節(jié)目風(fēng)靡全國(guó),某電視臺(tái)也策劃了一檔以家庭為單位的電視真人秀節(jié)目,其中的一期節(jié)目是在游樂(lè)園舉行家庭搬運(yùn)磚塊比賽活動(dòng).比賽規(guī)則是:如圖甲所示,向滑動(dòng)的長(zhǎng)木板上搬放磚塊,且每次只能將一塊磚無(wú)初速度(相對(duì)地面)地放到木板上,木板停止時(shí)立即停止搬放,以木板上磚塊