高考物理真題分類解析專題3牛頓運動定律

1、2013高考物理分類解析專題三、牛頓運動定律1（2013高考上海物理第6題）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)擺到最低點時答案：D解析：當秋千擺到最低點時吊繩中拉力最大，吊繩最容易斷裂，選項D正確。2. （2013全國新課標理綜II第14題）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.【答案】C【命題意圖】本題考查摩擦力、牛頓第二定律、圖象等基礎(chǔ)知識

2、點，意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識定量分析物理問題，解決問題的能力。【解題思路】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，選項C正確ABD錯誤?！久}分析】此題從最常見的情景出發(fā)命題，應(yīng)用最基礎(chǔ)的知識，使物理更貼近生活，貼近實際。3（2013高考浙江理綜第19題）如圖所示，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/s

3、2 。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答案：AD解析：熱氣球離開地面后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，選項A正確。加速上升過程中所受空氣阻力逐漸增大，選項B錯誤。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，選項C錯誤。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 -

4、4600N =230N，選項D正確。4（2013高考安徽理綜第14題）如圖所示，細線的一端系一質(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)【答案】A

5、【 解析】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Tcos- FN sin=maTsin- FNcos=mg聯(lián)立兩式解方程組，得T=m(gsin+ acos) ，F(xiàn)N= m(gcos- asin)，選項A正確；5.（15分）（2013高考山東理綜第22題）如圖所示，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

6、F與斜面的夾角多大時，拉力F最?。坷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。受力分析如圖所示。由牛頓第二定律得：Fcos-mgsin-Ff=ma， Fsin+FN-mgcos=0， 又Ff=FN。 聯(lián)立解得：F=。由數(shù)學知識得：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。6.（19分）（2013高考福

7、建理綜第21題）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，如圖甲，求繩中拉力的大?。?2)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1，設(shè)平衡時繩子拉力為T，有：2Tcos-mg=0，由圖可知，cos=。聯(lián)立解得：T=mg。（2）此時，對小鐵環(huán)受力分析如圖2，有：T sin=ma，T+T cos-mg=0

8、，由圖知，=60，代入上述二式聯(lián)立解得：a=g。如圖3，設(shè)外力F與水平方向成角，將桿和小鐵環(huán)當成一個整體，有Fcos=(M+m)aFsin-(M+m)g=0聯(lián)立解得：F=(M+m)g，tan=（或=60）7. （2013全國新課標理綜II第25題）（18分）一長木板在水平面上運動，在t=0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運動的速度-時間圖象如圖所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上，取重力加速度的大小g=10m/s2，求：（1）物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)。（2）從t=0時刻到

9、物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小。【命題意圖】 本題主要考查牛頓運動定律，勻變速直線運動規(guī)律、速度圖象、疊加體及其相關(guān)知識，意在考查考生靈活應(yīng)用相關(guān)知識解決問題的能力。解：（1）從t=0時開始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，次過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由圖可知，在t1=0.5s時，物塊和木板的速度相同，設(shè)t=0到t=t1時間間隔內(nèi)，物塊和木板的加速度分別為a1和a2，則a1= v1/ t1， a2=(v0- v1)/ t1，式中v0=5m/s，v1=1m/s分別為木板在t=0、t=t1時速度的大小。設(shè)物塊和木板的質(zhì)量為m，物塊和木板間、木板與地

10、面間的動摩擦因數(shù)分別為1、2，由牛頓第二定律得：1mg=ma1，(1+22)mg=ma2，聯(lián)立式解得：1=0.20，2=0.30.，（2）在t1時刻后，地面對木板的摩擦力阻礙木板運動。物塊與木板之間的摩擦力改變方向。設(shè)物塊與木板之間的摩擦力大小為f，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則由牛頓第二定律得：f=m a1，22mg-f=ma2。 假設(shè)f1mg，與假設(shè)矛盾，故f=1mg由式知，物塊加速度大小a1=a1.物塊的v-t圖象如圖中點劃線所示。由運動學公式可推知，物塊和木板相對于地面的運動距離分別為：s1=2，s2=t1+，物塊相對于木板位移的大小為s= s2- s1。聯(lián)立解得：s=1.

11、125m。20時時塊與【方法技巧】解答疊加體的運動要隔離物體受力分析，對某個物體應(yīng)用牛頓第二定律列出相關(guān)方程聯(lián)立解得。8（2013高考上海物理第31題）(12分)如圖，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

12、=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-at2=-g()2=-h。若在t時間內(nèi)滑塊已經(jīng)停下來，則：s=-L。9。(2013高考江蘇物理第14題)（16分）如圖所示，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）當紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大?。唬?）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.

13、1m，取g=10m/s2。 若砝碼移動的距離超過=0.002m，人眼就能感知。 為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？解析. (1)砝碼對紙板的摩擦力 桌面對紙板的摩擦力 解得 (2)設(shè)砝碼的加速度為,紙板的加速度為,則 發(fā)生相對運動 解得 (3)紙板抽出前,砝碼運動的距離 紙板運動的距離紙板抽出后，砝碼在桌面上運動的距離 由題意知 解得 代入數(shù)據(jù)得 F=22.4N。10. （2013高考天津理綜物理第10題）(16分）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的大小：(2）撤去力F后物