全國(guó)通用版2022年高考物理考點(diǎn)復(fù)習(xí)訓(xùn)練試題專題三牛頓運(yùn)動(dòng)定律

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(2)平衡摩擦力后再做實(shí)驗(yàn),是否要求小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量?(填“是”或“否”).

(3)已知交流電源的頻率為50Hz,某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖乙所示,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a=m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

2.[2020浙江7月選考,17(1),4分]做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),圖1甲是教材中的實(shí)驗(yàn)方案;圖1乙是拓展方案,其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:(i)掛上托盤(pán)和砝碼,改變木板的傾角,使質(zhì)量為M的小車(chē)拖著紙帶沿木板勻速下滑;(ii)取下托盤(pán)和砝碼,測(cè)出其總質(zhì)量為m,讓小車(chē)沿木板下滑,測(cè)出加速度a;(iii)改變砝碼質(zhì)量和木板傾角,多次測(cè)量,通過(guò)作圖可得到a-F的關(guān)系.甲乙圖1①實(shí)驗(yàn)獲得如圖2所示的紙帶,計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d、e、f間均有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,則在打d點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小vd=m/s(保留兩位有效數(shù)字);

圖2②需要滿足條件M?m的方案是(選填“甲”“乙”或“甲和乙”);在作a-F圖像時(shí),把mg作為F值的是(選填“甲”“乙”或“甲和乙”).

3.[2020安徽示范高中名校聯(lián)考,6分]為了測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,某小組使用DIS位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A由靜止釋放,位移傳感器可以測(cè)出木塊到傳感器的距離.位移傳感器連接計(jì)算機(jī),描繪出木塊相對(duì)傳感器的位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.圖甲圖乙(1)根據(jù)圖乙,計(jì)算0.4s時(shí)木塊的速度v=m/s,木塊的加速度a=m/s2.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(2)為了測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)μ,還需要測(cè)量的量是;得出μ的表達(dá)式為μ=(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭).

4.[7分]某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系.圖中長(zhǎng)木板的傾角可以調(diào)整,鉤碼和滑塊的質(zhì)量均可以改變(重力加速度大小為g).圖甲圖乙(1)探究加速度與力的關(guān)系.A.懸掛一質(zhì)量為m0的鉤碼,調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角,直至輕推質(zhì)量為M的滑塊后,紙帶上的點(diǎn)均勻分布,則滑塊沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng).B.保持長(zhǎng)木板的傾角不變,取下細(xì)繩和鉤碼,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,讓滑塊沿長(zhǎng)木板滑下,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖乙所示(已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為50Hz的交流電源).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下D點(diǎn)時(shí)滑塊的速度vD=m/s;滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a1=m/s2;滑塊下滑時(shí)所受合外力F1=.(計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)

C.保持滑塊的質(zhì)量不變,增加鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟A、B,多次實(shí)驗(yàn)得到加速度a1、a2、a3、…和合外力F1、F2、F3、…,以加速度a為縱軸,以合外力F為橫軸,作出的圖像是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,說(shuō)明.

(2)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.A.懸掛一質(zhì)量為m的鉤碼,調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角,直至輕推質(zhì)量為M的滑塊后,紙帶上的點(diǎn)均勻分布,則滑塊沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng);B.保持長(zhǎng)木板的傾角不變,取下細(xì)繩和鉤碼,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后讓滑塊沿長(zhǎng)木板滑下,求出滑塊的加速度;C.保持鉤碼的質(zhì)量不變,改變滑塊的質(zhì)量,;

D.再保持調(diào)整后長(zhǎng)木板的傾角不變,取下細(xì)繩和鉤碼,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后讓滑塊沿長(zhǎng)木板滑下,求出滑塊的加速度;多次實(shí)驗(yàn)得到加速度a1、a2、a3、…和滑塊的質(zhì)量M1、M2、M3、…;以加速度a為縱軸,以為橫軸,作出的圖像是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線.

一、選擇題(共10小題,60分)1.牛頓認(rèn)為一切物體都具有的“自然本性”是慣性.下列關(guān)于“慣性”和“運(yùn)動(dòng)”的說(shuō)法不符合牛頓觀點(diǎn)的是 ()A.作用在物體上的力,是使物體做“受迫運(yùn)動(dòng)”的原因B.一切物體的“自然運(yùn)動(dòng)”都是速度不變的運(yùn)動(dòng)C.豎直上拋的物體,因?yàn)橛袘T性,其速度只能連續(xù)變化,而不能突變D.靜止放在轉(zhuǎn)盤(pán)上的物體向轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣滑去,是由于物體受到向外的力大于轉(zhuǎn)盤(pán)給物體的摩擦力2.[生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境——新能源汽車(chē)]如圖所示為一同學(xué)在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)的一幅新能源汽車(chē)的漫畫(huà),有關(guān)這幅漫畫(huà),下列說(shuō)法正確的是 ()A.磁鐵對(duì)鐵塊的作用力大于鐵塊對(duì)磁鐵的作用力B.磁鐵對(duì)鐵塊的作用力大小等于鐵塊對(duì)磁鐵的作用力大小C.根據(jù)牛頓第二定律可知,這種設(shè)計(jì)能使汽車(chē)向前運(yùn)動(dòng)D.只要磁鐵的磁性足夠強(qiáng),汽車(chē)就可以一直運(yùn)動(dòng)下去3.[2018全國(guó)Ⅰ,15]如圖所示,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng).以x表示P離開(kāi)靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是 ()ABCD[2021廣東惠州高三第一次調(diào)研]一條不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)質(zhì)量可忽略不計(jì)的定滑輪,繩的一端系一質(zhì)量M=15kg的重物,重物靜止于地面上,有一質(zhì)量m=10kg的猴子,從繩子的另一端沿繩向上爬,如圖所示.不計(jì)滑輪與繩子間的摩擦,在重物不離開(kāi)地面的條件下,猴子向上爬的最大加速度為(g取10m/s2)(）A.25m/s2 B.15m/s2C.10m/s2 D.5m/s25.在光滑水平面上有一小車(chē)A,其質(zhì)量為M,小車(chē)上疊放一個(gè)物體B,其質(zhì)量為12M.如圖甲所示,給B一個(gè)水平推力F,當(dāng)F增大到某一值時(shí),A、B恰好出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng).如果如圖乙所示,對(duì)A施加一水平向右的推力F',當(dāng)F'增大到某一值時(shí),A、B也恰好出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng),則A、B恰好出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)F與F'的大小之比是 (A.1∶2 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶36.如圖所示,A、B兩球(可視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量均為m,固定在輕彈簧的兩端,分別用細(xì)繩懸于O點(diǎn),其中球A處在光滑豎直墻面和光滑水平地面的交界處.已知兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),OA沿豎直方向,O、A、B恰好構(gòu)成一個(gè)正三角形,重力加速度為g,則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.球A對(duì)豎直墻壁的壓力大小為12B.彈簧對(duì)球A的彈力大于對(duì)球B的彈力C.繩OB對(duì)B的拉力大小等于12D.球A對(duì)地面的壓力有可能為零7.[2021吉林長(zhǎng)春高三質(zhì)量監(jiān)測(cè),多選]如圖所示,一輛裝滿石塊的貨車(chē)沿水平路面以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng).貨箱中石塊B的質(zhì)量為m,重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是 ()A.貨車(chē)速度增加得越來(lái)越快B.貨車(chē)在相鄰的兩個(gè)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差為aT2C.與B接觸的物體對(duì)B的作用力大小為maD.與B接觸的物體對(duì)B的作用力方向水平向右8.[生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境][多選]讓人能夠從物理的視角看世界是學(xué)習(xí)物理的重要目標(biāo)之一.下面四張圖片展現(xiàn)了生活中常見(jiàn)的情境,其中圖甲是自行車(chē)無(wú)動(dòng)力沿著斜坡沖下,圖乙是自行車(chē)靠慣性沖上斜坡,圖丙是“托球”動(dòng)作中乒乓球與球拍一起相對(duì)靜止水平向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程(虛線表示水平方向),圖丁是在球架上用豎直擋板卡住靜止的與圖丙相同的乒乓球,各圖中的θ角均相等,忽略空氣阻力和一切摩擦,對(duì)四個(gè)情境的物理規(guī)律分析正確的是 ()A.圖甲和圖乙中自行車(chē)的加速度一定相同B.圖甲的自行車(chē)和圖丙中的乒乓球加速度可能相等C.圖丙中球拍和乒乓球可能一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.圖丙的球拍和圖丁的斜面產(chǎn)生的彈力一定相等9.[多選]如圖甲所示,傾角為θ的傳送帶始終以恒定速率v2逆時(shí)針運(yùn)行,t=0時(shí)初速度大小為v1(v1>v2)的小物塊從傳送帶的底端滑上傳送帶,其速度隨時(shí)間變化的v-t圖像如圖乙所示,則 ()A.0~t3時(shí)間內(nèi),小物塊所受的摩擦力始終不變B.小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足μ<tanθC.t2時(shí)刻,小物塊離傳送帶底端的距離達(dá)到最大D.小物塊返回傳送帶底端時(shí)的速率小于v110.[2021河南名校第一次聯(lián)考,多選]某興趣小組用小球研究物體下落的運(yùn)動(dòng),在小球頂端固定一個(gè)壓縮的微型降落傘,可用遙控開(kāi)關(guān)將降落傘打開(kāi).將小球從樓頂自由釋放,下落一段時(shí)間后,降落傘打開(kāi)(傘打開(kāi)所用時(shí)間可忽略不計(jì)).傘打開(kāi)前可認(rèn)為小球不受阻力作用,打開(kāi)傘后小球受阻力作用,最后小球勻速下落.用t表示小球下落的時(shí)間,a表示小球下落的加速度,v表示小球下落的速度,F表示小球受到的合外力,f表示小球下落過(guò)程中所受的阻力.在整個(gè)下落過(guò)程中,下列圖像可能符合事實(shí)的是()ABCD二、非選擇題(共5小題,56分)11.[2020北京,15,9分]在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,做如下探究:(1)為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系,可利用圖1所示裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn).兩小車(chē)放在水平板上,前端通過(guò)鉤碼牽引,后端各系一條細(xì)線,用板擦把兩條細(xì)線按在桌上,使小車(chē)靜止.抬起板擦,小車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后按下板擦,小車(chē)同時(shí)停下.對(duì)比兩小車(chē)的位移,可知加速度與質(zhì)量大致成反比.關(guān)于實(shí)驗(yàn)條件,下列正確的是:(選填選項(xiàng)前的字母).

A.小車(chē)質(zhì)量相同,鉤碼質(zhì)量不同B.小車(chē)質(zhì)量不同,鉤碼質(zhì)量相同C.小車(chē)質(zhì)量不同,鉤碼質(zhì)量不同圖1(2)某同學(xué)為了定量驗(yàn)證(1)中得到的初步關(guān)系,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量M的7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),如下表所示.在圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點(diǎn),請(qǐng)將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上,并作出a-1M圖像次數(shù)1234567a/(m·s-2)0.620.560.480.400.320.240.15M/kg0.250.290.330.400.500.711.00圖2(3)在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)之前,需要思考如何測(cè)“力”.請(qǐng)?jiān)趫D3中畫(huà)出小車(chē)受力的示意圖.為了簡(jiǎn)化“力”的測(cè)量,下列說(shuō)法正確的是:(選填選項(xiàng)前的字母).

圖3A.使小車(chē)沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng),小車(chē)受力可等效為只受繩的拉力B.若斜面傾角過(guò)大,小車(chē)所受合力將小于繩的拉力C.無(wú)論小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度多大,砂和桶的重力都等于繩的拉力D.讓小車(chē)的運(yùn)動(dòng)趨近于勻速運(yùn)動(dòng),砂和桶的重力才近似等于繩的拉力12.[創(chuàng)新題——測(cè)定A4紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)][9分]某同學(xué)想要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定A4紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù),所用的器材有:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、用A4紙做成的紙帶、電源、兩塊表面平整的鐵塊(質(zhì)量已知)、帶定滑輪的木板、鉤碼(未標(biāo)明質(zhì)量)、細(xì)繩、小車(chē)(質(zhì)量已知)、A4紙(多張)等.實(shí)驗(yàn)步驟如下:①如圖甲所示,用兩張A4紙分別將兩鐵塊包好,使A4紙與鐵塊緊密貼在一起(鐵塊側(cè)面用透明膠粘好),然后安裝好實(shí)驗(yàn)器材(如圖乙所示),帶定滑輪的木板水平放置,細(xì)繩與紙帶水平,將兩鐵塊固定(左右側(cè)分別有立柱);②第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶不放在兩鐵塊之間,掛上適當(dāng)?shù)你^碼,然后靜止釋放小車(chē),根據(jù)鉤碼落地后打出的紙帶,算出小車(chē)的加速度大小為1.00m/s2;③第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)將穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶平放于兩鐵塊之間(紙帶寬度等于鐵塊寬度),鉤碼落地后,打出的一條紙帶(紙帶足夠長(zhǎng))如圖丙所示,紙帶上已標(biāo)出了計(jì)數(shù)點(diǎn)O、A、B、C、D、E、F七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)及其他各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s.(1)根據(jù)圖丙可知,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)E時(shí)紙帶的速度為vE=m/s;紙帶的加速度大小為a=m/s2.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(2)本實(shí)驗(yàn)中(選填“需要”或“不需要”)測(cè)量出鉤碼的質(zhì)量.

(3)已知小車(chē)的質(zhì)量為M=2.00kg、每塊鐵塊的質(zhì)量均為m0=0.50kg,取g=10m/s2,根據(jù)以上可知A4紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

13.[新角度——航空航天+牛頓運(yùn)動(dòng)定律][12分]2020年11月24日,我國(guó)在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng),用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器,開(kāi)啟了我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅.假設(shè)在發(fā)射火箭過(guò)程中,首先由火箭助推器提供推力,使火箭上升到離地面30km的高空,速度達(dá)到1.2km/s,然后助推器脫落并向上做減速運(yùn)動(dòng),最后落回地面被回收.火箭助推器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受地球引力可視為恒力,大小等于其在地球表面時(shí)所受的重力,助推器脫落后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,受到的阻力大小恒為助推器重力的15,g=10m/s2(1)助推器能上升到距離地面的最大高度;(2)助推器落到地面前瞬間的速度大小和助推器從脫落到落回地面經(jīng)歷的時(shí)間.14.[生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境——滑雪][12分]滑雪是冬季常見(jiàn)的體育運(yùn)動(dòng).如圖所示,一滑雪運(yùn)動(dòng)員與裝備總質(zhì)量為75kg,從傾角為30°的山坡頂端由靜止向下滑行,未借助滑雪杖10s內(nèi)向下滑行了100m.若該運(yùn)動(dòng)員在開(kāi)始向下滑行時(shí)借助滑雪杖的作用,則其每次借助滑雪杖時(shí)都能獲得150N的沿山坡向下的推力,每次滑雪杖作用的時(shí)間為1s,間隔時(shí)間為2s,重力加速度g=10m/s2,運(yùn)動(dòng)員滑行過(guò)程中受到的阻力不變.求:(1)未借助滑雪杖,運(yùn)動(dòng)員滑行過(guò)程中受到的阻力大小;(2)運(yùn)動(dòng)員在滑雪杖第二次作用結(jié)束時(shí)滑行的距離.15.[14分]如圖所示,一平板小車(chē)C靜止在粗糙的水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊A和B的質(zhì)量分別為2m、m,平板小車(chē)的質(zhì)量為3m.現(xiàn)讓小滑塊A和B分別以6v0和v0的初速度同時(shí)從平板小車(chē)C的兩端相向水平運(yùn)動(dòng).已知小滑塊A和B與平板小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,平板小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到水平面的阻力等于平板小車(chē)對(duì)水平面的壓力的μ6(1)為使小滑塊A和B不相碰,平板小車(chē)的長(zhǎng)度至少是多少?(2)求A、B不相碰的情況下最終小滑塊B通過(guò)的路程.答案專題三牛頓運(yùn)動(dòng)定律考點(diǎn)1牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解與應(yīng)用1.Dx-t圖線的斜率表示速度,結(jié)合題圖可知,在0~t1時(shí)間內(nèi)速度不斷增加,即乘客的加速度方向向上,根據(jù)牛頓第二定律得FN-mg=ma,解得FN=mg+ma,則FN>mg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t1~t2時(shí)間內(nèi),x-t圖線的斜率保持不變,所以速度不變,即乘客勻速上升,則FN=mg,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在t2~t3時(shí)間內(nèi),x-t圖線的斜率變小,所以速度減小,即乘客減速上升,加速度方向向下,根據(jù)牛頓第二定律得mg-FN=ma,解得FN=mg-ma,則FN<mg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.2.D解法一由題意分析可知,當(dāng)木塊間的摩擦力達(dá)到fmax時(shí),拉力F達(dá)到最大.將四個(gè)木塊看作整體,由牛頓第二定律得F+6mgsin30°=6ma,將兩個(gè)小木塊及斜面上靠右的大木塊看作整體,有fmax+4mgsin30°=4ma,以上聯(lián)立解得此時(shí)F=32fmax,選項(xiàng)D正確解法二由題意分析可知,當(dāng)木塊間的摩擦力達(dá)到fmax時(shí),拉力F達(dá)到最大.將兩個(gè)小木塊及上面的大木塊看作整體,利用力的質(zhì)量分配定則有fmax=4m2m+4mF,解得此時(shí)F=3.C如圖所示,c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn)用時(shí)tc滿足R=12gtc2,得tc=2Rg.AM與水平面的夾角θ=45°,o球的加速度大小ao=mgsinθm=gsinθ,o球下滑到M點(diǎn)用時(shí)to滿足2Rsinθ=12aoto2,解得to=4Rg>tc.AM、BM在水平面上的投影長(zhǎng)度相等,且L=2Rsinθcosθ,BM的傾角α=60°,則b球由B點(diǎn)下滑到M點(diǎn)用時(shí)tb滿足Lcosα=124.D在F由零逐漸增加的過(guò)程中,A所受摩擦力方向可能沿斜面向上,可能沿斜面向下,還有可能為零,A錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體,地面對(duì)B的支持力FN=(M+m)g,與力F大小無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體,由水平方向受力平衡可知,地面對(duì)B的摩擦力等于F,并隨F的增大而增大,則B對(duì)地面的摩擦力也隨F的增大而增大,C錯(cuò)誤;當(dāng)F=mgtanθ時(shí),A與B間的摩擦力為零,A、B處于A與B間的摩擦力方向改變的臨界狀態(tài),D正確.5.ABA、B兩物塊在水平面上滑動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可知,對(duì)整體有F-μ(m+M)g=(m+M)a1,對(duì)物塊A有T1-μmg=ma1,聯(lián)立得T1=mm+MF.A、B兩物塊在斜面上滑動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可知,對(duì)整體有F-(m+M)gsinθ=(m+M)a2,對(duì)物塊A有T2-mgsinθ=ma2,聯(lián)立得T2=mm+MF.因?yàn)門(mén)1=T2,所以x1=x2,彈簧的伸長(zhǎng)量關(guān)系與m和M的大小、μ和sinθ的大小均無(wú)關(guān),恒有x考點(diǎn)2動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題1.C物體靜止時(shí),所受合力為零,設(shè)彈簧形變量為x0,斜面傾角為θ,彈簧勁度系數(shù)為k,有mgsinθ=kx0,設(shè)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a,脫離彈簧前,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,物體運(yùn)動(dòng)的位移x=12at2,此時(shí)彈簧的形變量為x0-x,根據(jù)牛頓第二定律有F+kx0-x-mgsinθ=ma,聯(lián)立解得F=ma+ka2.CD在0~2s內(nèi),由圖像得xt=-32t+6,即x=6t-12×3t2,與x=v0t+12a1t2比較得v0=6m/s,a1=-3m/s2,即1s末物塊的加速度大小為3m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;2s末,速度v2=v0+a1t2=0,向右運(yùn)動(dòng)的位移為6m,在2~6s內(nèi),分析可知物塊向左運(yùn)動(dòng)的位移大小為12m,即-12m=12a2t32,解得a2=-1.5m/s2,物塊水平向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),6s末物塊的速度大小v6=1.5×4m/s=6m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第二定律知在2~6s內(nèi),有-F+μmg=ma2,在0~2s內(nèi)有-F-μmg=ma1,解得μ=0.3.BCD由圖示分析可知,木塊沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a1=k12=12×0-1005m/s2=-10m/s2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=v-v0a=0-10-10s=1s<5s,故A錯(cuò)誤;由A中分析可知,在0~1s內(nèi)木塊向上做勻減速運(yùn)動(dòng),1s后木塊反向做勻加速運(yùn)動(dòng),則在t=1s時(shí)摩擦力反向,故B正確;由圖示分析可知,木塊反向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a2=k22=12×3213-5m/s2=2m/s2,對(duì)木塊,由牛頓第二定律有-mgsinθ-μmgcosθ=ma1,mgsinθ-μmgcosθ=maAC根據(jù)A與B間摩擦力f隨外力F的變化關(guān)系可知:第一階段,F≤3N,此時(shí)的摩擦力f與外力相等,說(shuō)明A、B都靜止,且B與地面間的滑動(dòng)摩擦力為3N;第二階段,3N<F≤12N,A、B之間的摩擦力隨拉力F的增大而增大,但大于B與地面之間的滑動(dòng)摩擦力3N,則A、B保持相對(duì)靜止,一起做勻加速運(yùn)動(dòng);第三階段,F>12N,此時(shí)A、B間的摩擦力達(dá)到最大值,不再隨外力的變化而變化,則A、B間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),故A與B間滑動(dòng)摩擦力為6N.設(shè)A、B的質(zhì)量分別為m1、m2,則有μ1m1g=6N,μ2(m1+m2)g=3N,聯(lián)立解得m1=1kg,m2=0.5kg,故A正確.第三階段,由題圖乙可知,A、B剛發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),拉力F=12N,又F=3t(N),則A、B剛發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),t=4s>1s,故B錯(cuò)誤.當(dāng)t=3s時(shí),F=F1=9N<12N,但大于3N,A、B相對(duì)靜止并一起做勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)A、B組成的系統(tǒng)有F1-μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a1,代入數(shù)據(jù)可得a1=4m/s2,故C正確.B的最大加速度a2滿足μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2,代入數(shù)據(jù)可得a2=6m/s2,故D錯(cuò)誤.5.BD開(kāi)始下落時(shí),鐵球和塑料球速度均為0,阻力為0,此時(shí)加速度都為g,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;下落到速度達(dá)到最大值時(shí),根據(jù)mg=kvm,又鐵球質(zhì)量較大,知鐵球?qū)?yīng)的vm值較大,選項(xiàng)B正確;設(shè)鐵球的密度為無(wú)窮大,有a=g-fm,則鐵球的加速度始終為g,空心塑料球的加速度小于g,故兩球從開(kāi)始下落至下落相同的高度,鐵球所用時(shí)間較短,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;仍假設(shè)鐵球的密度為無(wú)窮大,則鐵球?qū)?yīng)的vm也無(wú)窮大,鐵球從開(kāi)始下落至速度達(dá)到其對(duì)應(yīng)的vm時(shí)的位移也較大,選項(xiàng)D正確6.ACD由x-t圖像可知,物塊的速度先減小到零,再反向增大,最后勻速運(yùn)動(dòng)回到初始位置,可判斷傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),A正確,B錯(cuò)誤;由3.0~4.5s內(nèi)的圖像可知,傳送帶的速度v=ΔxΔt=-34.5-3m/s=-2m/s,C正確;因2s末物塊的速度減為零,位移為4m,由x=12at2知a=2m/s2,則根據(jù)a=μg可知,小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ7.C實(shí)驗(yàn)中物塊處于平衡狀態(tài)即可,沒(méi)有必要讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于物塊處于平衡狀態(tài),故其水平方向上受的拉力(傳感器的示數(shù))等于摩擦力,但不能說(shuō)拉力(傳感器的示數(shù))就是摩擦力,兩力屬于平衡力的關(guān)系,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖乙可以看出,最大靜摩擦力約為10N,滑動(dòng)摩擦力約為7N,兩者之比約為10:7,選項(xiàng)C正確;由于不知道物塊的重力,也就不知道正壓力,因此只用題圖乙的數(shù)據(jù)無(wú)法求出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.8.(1)0.5m/s2(2)10.246N方向豎直向上解法一(1)設(shè)勻減速階段的時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有vmax2×4s+vmax×22s+vmax其中vmax=1m/s,解得t=2s(1分)故勻減速階段的加速度大小為a=vmaxt=0.5m/s2(2)根據(jù)牛頓第二定律可知加速階段有F1-mg-f=ma0(2分)其中f=0.02mg,又a0=vmaxt0=0.代入數(shù)據(jù)解得勻加速階段無(wú)人機(jī)對(duì)物品的作用力F1=10.246N(1分)方向豎直向上(1分).解法二(1)作出無(wú)人機(jī)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v-t圖像,如圖所示,由v-t圖線與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示位移可知25m=12×(22s+t總)×解得t總=28s(3分)故無(wú)人機(jī)勻減速過(guò)程的加速度大小a=1m/st總-26s(2)對(duì)無(wú)人機(jī)的勻加速過(guò)程,由動(dòng)量定理有(F-mg-150mg)t1=mvmax代入數(shù)據(jù)解得無(wú)人機(jī)對(duì)物品的作用力F=10.246N,方向豎直向上(2分).考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1.(1)刻度尺(2分)(2)否(2分)(3)0.90(2分)解析:(1)由于要處理紙帶數(shù)據(jù),需要利用刻度尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,所以還需要的器材是刻度尺.(2)由于繩子一端連接有能夠測(cè)繩子拉力的力傳感器,所以不需要小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量.(3)題圖乙中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t=5T=5f=0.10s,根據(jù)Δx=at2,可求得小車(chē)的加速度a=0.90m/s22.①0.18~0.19(2分)②甲(1分)甲和乙(1分)解析:①相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=5×0.02s=0.10s,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,可得打d點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小vd=ce2T=36.10-32.402×0.10×10②題圖1甲對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案是把托盤(pán)和砝碼的重力視為小車(chē)受到的拉力,需要滿足條件M?m;題圖1乙對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案是掛上托盤(pán)和砝碼,使小車(chē)勻速向下運(yùn)動(dòng),受力平衡,去掉托盤(pán)和砝碼,小車(chē)所受的合外力F等于托盤(pán)和砝碼的重力mg.所以需要滿足條件M?m的方案是甲.在作a-F圖像時(shí),把mg作為F值的是甲和乙.3.(1)0.40(1分)1.0(1分)(2)木板與水平面的夾角θ(2分)gsin解析:(1)根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得:木塊0.4s末的速度為v=0.30-0.140.4m/s=0.40m/s;0.2s末的速度為v'=0.32-0.240.4m/s=0.20m/s.所以木塊的加速度a=ΔvΔt=(2)選取木塊為研究對(duì)象,由牛頓第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得μ=gsinθ-4.(1)1.7(1分)3.9(2分)m0g(1分)滑塊的加速度與合外力成正比(1分)(2)重新調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角,使滑塊重新勻速下滑(1分)1M解析:(1)計(jì)數(shù)周期T=0.04s,vD=CE2T=7.07+6.450.08×10-2m/s=1.7m/s;根據(jù)逐差法可得a1=CE-AC(2T)23.9m/s2;因?yàn)閙0g=Mgsinθ-f,所以滑塊受到的合外力F1=Mgsinθ-f=m0g.(2)要保持合外力不變,所以重新調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角,使滑塊重新勻速下滑.因?yàn)閍=FM,所以應(yīng)以1M1.D根據(jù)牛頓第一定律可知,一切物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),作用在物體上的力,是物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,即“受迫運(yùn)動(dòng)”的原因,說(shuō)法A符合牛頓的觀點(diǎn);牛頓認(rèn)為一切物體都具有的“自然本性”是慣性,一切物體的“自然運(yùn)動(dòng)”都是速度不變的運(yùn)動(dòng),B符合牛頓的觀點(diǎn);豎直上拋的物體,因?yàn)橛袘T性,其速度只能連續(xù)變化,而不能突變,C符合牛頓的觀點(diǎn);靜止放在轉(zhuǎn)盤(pán)上的物體向轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣滑去,是由于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力大于轉(zhuǎn)盤(pán)給物體的摩擦力,D不符合牛頓的觀點(diǎn).2.B磁鐵對(duì)鐵塊的作用力和鐵塊對(duì)磁鐵的作用力是一對(duì)作用力和反作用力,大小相等,方向相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;磁鐵對(duì)鐵塊的作用力和鐵塊對(duì)磁鐵的作用力對(duì)于汽車(chē)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是內(nèi)力,無(wú)論磁鐵的磁性有多強(qiáng),這種設(shè)計(jì)都不能使汽車(chē)一直向前運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.3.A假設(shè)物塊靜止時(shí)彈簧的壓縮量為x0,則由力的平衡條件可知kx0=mg,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,當(dāng)物塊向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律得F+k(x0-x)-mg=ma,由以上兩式解得F=kx+ma,顯然F和x為一次函數(shù)關(guān)系,且在F軸上有截距,則A正確,B、C、D均錯(cuò)誤.4.D重物恰好不離開(kāi)地面時(shí),繩子對(duì)重物的拉力F=Mg,此時(shí)繩子對(duì)猴子的作用力最大,為F'=Mg,對(duì)猴子由牛頓第二定律有F'-mg=ma,代入數(shù)據(jù)解得猴子向上的最大加速度a=5m/s2,D項(xiàng)正確.5.A設(shè)小車(chē)A與物體B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,對(duì)于題圖甲所示的情況,推力F最大時(shí),對(duì)A、B整體分析有F=(M+12M)a1,對(duì)小車(chē)A分析有μ·12Mg=Ma1;對(duì)于題圖乙所示的情況,對(duì)A、B整體分析有F'=(M+12M)a2,對(duì)物體B分析有μ·12Mg=12Ma2;聯(lián)立解得F∶F'6.DA、B兩球的受力分析如圖所示,對(duì)B球有TOBsin60°=FBsin60°,TOBcos60°+FBcos60°=mg,解得TOB=FB=mg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由牛頓第三定律可知,彈簧對(duì)球A的彈力與對(duì)球B的彈力大小相等(FA=FB)、方向相反,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)球A有F'N=FAsin60°,即豎直墻壁對(duì)A的支持力F'N=32mg,故FN=F'N=32mg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)繩OA對(duì)A的拉力TOA=mg+FAcos60°,即TOA=32mg時(shí),地面對(duì)球A的支持力恰好為零,故球7.BC貨車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)貨車(chē)的速度增加量不變,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可知,貨車(chē)在相鄰的兩個(gè)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差為aT2,故B選項(xiàng)正確;貨車(chē)沿水平路面以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),與B接觸的物體對(duì)B的作用力F的方向如圖所示,作用力大小為ma2+8.AD圖甲、乙中自行車(chē)和人整體受到重力和斜面的支持力兩個(gè)力,加速度均為a=gsinθ,方向沿斜面向下,選項(xiàng)A正確;圖丙中乒乓球也是受到重力和球拍的支持力兩個(gè)力,兩個(gè)力的合力方向水平向左,乒乓球不可能做勻速運(yùn)動(dòng),加速度大小a丙=mgtanθm=gtanθ,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;對(duì)圖丙、丁中乒乓球受力分析可知,乒乓球受到球拍和斜面的支持力均為FN=9.BD從題圖乙可看出t2前后加速度發(fā)生了變化,加速度是由重力沿斜面向下的分力和摩擦力共同產(chǎn)生的,則摩擦力一定發(fā)生了變化,A錯(cuò)誤.在0~t2內(nèi)小物塊沿傳送帶先向上做勻減速運(yùn)動(dòng)再向下做勻加速運(yùn)動(dòng),t2時(shí)刻前,滑動(dòng)摩擦力均沿傳送帶向下,若動(dòng)摩擦因數(shù)足夠大,則t2時(shí)刻后可出現(xiàn)靜摩擦力與重力沿斜面向下的分力平衡,小物塊做勻速運(yùn)動(dòng),由于小物塊繼續(xù)加速,故動(dòng)摩擦因數(shù)不夠大,小物塊所受的滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向上,即有mgsinθ-μmgcosθ=ma2>0,故μ<tanθ,B正確.t1時(shí)刻小物塊速度為零,離傳送帶底端距離最大,C錯(cuò)誤.根據(jù)對(duì)稱性,小物塊向上達(dá)到速度大小為v2時(shí)和向下速度大小為v2時(shí)在地面參考系中是同一位置,設(shè)該位置到底端的長(zhǎng)度為x,小物塊返回底端時(shí)的速度大小為v3,則v22-v12=-2a1x,v32-v22=2a2x,又a1>a10.BC小球從樓頂自由釋放,先做自由落體運(yùn)動(dòng),下落一段時(shí)間后打開(kāi)降落傘,最后小球做勻速運(yùn)動(dòng).則打開(kāi)降落傘后,小球有如下三種可能的運(yùn)動(dòng)過(guò)程.第一種可能:打開(kāi)降落傘時(shí)小球的速度較小,阻力小于重力,則小球的加速度方向不變,大小突變?yōu)橐粋€(gè)較小的值,然后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),速度逐漸增大,阻力也逐漸增大,直至阻力與重力大小相等,加速度為零,速度恒定.第二種可能:打開(kāi)降落傘時(shí)小球的速度為某一定值,阻力恰好等于重力,則小球加速度為零,速度恒定.第三種可能:打開(kāi)降落傘時(shí)小球的速度較大,阻力大于重力,則小球的加速度反向,做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),速度逐漸減小,阻力也逐漸減小,直至阻力與重力大小相等,加速度為零,速度恒定.對(duì)比可知,選項(xiàng)B和選項(xiàng)C均對(duì)應(yīng)第三種可能情況,故選項(xiàng)B、C可能正確.選項(xiàng)A中,加速度不會(huì)從恒定逐漸減小,少了一個(gè)突變過(guò)程,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.選項(xiàng)D中阻力最后不會(huì)變?yōu)榱?故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.11.(1)B(2分)(2)如圖甲所示(2分)(3)如圖乙所示(3分)AD(2分)圖甲圖乙解析:(1)本實(shí)驗(yàn)用控制變量法探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,故小車(chē)所受拉力應(yīng)相同,小車(chē)質(zhì)量應(yīng)不同,即小車(chē)質(zhì)量不同,鉤碼質(zhì)量相同,選項(xiàng)B正確.(3)使小車(chē)沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng),可平衡摩擦力,小車(chē)受力可等效為只受繩的拉力,選項(xiàng)A正確;若斜面傾角過(guò)大,小車(chē)重力沿斜面向下的分力大于摩擦