【物理】3年高考2年模擬：第三章 牛頓運(yùn)動定律-高中物理

第三章牛頓運(yùn)動定律

第一部分三年高考題薈萃

2010年高考新題

1.2010?全國卷I?15如右圖，輕彈簧上端與-質(zhì)量為〃?的木塊1相連，下端與另一

質(zhì)量為M的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)

將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為4、%。

重力加速度大小為g。則有

A.?!=g,a2=gB.q=0,%=g

【答案】C

【解析】在抽HI木板的瞬時,彈簧對1的支持力和對2的壓力并未改變。對1物體受重力和支持力,mg=F,ai=0.

對2物體受重力和壓力，根據(jù)牛頓第二定律&=卜…二"土生

MM

【命題意圖與考點定位】本題屬于牛頓第二定律應(yīng)用的瞬時加速度問題，關(guān)鍵是區(qū)分瞬時力與延時力。

2.2010?福建?16質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間

的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等。從t=0時刻開

始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用，F(xiàn)隨時間t的變

化規(guī)律如圖所示。重力加速度g取10m/s?,則物體在t=0至t=12s這段時間的位

移大小為

A.18mB.54mC.72mD.198m

答案：B

3.2010?上海物理?5將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設(shè)物體在運(yùn)動過程中所受空氣阻力大

小不變，則物體

(A)剛拋出時的速度最大(B)在最高點的加速度為零

(C)上升時間大于下落時間(D)上升時的加速度等于下落時的加速度

【解析】a1=g+Z,a、=g—2，所以上升時的加速度大于下落時的加速度，D錯誤;

mm

1°

根據(jù)h=—g〃，上升時間小于下落時間，C錯誤，B也錯誤，本題選A。

2

木題考查牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式。難度：中。

4.2010?海南物理?3下列說法正確的是

A.若物體運(yùn)動速率始終不變，則物體所受合力一定為零

B.若物體的加速度均勻增加，則物體做勻加速直線運(yùn)動

C.若物體所受合力與其速度方向相反，則物體做勻減速直線運(yùn)動

D.若物體在任意的相等時間間隔內(nèi)位移相等，則物體做勻速直線運(yùn)動

【答案】D

【解析】物體運(yùn)動速率不變但方向可能變化，因此合力不一定為零，A錯；物體的加速度均勻增加，即加

速度在變化，是非勻加速直線運(yùn)動，B錯；物體所受合力與其速度方向相反，只能判斷其做減速運(yùn)動，但

加速度大小不可確定，C錯；若物體在任意的相等時間間隔內(nèi)位移相等，則物體做勻速直線運(yùn)動，D對。

5.2010?海南物理?6在水平的足夠長的固定木板上，一小物塊以某一初速度開始滑動，經(jīng)一段時間t后

停止.現(xiàn)將該木板改置成傾角為45。的斜面，讓小物塊以相同的初速度沿木板上滑.若小物塊與木板之間

的動摩擦因數(shù)為〃.則小物塊上滑到最高位置所需時間與t之比為

〃1+〃

A.1+〃BX+41/Jc.拒+〃D.

【答案】A

t----

【解析】木板水平時，小物塊的加速度.設(shè)滑行初速度為.，則滑行時間為;木板改成

_/wgsin45°+以加geos45°_(1+%=％

后，小物塊上滑的加速度”,滑行時間%(1+//)V2-,

tfqV2//

—————----

因此“'，,A項正確。

6.2010?海南物理?8如右圖，木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧，彈簧上方有一物塊：木箱靜止時彈自

由落體處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上.若在某一段時間內(nèi)，物塊對箱頂剛好無壓力，則在此段時間

內(nèi)，木箱的運(yùn)動狀態(tài)可能為

A.加速下降B.加速上升C.減速上升D.減速下降

【答案】BD

【解析】木箱靜止時物塊對箱頂有壓力，則物塊受到頂向下的壓力，當(dāng)物塊對箱頂剛好無壓力時，表明一系

統(tǒng)有向上的加速度，是超重，BD正確。

7.2010?海南物理?12雨摘下落時所受到的空氣阻力與雨滴的速度有關(guān)，雨滴速度越大，它受到的空氣

阻力越大：此外，當(dāng)雨滴速度一定時，雨滴下落時所受到的空氣阻力還與雨滴半徑的a次方成正比

（1W&W2）.假設(shè)一個大雨滴和一個小雨滴從同一云層同時下落，最終它們都（填“加速”、“減速”

或“勻速”）下落.（填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面時，（填“大”或“小”）雨滴

的速度較小.

【答案】勻速Q(mào)分）大（1分）?。?分）

【解析】山于雨滴受到的空氣阻力與速度有關(guān)，速度越大阻力越大，因此最終當(dāng)阻力增大到與重力平衡時

fa=03仃3

都做勻速運(yùn)動；設(shè)雨滴半徑為八，則當(dāng)雨滴勻速下落時受到的空氣阻力//廠，而重力

由于?a2,因此半徑大的勻速運(yùn)動的速度大，先落地且落地速度大，小雨滴落地速度小。

8.2010?福建?22如圖所示，物體A放在足夠長的木板B上，木

板B靜止于水平面。t=0時，電動機(jī)通過水平細(xì)繩以恒力F拉木板B,

使它做初速度為零，加速度aB=1.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動。已知A

的質(zhì)量nu和B的質(zhì)量mg均為2.0kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)〃?=0.05,B與水平面之間的動摩擦因數(shù)

〃2=01，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等，重力加速度g取10m/s2。求

（1）物體A剛運(yùn)動時的加速度aA

（2）t=1.0s時，電動機(jī)的輸出功率P；

（3）若t=L0s時，將電動機(jī)的輸出功率立即調(diào)整為P'=5W,并在以后的運(yùn)動過程中始終保持這一功率不

變，t=3.8s時物體A的速度為則在t=1.0s到t=3.8s這段時間內(nèi)木板B的位移為多少？

答案：

22.《20分）

（1）物體4在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛頓第二定律得

出叫0=/?4”①

由①并代人數(shù)據(jù)解得

/=A，m/s*②

（2H”1.9S時.木板H的速度大力為

q=

木板B所受拉力尸,由牛頓第二定於F

F一出mAg-由（。+叫）0=巾'。??

電動機(jī)輸出功率

P,=w（⑤

由③@⑤并代入數(shù)據(jù)解得R?7W6

仁）電動機(jī)的輸出功率調(diào)整為5卬時,設(shè)細(xì)繩對木板B的拉力為9，則

〃=⑦

優(yōu)人數(shù)據(jù)解得F?5N?

樂募里受力滿足.

mm

~^iAg~lh（A+ma）g=0包

所以木板B將做勻速直線運(yùn)動，而物體月則繼續(xù)在B上做勻加速直線運(yùn)動直到4、6速度相等。設(shè)這

一過程時間為已有

“=5（4+門⑩

這段時間內(nèi)8的位移4,=v,r?

4、8速度相同后,由于卜>他（叫+mJg且電動機(jī)輸出功率恒定,4、8將一起做加速度逐漸減小的

變加速運(yùn)動,由動能定理得

r（lt-t：-lt）-fL>\>n,^>n/t）gsz=~（fni+mK）i>[-y（m（+叫那?

由②③西?/并代人數(shù)提卷得

木板8在，=I.。9到"3.83這段射間的位移

$=%+5,=3.03m（或取s=3.0m）

9.2010?海南物理?16圖1中，質(zhì)量為機(jī)的物塊疊放

F/mg

在質(zhì)量為2〃?的足夠長的木板上方右側(cè)，木板放在光滑

的水平地面上，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為〃=._問F

I2mj~~>?

°',；f.52,Tt/s

0.2.在木板上施加?水平向右的拉力F,在0?3s內(nèi)F

圖圖

的變化如圖2所示，圖中F以加8為單位，重力加速度

g=10m/s2.整個系統(tǒng)開始時靜止.

（1）求Is、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度：

（2）在同一坐標(biāo)系中畫出0?3s內(nèi)木板和物塊的。一/圖象，據(jù)此求0?3s內(nèi)物塊相對于木板滑過的距離。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）設(shè)木板和物塊的加速度分別為"和：在/時刻木板和物塊的速度分別為'和'，木板和物

塊之間摩擦力的大小為，依牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式和摩擦定律得

<=<+。乜-G

F-f=(2m)a

%="+0(5)

由①②③④⑤式與題給條件得

v{=4m/s,%=4.5nVs,P2=4m/s,u3=4m/s

v‘2=4m/s,司=4m/s

(2)由⑥⑦式得到物塊與木板運(yùn)動的圖象，如右圖所示。在0?3s內(nèi)物塊相公雇m?s-l)

對于木板的距離加等于木板和物塊「，圖線下的面積之差，即圖中帶陰影的木

四邊形面積，該四邊形由兩個三角形組成，上面的三角形面積為0.25(m),下面

的三角形面積為2(m),因此

Av=2.25m⑧

2009年高考題

一、選擇題

1.（09?全國卷n?15）兩物體甲和乙在同一直線上運(yùn)動，它們在0?0.4s時

間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。若僅在兩物體之間存在相互作用，則物體甲與乙的

質(zhì)量之比和圖中時間3分別為（B）

A.1和0.30sB.3和0.30sC.1和0.28sD.3和0.28s

33

解析：本題考查圖象問題.根據(jù)速度圖象的特點可知甲做勻加速，乙做勻減速.根據(jù)。=——得3“p=a乙,

根據(jù)牛頓第二定律有￡=,得"=3,由。乙=3=10w/52=一^,得t=0.3s,B正確。

加甲3加乙m乙0.40.4-/

2.（09?上海?7）圖為蹦極運(yùn)動的示意圖。彈性繩的一端固定在。點，另一端和運(yùn)動員相連。運(yùn)

動員從O點自由下落，至3點彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點到達(dá)最低點。，然后彈起。y

整個過程中忽略空氣阻力。分析這一過程，下列表述正確的是（B）

B?

①經(jīng)過5點時，運(yùn)動員的速率最大：

C?

②經(jīng)過C點時，運(yùn)動員的速率最大

③從。點到。點，運(yùn)動員的加速度增大ni

④從。點到。點，運(yùn)動員的加速度不變

A.①③B.②③C.①④D.②④

3.（09?上海?46）與普通自行車相比，電動自行車騎行更省力。下表為某一品牌電動自行車的部分技術(shù)

參數(shù)。在額定輸出功率不變的情況下，質(zhì)量為60Kg的人騎著此自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車

和人總重的0.04倍。當(dāng)此電動車達(dá)到最大速度時，牽引力為N,當(dāng)車速為2s/m時，其加速度為

m/s2(g=10mm/s2)

規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁鐵電機(jī)

車型14電動自行車額定輸出功率200W

整車質(zhì)量40Kg額定電壓48V

最大載重120Kg額定電流4.5A

答案：40：0.6

4.（09?寧夏?20）如圖所示，-足夠長的木板靜止在光滑水平面上,-物塊靜止在木板上，木板和物塊

間有摩擦?，F(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運(yùn)動時，撤掉拉力，此

后木板和物塊相對于水平面的運(yùn)動情況為(BC)

物塊|

采豆-----拉力

A.物塊先向上運(yùn)動，再向右運(yùn)動

B.物塊向右運(yùn)動，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動

C.木板向右運(yùn)動，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動

D.木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零

5.（09?廣東物理?8）某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，/°至

〃時間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的v-t圖可能是（取電梯向上運(yùn)動的方向為正）

解析：由圖可知，在和八時間內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)小于實際重量，則處于失重狀態(tài)，此時具有向下的加速度,

在人山階段彈簧秤示數(shù)等于實際重量，則既不超重也不失重，在，2玉階段，彈簧秤示數(shù)大于實際重量，則

處于超重狀態(tài)，具有向上的加速度，若電梯向下運(yùn)動，則々力時間內(nèi)向下加速，八山階段勻速運(yùn)動，介天

階段減速下降，A正確；BD不能實現(xiàn)人進(jìn)入電梯由靜止開始運(yùn)動，C項歷寸內(nèi)超重，不符合題意。

6.（09?江蘇物理?9）如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平

面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長，運(yùn)動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一

個水平恒力，A、B從靜止開始運(yùn)動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有

(BCD)

A.當(dāng)A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機(jī)械能最大

B.當(dāng)A、B加速度相等時，A、B的速度差最大

C.當(dāng)A、B的速度相等時，A的速度達(dá)到最大

D.當(dāng)A、B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大

解析：處理本題的關(guān)鍵是對物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動過程分析，使用圖象處理則可以使問題大大簡化。對

A,8在水平方向受力分析如圖，Q為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為。時，對A有/一片=機(jī)”，對

F_

B有耳=根。，得耳=萬，在整個過程中A的合力（加速度）一直減小而B的合力（加速度）一直增大,

在達(dá)到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直

小于B的合力（加速度）。兩物體運(yùn)動的v-f圖象如圖，q時刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最

大，t2時刻兩物體的速度相等，A速度達(dá)到最大值，兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移

最大，彈簧被拉到最長；除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加，力時刻之后拉力依然

做正功，即加速度相等時，系統(tǒng)機(jī)械能并非最大值。

7.（09?廣東理科基礎(chǔ)?4）建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg/柴

的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽J

略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為（g取10m/s?）r-

（B）

A.510NB.490NC.890ND.910N

解析：對建筑材料進(jìn)行受力分析。根據(jù)牛頓第二定律有b-機(jī)g=a"，得繩子的拉力大小等于

F=210N,然后再對人受力分析由平衡的知識得Mg=F+Fy得FN=490N,根據(jù)牛頓第三定律可知人對地

面間的

壓力為490N.B對。

8.（09?廣東理科基礎(chǔ)?15）搬運(yùn)工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車，當(dāng)力沿斜面向匕大小為F時，

物體的加速度為ai；若保持力的方向不變，大小變?yōu)?F時，物體的加速度為a2,則（D）

A.ai=a2B.ai<a2<2aiC.a?=2aiD.ai>2a\

解析：當(dāng)為F時有a1=———,當(dāng)為2F時有a2=———=——2,+'=2a,+—,可知a2>2%,

mmmm

D對。

9.（09?山東77）某物體做直線運(yùn)動的v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙（F表示物體所受合力，x表

圖乙，

解析：由圖甲可知前兩秒物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，所以前兩秒受力恒定，2s-4s做正方向勻加

速直線運(yùn)動，所以受力為負(fù)，且恒定，4s-6s做負(fù)方向勻加速直線運(yùn)動，所以受力為負(fù)，恒定，6s-8s做負(fù)

方向勻減速直線運(yùn)動，所以受力為正，恒定，綜上分析B正確。

考點：v-t圖象、牛頓第二定律

提示：在v-t圖象中傾斜的直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動，加速度恒定，受力恒定。

速度——時間圖象特點：

①因速度是矢量，故速度——時間圖象上只能表示物體運(yùn)動的兩個方向，t軸上方代表的“正方向”，t軸

下方代表的是“負(fù)方向”，所以“速度一一時間”圖象只能描述物體做“直線運(yùn)動”的情況，如果做曲線

運(yùn)動，則畫不出物體的“位移——時間”圖象；

②''速度——時間”圖象沒有時間t的“負(fù)軸”，因時間沒有負(fù)值，畫圖要注意這一點;

③“速度——時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜

率的正負(fù)表示加速度的方向；

④“速度——時間”圖象上表示速度的圖線與時間軸所夾的“面積”表示物體的位移。

10.（09?山東78）2008年9月25日至28日我國成功實施了“神舟?”七號載入航天飛行并實現(xiàn)了航天

員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千

米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是

飛船變軌前后的機(jī)械能相等

飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

C.飛船在此圓軌道上運(yùn)動的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動的角速度、_/

D.K船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動的加速度

解析：飛船點火變軌，前后的機(jī)械能不守恒，所以A不正確。飛船在圓軌道上時萬有引力來提供向心力,

航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確。飛船在此圓軌道上運(yùn)動的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運(yùn)動的周

期24小時，根據(jù)7=」可知，飛船在此圓軌道上運(yùn)動的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動的角速度，C正確。

飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時只有萬有引力來提供加速度，變軌后沿圓軌道運(yùn)動也是只有萬有引力

來提供加速度，所以相等，D不正確。

考點：機(jī)械能守恒定律，完全失重，萬有引力定律

提示：若物體除了重力、彈性力做功以外，還有其他力（非重力、彈性力）不做功，且其他力做功之和不為

零，則機(jī)械能不守恒。

根據(jù)萬有引力等于衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力可求衛(wèi)星的速度、周期、動能、動量等狀態(tài)量。由

—y—，G——=可求向心加速度。

11.（09?山東?22）圖示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運(yùn)動系統(tǒng)。斜面軌道傾角

為30°,質(zhì)量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為電。木箱在軌道端時，自動裝

6

貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，與輕

彈簧被壓縮至最短時，自動卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過

程。下列選項正確的是（BC）

A.m=M

B.m=2M

C.木箱不與彈簧接觸時，上滑的加速度大于下滑的加速度

D.在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能

解析：受力分析可知，下滑時加速度為g-〃gcosd,上滑時加速度為g+〃gcos6,所以C正確。設(shè)

下滑的距離為1,根據(jù)能量守恒有〃（〃?+N）8/（：05。+〃兒/（：056=加8/5111夕，得m=2M。也可以根據(jù)

除了重力、彈性力做功以外，還有其他力（非重力、彈性力）做的功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量，B正確。

在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和內(nèi)能，所以D不正

確。

考點：能量守恒定律，機(jī)械能守恒定律，牛頓第二定律，受力分析

提示：能量守恒定律的理解及應(yīng)用。

12.（09?安徽?17）為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘

行時.，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一

顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖所示。那么下列說法中正確

的是C)

A.顧客始終受到三個力的作用

B.顧客始終處于超重狀態(tài)

C.顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下

D.顧客對扶梯作用的方向先指向右下方，再豎直向下

解析：在慢慢加速的過程中顧客受到的摩擦力水平向左，電梯對其的支持

力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛頓第三定律，它的反作用力即人對

電梯的作用方向指向向左下；在勻速運(yùn)動的過程中，顧客與電梯間的摩擦

力等于零，顧客對扶梯的作用僅剩下壓力，方向沿豎直向下。

13.（09?安徽?18）在光滑的絕緣水平面上，有??個正方形的"cd,頂點。、。處分別固定一個正點電荷,

電荷量相等，如圖所示。若將一個帶負(fù)電的粒子置于點，自由釋放，粒子將沿著對角線6d往復(fù)運(yùn)動。

粒子從b點運(yùn)動到d點的過程中

（D

A.先作勻加速運(yùn)動，后作勻減速運(yùn)動

B.先從高電勢到低電勢，后從低電勢到高電勢

C.電勢能與機(jī)械能之和先增大，后減小

D.電勢能先減小，后增大

解析：由于負(fù)電荷受到的電場力是變力，加速度是變化的。所以A錯；由等量正電荷

的電場分布知道，在兩電荷連線的中垂線。點的電勢最高，所以從6到a,電勢是先增

大后減小，故B錯；由于只有電場力做功，所以只有電勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，故電

勢能與機(jī)械能的和守恒，C錯；由。到。電場力做正功，電勢能減小，由。到d電場力

做負(fù)功，電勢能增加，D對。

二、非選擇題

14.（09?山東?24）（15分）如圖所示，某貨場而將質(zhì)量為m,=100kg的

貨物（可視為質(zhì)點）從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利

用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物中軌道頂端無初速滑下，軌道

半徑R=1.8m。地面上緊靠軌道次排放兩聲完全相同的木板A、B,長度均

為l=2m,質(zhì)量均為m2=100kg.木板上表面與軌道末端相切。貨物與木板間

的動摩擦因數(shù)為〃I，木板與地面間的動摩擦因數(shù)〃=0.2。（最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g=10

m/s2)

（1）求貨物到達(dá)圓軌道末端時對軌道的壓力。

（2）若貨物滑上木板4時，木板不動，而滑上木板B時，木板B開始滑動，求〃?應(yīng)滿足的條件。

（3）若4尸0。5,求貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運(yùn)動的時間。

解析：（1）設(shè)貨物滑到圓軌道末端是的速度為％,對貨物的下滑過程中根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,

〃陪火=；町片①設(shè)貨物在軌道末端所受支持力的大小為外,根據(jù)牛頓第二定律得，取-但=吟②

聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得用,=3000N③

根據(jù)牛頓第三定律，貨物到達(dá)圓軌道末端時對軌道的壓力大小為3000N,方向豎直向下。

（2）若滑上木板A時，木板不動，由受力分析得〃叩|g<〃2（班+2%）g④

若滑上木板B時，木板B開始滑動，由受力分析得〃]〃?店>〃2（班+機(jī)2）g⑤

聯(lián)立④⑤式代入數(shù)據(jù)得0.4<^<0.6⑥。

（3）4=0.5,由⑥式可知，貨物在木板A上滑動時，木板不動。設(shè)貨物在木板A上做減速運(yùn)動時的加

速度大小為q，由牛頓第二定律得M町g?山必⑦

設(shè)貨物滑到木板A末端是的速度為匕，由運(yùn)動學(xué)公式得V；-v；=-24/⑧

聯(lián)立①⑦⑧式代入數(shù)據(jù)得斗=4根/s⑨

設(shè)在木板A上運(yùn)動的時間為t,由運(yùn)動學(xué)公式得匕⑩

聯(lián)立①⑦⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得/=04so

考點：機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)方程、受力分析

15.（09?安徽?22）（14分）在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀登，最終點黑

燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過程中運(yùn)動員

與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，

另一端被坐在吊椅匕的運(yùn)動員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不力）

計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度。=lm/s2上4

升時，試求

（1）運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；

（2）運(yùn)動員對吊椅的壓力。

答案：440N,275Nf

解析：解法一：（1）設(shè)運(yùn)動員受到繩向上的拉力為廣，由于跨過定滑輪的兩段繩子拉/□]

力相等，吊椅受到繩的拉力也是凡對運(yùn)動員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：，/

F=440N

由牛頓第三定律，運(yùn)動員豎直向下拉繩的力

F'=440N

（2）設(shè)吊椅對運(yùn)動員的支持力為K,對運(yùn)動員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：人,

FS-m人g=m人a

&=275N

（m人+小椅）g

山牛頓第三定律，運(yùn)動員對吊椅的壓力也為275N

解法二:設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和團(tuán)運(yùn)動員豎直向下的拉力為廣，對吊椅的壓力大小為4。

根據(jù)牛頓第三定律，繩對運(yùn)動員的拉力大小為R吊椅對運(yùn)動員的支持力為分別以運(yùn)動員和吊椅為研

究對象，根據(jù)牛頓第二定律

F+FN-Mg=Ma①

F-FN-mg=ma②

由①②得F=4407V

FN=2757V

16.(09?江蘇?13)(15分)航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m=2kg,動力系統(tǒng)提供的恒

定升力F=28N。試飛時，飛行器從地面由靜止開始豎直上升。設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變，g

取10m/

(1)第一次試飛，飛行器飛行3=8s時到達(dá)高度H=64%求飛行器所阻力f的大??；

(2)第二次試飛，飛行器飛行tz=6s時遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力。求飛行器能達(dá)到的最

大高度h；(3)為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間匕。

解析：

(1)第一次飛行中，設(shè)加速度為q

__1,

勻加速運(yùn)動”=-a./.

211

由牛頓第二定律=max

解得f=4(N)

(2)第二次飛行中，設(shè)失去升力時的速度為外,上升的高度為由

__1,

勻加速運(yùn)動S[=]。1%

設(shè)失去升力后的速度.為。2,上升的高度為.

由牛頓第二定律zwg+f=ma2

匕=卬2

s=4

22%

解得力=邑+s2=42（加）

(3)設(shè)失去升力下降階段加速度為力；恢復(fù)升力后加速度為出，恢復(fù)升力時速度為匕

由牛頓第二定律mg-于=tnai

F4-f-mg=ma4

且工+工=力

242%

V3=a3t3

oB

解得t3=------（s）（或2.1s）

2

17.（09?海南物理?15）（9分）一卡車拖掛一相同質(zhì)量的車廂，在水平直道上以％=12〃"s的速度勻速

行駛，其所受阻力可視為與車重成正比，與速度無關(guān)。某時刻，車廂脫落，并以大小為。=2加/$2的加速

度減速滑行。在車廂脫落/=3s后，司機(jī)才發(fā)覺并緊急剎車，剎車時阻力為正常行駛時的3倍。假設(shè)剎車

前牽引力不變，求卡車和車廂都停下后兩者之間的距離。

解析：設(shè)卡車的質(zhì)量為M,車所受阻力與車重之比為〃；剎車前卡車牽引力的大小為廠，

卡車剎車前后加速度的大小分別為q和a2。重力加速度大小為g。由牛頓第二定律有

f-2"Mg=0①

F-/dMg=M%②

juMg=Ma③

3/iMg=Ma2④

設(shè)車廂脫落后，/=3s內(nèi)卡車行駛的路程為瓦，末速度為巧，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有

12

電=%/+]卬⑤

W=%+?、?/p>

2

v,=2a2s2?

式中，S2是卡車在剎車后減速行駛的路程。設(shè)車廂脫落后滑行的路程為s,,有

V；=2as⑧

卡車?yán)噹纪２穪砗笙嗑?/p>

八9=S]+1一S⑨

由①至⑨式得

A片42

加二一五+§卬+/

帶入題給數(shù)據(jù)得

Av=36"?

評分參考：本題9分。①至⑧式各1分，?式1分

18.（09?上海物理?22）（12分）如圖A.,質(zhì)量m=lkg的物體沿傾角用37。的固定粗糙斜面由靜止開

始向下運(yùn)動，風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速u成正比，比例系數(shù)用人表示，物體加速

度。與風(fēng)速u的關(guān)系如圖B.所示。求：

（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)*（2）比例系數(shù)譏

(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10in/s2)

解析：(1)對初始時刻：mgsin0—〃mgcos0=mao①

由圖讀出a<)=4m/s?代入①式，

gsin6一〃;4()

解得：N==0.25；

gcosd

（2）對末時刻加速度為零：mgsin。一"V—ncos0=0②

又N=wgcos0+Zrvsin0

山圖得出此時v=5m/s

代八、入、②式解得口：k=-3((siin+^—cz/c=os^)=°-84kg/s。

19.（09?廣東物理?20）（17分）如圖20所示，絕緣長方體B置于水平面上，兩端固定一對平行帶電極

板，極板間形成勻強(qiáng)電場E。長方體B的上表面光滑，下表面與水平面的動摩擦因數(shù)〃=0.05（設(shè)最大靜

摩擦力與滑動摩擦力相同）。B與極板的總質(zhì)量%=1.0kg.帶正電的小滑塊A質(zhì)量%=0.60kg,其受到的

電場力大小F=L2N.假設(shè)A所帶的電量不影響極板間的電場分布。片0時刻，小滑塊A從B表面上的a點

以相對地面的速度匕j=1.6m/s向左運(yùn)動，同時，B（連同極板）以相對地面的速度以力/Om/s向右運(yùn)動。

問（g取lOm/s?）

+

圖20

(1)A和B剛開始運(yùn)動時的加速度大小分別為多少？

(2)若A最遠(yuǎn)能到達(dá)b點，a、b的距離L應(yīng)為多少？從t=0時刻至A運(yùn)動到b點時，摩擦力對B做的功

為多少？

解析：⑴由牛頓第二定律F=有

A剛開始運(yùn)動時的加速度大小卬=二=2.0加/S2方向水平向右

如

B剛開始運(yùn)動時受電場力和摩擦力作用

由牛頓第三定律得電場力F'=F=\.2N

摩擦力f=+機(jī)8)g=0-8N

B剛開始運(yùn)動時的加速度大小%=L乙=2,0m/$2方向水平向左

(2)設(shè)B從開始勻減速到零的時間為t1,則有4=泣=0.2s

aB

此時間內(nèi)B運(yùn)動的位移$81=5=0.04機(jī)

BI2

ti時刻A的速度乙|=%-。/i=L2m/s>0,故此過程A一直勻減速運(yùn)動。

此L時間內(nèi)A運(yùn)動的位移％?=(匕+"*居=0.28〃?

2

此力時間內(nèi)A相對B運(yùn)動的位移殍=s*+S8i=0-32加

此L時間內(nèi)摩擦力對B做的功為=-/=-0.032J

力后，由于k>/,B開始向右作勻加速運(yùn)動，A繼續(xù)作勻減速運(yùn)動，當(dāng)它們速度相等時A、B相

距最遠(yuǎn)，設(shè)此過程運(yùn)動時間為t2,它們速度為v,則有

對A速度丫力小一口也

F

對B加速度4|=——U=64my

速度V=。8/2

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得v=0.2/77/st=0.5s

此t2時間內(nèi)A運(yùn)動的位移〃2=+"也=0.35/77

"22

此t2時間內(nèi)B運(yùn)動的位移％2=吐=005加

2

此t2時間內(nèi)A相對B運(yùn)動的位移52^SA2-SB2=0.30m

此t2時間內(nèi)摩擦力對B做的功為w?=-sB2=-0.04./

所以A最遠(yuǎn)能到達(dá)b點a、b的距離L為上=S1+S2=0.62機(jī)

從t=0時刻到A運(yùn)動到b點時，摩擦力對B做的功為

wf=w]+w2=-0.072Jo

2008年高考題

1.（08寧夏理綜20）一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動，小球通過細(xì)繩與

車頂相連.小球某時刻正處于如圖所示狀態(tài).設(shè)斜面對小球的支持力為N,細(xì)繩對

小球的拉力為T,關(guān)于此時刻小球的受力情況，下列說法正確的（）

A.若小車向左運(yùn)動,此可能為零B.若小車向左運(yùn)動,T可能為零

C.若小車向右運(yùn)動,N不可能為D.若小車向右運(yùn)動,T不.可能為零

答案AB

解析小球相對于斜面靜止時，與小車具有共同加速度,如圖甲.、乙所示，向左的加速度最大則T=0,向

右的加速度最大則N=0,根據(jù)牛頓第二定律，合外力與合加速度方向相同沿水平方向，但速度方向與力沒

有直接關(guān)系.

甲乙

2.(08全國1119)一平行板電容器的兩個極板水平放置,兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴，小油滴在極

板間運(yùn)動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比.若兩極板間電壓為零,經(jīng)一段時間后,油滴以速率v勻

速下降;若兩極板間的電壓為U,經(jīng)一段時間后，小油滴以速率v勻速上升.若兩極板間電壓為-U,小油滴

做勻速運(yùn)動時速度的大小、方向?qū)⑹?/p>

()

A.2v、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上

答案C

解析以油滴為研究對象,根據(jù)共點力平衡條件：

不加電壓時，mg-kv=0

所加電壓為U時，mg+kv=0

d

所加電壓為-U時，mg+幺巨一h'-0

d

由以上各式得:v'=3v,方向豎直向下.

3.(08山東理綜19)直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子,如圖所示.設(shè)投放

初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運(yùn)動過程中箱子始終

保持圖示姿態(tài).在箱子下落過程中，下列說法正確的是()

A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力V

B.箱子剛從飛機(jī)上投下時,箱內(nèi)物體受到的支持力最大

C.箱子接近地面時,箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大

I).若下落距離足夠長,箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”

答案C

解析因為下落速度不斷增大，而阻力f所以阻力逐漸增大，當(dāng)f=mg時，物體開始勻速下落.以箱

和物體

為整體:(M+m)g-f=(M+m)a,f增大則加速度a減小.對物體:Mg-N=ma,加速度減小，則支持力N

增大.

所以物體后來受到的支持力比開始時要增大，不可能“飄起來”.

4.（08天津理綜19）在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A,

A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對B加一豎直向下的

力F,F的作用線通過球心，設(shè)墻對B的作用力為R,B對A的作用力為F”地面對A

的作用力為F：,.若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止，截面如上圖所示，在此過程中

（）

A.F.保持不變,F3緩慢增大B.A緩慢增大,F,保持不變

C.F?緩慢增大,F,緩慢增大D.Fz緩慢增大,巳保持不變

答案C

解析B的受力如圖1所示，因為F和G的方向始終在豎直方向，當(dāng)F增大時,F/、E'都緩慢增大,FJ

=FI)

Z

F2=F〃所以E、E都緩慢增大.A物體受力如圖乙所示.由圖乙知Fzsin”Fs所以FH緩慢增加C對.

5.（08江蘇7）如圖所示，兩光滑斜面的傾角分別為30°和45°、質(zhì)量分別為2m

和m的兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦），

分