2022年高考中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律經(jīng)典大題例題

2022年高考中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律經(jīng)典大題例題

單選題

1、在梯井中，由鋼索懸掛豎直電梯C,頂部用繩子懸掛了球A,A下方焊接一個(gè)彈簧，彈簧下端懸掛球B,整

個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，簡(jiǎn)化示意圖如圖所示。已知繩子、彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)小于兩球質(zhì)量，兩球質(zhì)量又遠(yuǎn)小于電梯

質(zhì)量。若懸掛電梯的鋼索突然斷裂，在電梯下落瞬間，球A、球B、電梯C各自加速度約為（）

4

5

C

A.9.8m/s2,9.8m/s2,OB.19.6m/s2,0,9.8m/s2

C.0,9.8m/s2,9.8m/s2D.9.8m/s2,0,9.8m/s2

答案：D

解析：

假設(shè)球A與電梯之間的繩子無(wú)彈力，則鋼索突然斷裂的瞬間，電梯只受重力其加速度為g,而A受到彈簧向下

的拉力其加速度大于g,則假設(shè)不成立，可知球A與電梯之間的繩子有彈力，可得電梯與球A的加速度相同，

因?yàn)殡娞葙|(zhì)量遠(yuǎn)大于兩球質(zhì)量，鋼索斷裂后，電梯可視為在自身重力下運(yùn)動(dòng)，因此加速度大小為g=9.8m/sz.

彈簧形變量在瞬間不會(huì)發(fā)生突變，因此球B受力不變，其加速度為0。

故選D。

2、如圖甲所示，傾角為。的粗糙斜面體固定在水平面上，初速度為Vo=lOm/s、質(zhì)量為m=lkg的小木塊沿

斜面上滑，若從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，整個(gè)過程中小木塊速度的平方隨路程變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，取g=10

m/s2,則下列說法不正確的是（）

1

甲乙

A.0~5s內(nèi)小木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)

B.在t=ls時(shí)刻，摩擦力反向

C.斜面傾角6=37°

D.小木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

答案：A

解析：

A.x在0~5m內(nèi)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式

v2—v2=2ax

o

再根據(jù)乙圖，有

0—V2

&=——_=10m/s2

12%]

又有

%=10m/s

則小木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

0-v0-10

t=--------=——S=1S

一4-10

A錯(cuò)誤，不符合題意；

B.在0~1s內(nèi)木塊做向上的勻減速運(yùn)動(dòng)，1s后木塊做反向的勻加速運(yùn)動(dòng)，摩擦力反向，B正確，符合題意；

2

CD.木塊做反向勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為

v2—032

°2=—=12-l3-5）m/s2=2m/S2

對(duì)上滑過程，有

mgsind+p.mgcos9=ma^

下滑過程中，有

mgsinO—[imgcosO=ma2

聯(lián)立解得

n=0.5,e=37°

CD正確，符合題意。

故選Ao

3、如圖所示，光滑的小滑輪D（可視為質(zhì)點(diǎn)）固定，質(zhì)量均為m的物體A和B用輕彈簧連接，一根不可伸長(zhǎng)

的輕繩一端與物體A連接，另一端跨過定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C連接。小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)

桿，小環(huán)C位于R處時(shí)，繩與細(xì)桿的夾角為&此時(shí)物體B與地面剛好無(wú)壓力。圖中SD水平，位置R和Q之

間高度差為h,R和Q關(guān)于S對(duì)稱?，F(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放，環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài)，環(huán)到達(dá)Q

處時(shí)獲得最大速度。在小環(huán)從R處下落到Q處的過程中，下列說法正確的是（）

A.小環(huán)C機(jī)械能最大的位置在S點(diǎn)下方

B.彈簧彈力和地面支持力對(duì)物體B的沖量和為零

3

C.小環(huán)C的最大動(dòng)能為一4^

Mmco^O

D.小環(huán)C到達(dá)位置Q時(shí)，物體A的加速度大小為|渣瓶9-g|

答案：C

解析：

A.小環(huán)C下落過程受重力、桿的支持力和細(xì)線的拉力，非重力做功等于機(jī)械能的變化量。到位置S前的過程

中，非重力做正功，機(jī)械能增加。經(jīng)過S的過程，非重力做負(fù)功，機(jī)械能減小。因此，小環(huán)C的機(jī)械能先增加

再減小，下落到位置S時(shí)，小環(huán)C的機(jī)械能最大，故A錯(cuò)誤；

B.小環(huán)從R處下落到Q處的過程中，物體B始終靜止在地面上，動(dòng)量變化量為零，因此物體B所受合力的沖

量為零，即重力、彈簧彈力和地面對(duì)物體B的支持力的沖量和為零，則彈簧彈力和地面對(duì)物體的支持力的沖量

和與重力沖量等大反向，由于此過程重力沖量不為零，故B錯(cuò)誤；

C.環(huán)在Q時(shí)動(dòng)能最大。環(huán)在R和Q時(shí)，彈簧長(zhǎng)度相同，彈性勢(shì)能相同。Q和A通過細(xì)線相連，沿著繩子的分

速度相等（如圖1所示），故

VCOS0=V

QA

故A與環(huán)的動(dòng)能之比為

1

Em

—kA=Z.----A=_COS20

EM

kQ^7Mvn

對(duì)小環(huán)和A的系統(tǒng)

Mgh=EE

kAkQ

聯(lián)立可得小環(huán)c的最大動(dòng)能

M2gh

卜—___________________

kQMmcosO

故C正確；

4

D.環(huán)在R和Q時(shí)，彈簧長(zhǎng)度相同，B對(duì)地面的壓力為零，說明彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且彈力等于物體B的重力mg。

環(huán)在Q位置，環(huán)速度最大，說明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根據(jù)平衡條件，有

Tcos0=Mg

對(duì)A有

T-mg-F=ma

對(duì)B有

F=mg

聯(lián)立可得為

M

a=-------Q—2g

mcosd"

故D錯(cuò)誤。

故選C。

4、一個(gè)傾角為6=37。的斜面固定在水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以v『4.0m/s的初

速度由底端沿斜面上滑，小物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0.25。若斜面足夠長(zhǎng)，已知sin37Q=0.6,cos37°=0.8,

g取10m/s%小物塊上滑的最大距離為（）

A.1.0mB.2.2mC.0.8mD.0.4m

答案：A

解析：

小物塊在斜面上上滑過程受力情況如圖所示

mgsin。+“mgcos。=ma

解得

a=gsin37。+〃gcos37。=8m/s2

小物塊沿斜面上滑做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，則有

v2—v2=2ax

1o

解得

x=%=1.0m

2a

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

多選題

6

5、如圖1所示，傳送帶與水平面的夾角e=30。，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持定的速度運(yùn)行?，F(xiàn)把一質(zhì)

量為m=2kg的小物塊，從皮帶的底端A點(diǎn)以初速度v°=lOm/s滑上傳送帶，滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象

如圖2所示（規(guī)定向上為正），下列判斷正確的有（）

A.傳送帶以4m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

B.小物塊沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng)的過程中，其機(jī)械能先增加后減少

C.小物塊在0~0.8s內(nèi)摩擦力的沖量大小為20N-S

D.小物塊上升過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為108J

答案：BD

解析：

A.小物塊最后與皮帶共速，方向與初速度相反，故傳送帶以4m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.小物塊沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng)的過程中，傳送帶對(duì)物塊的滑動(dòng)摩擦力先做正功，物塊與皮帶相對(duì)靜止后，靜摩

擦力對(duì)物塊做負(fù)功，所以機(jī)械能先增大后減小，故B正確；

C.在0~0.8s內(nèi)，由圖象的斜率可知物塊的加速度大小為

a=—m/s2=12.5m/s2

0.8

根據(jù)牛頓第二定律得

mgsin30°+f=ma

解得

f=15N

7

所以摩擦力的沖量大小為

I=ft=12N?s

故C錯(cuò)誤；

D.小物塊上升過程中，傳送帶的位移大小為

x=vtr=4x0.8m=3.2m

物塊的位移大小為

*物=~0.8|71=4113

所以物塊與傳送帶的相對(duì)位移大小為

△x=x^+x=4m+3.2m=7.2m

所以小物塊上升過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為

Q=fAx=15x7.2J=108J

故D正確。

故選BDO

6、如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平

滑連接。右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處?kù)o止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止。已

知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為國(guó)金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中

()

8

M

p

A.金屬棒的最大電壓為工

2

B.金屬在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為強(qiáng)

C.克服安培力所做的功為mgh

D.右端的電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為:(mgh-|jmgd)

答案:AD

解析：

A.金屬棒在下滑過程中，由機(jī)械能守恒定律得

mgh=^mv2

則得金屬棒到達(dá)水平面時(shí)的速度

v=J2gh

金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后受到向左的安培力和摩擦力而做減速運(yùn)動(dòng)，則金屬棒剛到達(dá)水平面時(shí)的速度最大，所以最大

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=BLv

金屬棒的最大電壓為

11r

-BLy[2gh

A正確；

9

B.金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，取向右為正方向，根據(jù)牛頓第二定律得

B2L2VAv

—uma————=ma=m—

1”2RAt

即得

B2L2.V

一pngAt————At=mAv

2.R

兩邊求和得

B2L2V

￡(一〃mgAt-At)=27nAu

Zn

則得

B2L2d

-^mgt-=O-mv

ZA

解得金屬在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

J河—券

Rng

B錯(cuò)誤；

C.金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，由動(dòng)能定理得

mgh一唯一[imgd=0—0

則克服安培力做功

WB—mgh—iimgd

C錯(cuò)誤；

D.克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，電阻與導(dǎo)體棒電阻相等，通過它們的電流相等，則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱

111

W

QR=^Q=2B=E(mgh_jmgd)

D正確。

10

故選ADo

7、一木塊靜止在水平地面上，下列說法中正確的是（）

A.木塊受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力

B.地面對(duì)木塊的支持力與木塊對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力

C.木塊受到的重力和支持力是一對(duì)作用力與反作用力

D.地面對(duì)木塊的支持力與木塊對(duì)地面的壓力是一對(duì)作用力與反作用力

答案：AD

解析：

AC.木塊受到重力和支持力作用而處于平衡狀態(tài)，故重力和支持力是一對(duì)平衡力，A正確，C錯(cuò)誤；

BD.地面對(duì)木塊的支持力與木塊對(duì)地面的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，B錯(cuò)誤，D正確。

故選ADo

8、如圖所示，在水平上運(yùn)動(dòng)的箱子內(nèi)，用輕繩AO、B0在。點(diǎn)懸掛質(zhì)量為2kg的重物，輕繩AO、B0與車頂部

夾角分別為30。、60%在箱子沿水平勻變速運(yùn)動(dòng)過程中，為保持重物懸掛點(diǎn)0位置相對(duì)箱子不動(dòng)（重力加速度

為g）,則箱子運(yùn)動(dòng)的最大加速度為（）

ATB.島C.&D.Wg

232

答案：BD

解析：

當(dāng)箱子加速度向左時(shí)，當(dāng)加速度完全由繩。4的拉力提供時(shí)，水平方向

11

Tocos30°=ma

豎直方向

“。或心。=mg

聯(lián)立解得最大加速度

a=Vig

當(dāng)箱子加速度向右時(shí)，當(dāng)加速度完全由繩。8拉力提供時(shí)，豎直方向

"oSin60。=mg

水平方向

，

7BOCOS60°=mw

聯(lián)立解得最大加速度

V3

a，=~9

故BD正確，AC錯(cuò)誤。

故選BDO

填空題

9、輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在薄壁氣缸內(nèi)，活塞橫截面積為S,氣缸質(zhì)量為嘰開始時(shí)活塞處于氣缸正

中間，現(xiàn)用豎直向上的力提活塞使得氣缸被提離地面，如圖所示。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為時(shí)，氣缸將獲

得最大加速度，氣缸的最大加速度為o（外界大氣壓強(qiáng)為分）

答案：字除一g

解析：

⑴氣缸中封閉氣體的初始?xì)鈮簽?/p>

p=P

10

當(dāng)氣缸將獲得最大加速度時(shí)，氣體體積膨脹到出口處，等溫膨脹，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

PV=PV

1122

解得

Vp

p=-LP=12.

2/12

當(dāng)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為4時(shí)，氣缸將獲得最大加速度。

2

[2]此時(shí)，氣缸受重力，內(nèi)外氣壓的壓力差，向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律

(P。-PJS-mg=ma

解得

PS

a=-2——q

2mv

氣缸的最大加速度為a=喀一g。

2m

10、(1)在電梯中用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一物體，當(dāng)電梯靜止不動(dòng)時(shí)，測(cè)力計(jì)的指針如圖甲中題圖所示，其示數(shù)

為N；

(2)當(dāng)電梯向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)力計(jì)的指針如圖乙中題圖所示，已知重力加速度為9.8m/s2,則此時(shí)電梯的加

速度大小為m/s2；

(3)在測(cè)力計(jì)旁邊放上一把刻度尺，如圖丙所示，可得此測(cè)力計(jì)中彈簧的勁度系數(shù)為N/m。【第(2)

(3)問的計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字】

13

答案：3.000.9862##63

解析：

(1)⑴從甲圖中可以看出測(cè)力計(jì)最小刻度為0.1N,應(yīng)估讀到百分位，所以指針?biāo)缚潭葹?.00N；

(2)[2]乙圖中測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.70N,對(duì)重物由牛頓第二定律得

mg—T=ma

由(1)知物體重力為3.00N,所以解得

a-0.98m/s2

(3)網(wǎng)從丙圖可以讀出彈簧測(cè)力計(jì)懸掛物體靜止不動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為

x=4.8cm

所以由胡克定律得

mg=kx

解得勁度系數(shù)為

k=63N/m

11、小明同學(xué)學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律后，自制了一個(gè)簡(jiǎn)易加速度計(jì)。如圖，在輕桿的上端裝有轉(zhuǎn)軸，固定于豎直

放置的標(biāo)有角度的木板上的。點(diǎn)，輕桿下端固定一個(gè)小球，桿可在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。他利用這個(gè)加速度計(jì)來

測(cè)量校車的加速度，測(cè)量時(shí)他應(yīng)讓板面豎直且與校車的運(yùn)動(dòng)方向(選填“垂直”或“平行”),已知重力

加速度大小為g,當(dāng)輕桿與豎直方向的夾角為。時(shí)，校車的加速度大小為。

14

答案：平行g(shù)tan。

解析：

口］⑵由加速度原理知，小車加速度在水平方向，則板面與校車運(yùn)動(dòng)方向平行，當(dāng)輕桿與豎直方向的夾角為e時(shí),

受力分析如圖

*mg

由平衡條件知，小球不上下移動(dòng)，即豎直方向合力為0,則有

F'

----=tan。

mg

由牛頓第二定律知

F'=ma

解得

a=gtan。

12、長(zhǎng)木板上表面的一端放有一個(gè)木塊，木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器。如圖所示，木板由水平位置

緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)（木板與地面的夾角a變大），另一端不動(dòng)，摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力匕隨角度a

的變化圖像如圖乙所示（Ffi,Fra,0,4為已知量），當(dāng)角度從斗到斗變化過程中木塊的加速度（填

“保持不變”、“越來越小”、“越來越大”）；木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)是。

15

答案：越來越大為tan。

42

解析：

口]根據(jù)木塊受力分析，結(jié)合乙圖，知a在0~。范圍內(nèi)變化時(shí)，木塊保持與木板相對(duì)靜止，摩擦力是靜摩擦力,

當(dāng)。=斗時(shí)，木塊剛要下滑

mgsmei=Ff2

a在斗到斗范圍內(nèi)變化時(shí)，木塊相對(duì)木板下滑，由牛頓第二定律

mgsina-F=ma

由乙圖知此過程匕隨a的增大在減小，since隨a的增大而增大，所以加速度a越來越大；

[2]a在4到旬范圍內(nèi)變化時(shí)，木塊相對(duì)木板下滑，滑動(dòng)摩擦力

Ff]=pngcos。]

聯(lián)立可得

〃=%tan。

“F1

f2

解答題

13、如圖甲所示，在粗糙的水平地面上有一足夠長(zhǎng)的木板B,木板的最左端有一個(gè)小物塊A,小物塊A受一個(gè)

外力的作用，兩個(gè)物體開始運(yùn)動(dòng)，已知物塊A和木板B的質(zhì)量都為1千克，物塊A和木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

為％=04,B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為七=0.1,設(shè)物體所受最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物塊A運(yùn)動(dòng)的心-

x函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)根據(jù)圖象得出物塊A在2米前后加速度%和a2分別為多大？

16

(2)當(dāng)外力F0至少為多少可以使物塊A相對(duì)于木板B運(yùn)動(dòng)？

(3)物塊A在運(yùn)動(dòng)前2米的過程中所加的外力氣為多少？運(yùn)動(dòng)了2米之后，作用于物塊A上的外力尸2又為多

少？

22

v(m/s1

20t

——B-------------1\01J^-

—i_*x(m)

4

甲乙

答案：(1)Im/S2;4m/s2;(2)6N⑶4N；8N

解析：

(1)由圖像可知：前2m內(nèi)對(duì)A有

V2=2。產(chǎn)

得出

Q]=lm/s2

2m后，對(duì)A有

v12—v02=2a2x

a2=4m/s2

(2)對(duì)B受力分析有

%mg—11122mg=maQ

外力F使A在B上的臨界加速度為

aQ=2m/s2

外力F對(duì)AB整體有

17

F「％'2mg=2maQ

FQ=6N

A

f\

(3)運(yùn)動(dòng)前2m

4-lm/s2<aQ

可知AB一起勻加速運(yùn)動(dòng)

對(duì)AB整體有

々~H22mg=2叫

F=4N

運(yùn)動(dòng)2m后對(duì)A有

a2=4m'/s2>a0n

則2m后AB兩個(gè)物體開始相對(duì)運(yùn)動(dòng)

對(duì)A有

F2-nmg=ma2

F2=8N

14、傳送帶被廣泛地應(yīng)用于車站、碼頭、工廠.如圖甲所示為一傳送裝置，由一個(gè)傾斜斜面和一個(gè)水平傳送帶

組成，斜面與水平傳送帶平滑連接，其原理可簡(jiǎn)化為示意圖乙.斜面AB長(zhǎng)度1=11.25m,傾角0=37。，箱子

與斜面AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)叢=0.8,傳送帶BC長(zhǎng)度4=7m,箱子與傳送帶BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)氏=0.2,某工

人將一質(zhì)量為m=lkg的箱子以初速度v°=5m/s從A處沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，傳送帶BC保持靜止.(g=10m/s^,

sin37°=0.6,cos37°=0.8)求：

(1)箱子運(yùn)動(dòng)到B處的速度大小；

18

(2)箱子在傳送帶BC上運(yùn)動(dòng)的距離;

(3)若傳送帶BC逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，保持v?=2m/s的恒定速率.仍將質(zhì)量為m=1kg的箱子以初速度v°=5m/s從

A處沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，求箱子在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

甲

答案：⑴4m/s；(2)4m；⑶4.5s

解析：

(1)從A到B過程，根據(jù)牛頓第二定律有

〃i?ngcos37°—m^sin37°=ma^

解得

%=0.4m/s2

根據(jù)速度位移公式有

嗎-畛=-2哈

解得

=4m/s

vDo

(2)從B到靜止過程，根據(jù)牛頓第二定律有

l^2mg=ma2

根據(jù)

19

0—v2=-2ax

B2i

解得

4=4m

(3)從B到速度減為零的過程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

從速度減為零開始向左運(yùn)動(dòng)過程

V2—0=2a

222

解得

%2=lm<4m

則箱子先勻加速1m后勻速運(yùn)動(dòng)

以一0

t=-----=1s

2

勻速運(yùn)動(dòng)到B過程

X=X-X=3m

3l2

t=U=1.5s

3%

因?yàn)?/p>

〃]?ngcos370>mgs\n370

所以箱子最后會(huì)停在斜面上

t=t+t+￡=4.5s

總123

15、如圖所示為滑沙游戲，游客從頂端A點(diǎn)由靜止滑下8s后，操縱剎車手柄使滑沙車勻速下滑至底端B點(diǎn)，

在水平滑道上繼續(xù)滑行直至停止。已知游客和滑沙車的總質(zhì)量m=60kg,傾斜滑道AB長(zhǎng)1y『128m,傾角6=37°,

20

滑沙車底部與沙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=05滑沙車經(jīng)過B點(diǎn)前后的速度大小不變，重力加速度g取lOm/s,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力。求:

(1)游客勻速下滑時(shí)的速度大?。?/p>

(2)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為［6m,則他在此處滑行時(shí)，需對(duì)滑沙車施加多大的水平制動(dòng)力。

答案：(1)16m/s；(2)180N

解析：

(1)由牛頓第二定律得

mgsin0-pimgcos0=ma

解得游客從頂端A點(diǎn)由靜止加速下滑時(shí)的加速度大小

a=2m/sz

游客勻速下滑時(shí)的速度大小

v=ati=16m/s

(2)設(shè)游客在BC段的加速度大小為a，，由公式

0-v2=-2a'x

解得

a>=8m/s2

由牛頓第二定律得

21

F+|jmg=nia,

解得制動(dòng)力

F=180N

16、2022年2月8日，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員谷愛凌在北京冬奧會(huì)自由式滑雪女子大跳臺(tái)決賽中摘得金牌，如圖所示為

其平時(shí)訓(xùn)練的場(chǎng)景圖。一滑雪道由PM和MN兩段組成，其中PM段傾角為。=30。，MN段水平，PM、MN平滑連接。

谷愛凌(可視為質(zhì)點(diǎn))從滑道頂端P處保持兩滑雪板平行由靜止下滑，20s后檢測(cè)到其速度達(dá)到144km/h,此

時(shí)谷愛凌調(diào)整兩滑雪板之間的角度使其保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)，10s后再次使兩滑雪板平行，又經(jīng)過10s到達(dá)斜

坡底端M處，保持兩滑雪板平行做勻減速運(yùn)動(dòng)，最終停止在N點(diǎn)處。谷愛凌及其裝備的總質(zhì)量為m=80kg。已

知谷愛凌可通過改變兩滑雪板之間的角度來調(diào)整滑雪板與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。取g=10m/s=,不計(jì)空氣阻力。

求：

(1)谷愛凌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)雪地對(duì)滑雪板的摩擦力大小。

(2)M、N之間的距離。

(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中谷愛凌克服摩擦力做的功。

答案：⑴400N；(2)180V3m；(3)5.2x105J

解析：

(1)谷愛凌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)

f=mgsind=400N

(2)由靜止下滑，20s后檢測(cè)到其速度達(dá)到144km/h,加速度

22

a=gsind—^gcosd=-2------=2m/s2

C1

10s后再次使兩滑雪板平行，又經(jīng)過10s到達(dá)斜坡底端M處，所以繼續(xù)加速了10s,速度為

%=%+a"60m/s

保持兩滑雪板平行做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度

a=也見=Xg

m

解得

a=2V3m/s2

NkN之間的距離

x=F=300gm

2a

(3)斜面上總位移

4=號(hào)xt]+%x%+2"xt2=1300m

根據(jù)能量守恒，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中谷愛凌克服摩擦力做的功

%=mgx^inO=5.2x105j

實(shí)驗(yàn)題

17、在“探究作用力與反作用力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將兩個(gè)力傳感器按如圖甲方式對(duì)拉，其中一只系在墻上,

另一只握在手中，在計(jì)算機(jī)屏上顯示出力，如圖乙所示。

23

甲乙

⑴橫坐標(biāo)代表的物理量是O

⑵由圖可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是(填字母)。

A.兩力傳感器間的作用力與反作用力大小相等

B.兩力傳感器間的作用力與反作用力方向相反

C.兩力傳感器間的作用力與反作用力同時(shí)變化

D.兩力傳感器間的作用力與反作用力作用在同一物體上

答案：時(shí)間ABC

解析：

考查牛頓第三定律探究實(shí)驗(yàn)。

(1)⑴由題可知，圖乙表示的是力傳感器上的作用力隨時(shí)間變化的關(guān)系，所以橫坐標(biāo)代表的物理量是時(shí)間，

縱坐標(biāo)代表的物理量是力；

(2)[2]從圖乙可以看出作用力與反作用力大小相等，方向相反，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，且作用在不同的物體

上，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。

18、用如圖甲所示裝置，測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。放在水平桌面上的長(zhǎng)木板一端帶有定滑輪，另一

端固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連接在木塊上，繞過定滑輪的細(xì)線一端連接在木塊上，另一端懸

掛裝有硅碼的硅碼盤，開始時(shí)木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。

24

木塊打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

定滑輪

紙帶

0123456

祛碼盤???????

及祛碼人水平長(zhǎng)木板

甲乙

(1)實(shí)驗(yàn)前，需要調(diào)節(jié)的高度，使連接木塊的細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。

(2)接通電源，釋放紙帶，圖乙為打出的紙帶上點(diǎn)跡清晰的一段，紙帶上0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，

相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為人測(cè)出紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)0、2間的距離

為.，計(jì)數(shù)點(diǎn)4、6間的距離為馬，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，木塊的速度大小為木塊的加速度大小為一o

(3)若木塊的質(zhì)量為M,懸掛的徐碼和弦碼盤的總質(zhì)量為小，則木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為—o

)尸

答案：定滑輪舄G2%)/'2m(m3

200M200Mg

解析：

(1)⑴調(diào)節(jié)定滑輪的高度使連接木塊的細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。

(2)[2][3]根據(jù)時(shí)間中點(diǎn)速度等于某段時(shí)間的平均速度，則可求打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，木塊的速度大小為

v

5-To

根據(jù)

Ax—at2

得木塊的加速度

a一4xi_(x2M

102200

2啰)

(3)[4]由牛頓第二定律有

mg^Mg=(mM)a

25

解得

m(m+M)(%2—%1)/2

“=防-200Mg

19、某同學(xué)制作了一個(gè)“豎直加速度測(cè)量?jī)x”，可以用來測(cè)量豎直上下電梯運(yùn)行時(shí)的加速度，其構(gòu)造如圖所示。

把一根輕彈簧上端固定在小木板上，下端懸吊0.9N重物時(shí)，彈簧下端的指針指木板上刻度為C的位置，把懸

吊1.0N重物時(shí)指針位置的刻度標(biāo)記為0,以后該重物就固定在彈簧上，和小木板上的刻度構(gòu)成了一個(gè)“豎直加

速度測(cè)量?jī)x

(1)請(qǐng)?jiān)趫D中除0以外的6根長(zhǎng)刻度線旁，標(biāo)注加速度的大小，示數(shù)的單位用m/竽表示，加速度的方向向上為

正、向下為負(fù)。說明這樣標(biāo)注的原理。

(2)仿照以上裝置，設(shè)計(jì)一個(gè)“水平加速度測(cè)量?jī)x”。要求：畫出它的裝置圖；說明它的構(gòu)造；介紹加速度刻度的

標(biāo)注原理。g取10m/s%

J7r

、o

wl

-gl,i

二

二§Ql

一

二

□l

一a-l

Ocl^f

-3—

二

二L

一

二o

二

-d

二

-l-0-jC

-0.5Vk板單位:向T

o4?*y-1.5-I.O-O.5O0.51.01.5

0.5-i、hiiJiuihiuhiiJinJuiJ

?rooooooooooooot-------O

1016G

1.5-3

、光滑的槽

答案:(1)單位:m/s‘標(biāo)注原理見解析；構(gòu)造和原理見解析;

解析:

⑴⑴懸吊1.0N重物時(shí)，由平衡條件得

26

mg=1.0

解得m=0.1kg

依題意，向上為正，在C點(diǎn)彈簧的