超全高考物理2021年復(fù)習(xí)試題-牛頓運(yùn)動定律(含答案解釋)

第三章牛頓運(yùn)動定律

1.2020最新模擬?全國卷1.15如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m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

狀態(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L2的加速度大小分別

為%、％。重力加速度大小為g。則有

A.4=g,/=gB.4=0,a2-g

_八/n+M-m+M

D.…，-F-g

【答案】C

【解析】在抽出木板的瞬時，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,al=0.對2物體受重力和壓力，根據(jù)牛頓第二定律a=仔峻=”著g

【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。

2.2020最新模擬?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A，N

8■—<t

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

4????Q■Q

?III

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/s2,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

3.2020最新模擬?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】a±=g+-^,aT=g-^,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=gg/,上升時間小于下落時間，C錯誤，B也錯誤,本題選A。

本題考查牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式。難度：中。

4.2020最新模擬?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。

5.2020最新模擬?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+〃

A1+〃B1+C+〃D

【答案】A

【解析】木板水平時，小物塊的加速度一心,設(shè)滑行初速度為，則滑行時間為穌；木板改成

_mgsin450+*tngcos45°_(1+及gt'=—=%

后，小物塊上滑的加速度,，滑行時間+，

f

t_a}_收〃

因此(MA項正確。

6.2020最新模擬?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

2

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，表明系

統(tǒng)有向上的加速度，是超重，BD正確。

7.2020最新模擬?海南物理口2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

（1<0<2）.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（2分）大（1分）小Q分）

【解析】由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

43

mg=p-7vr

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

由于,,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。

8.2020最新模擬?福建22如圖所示，物體A放在足夠長的木板B

A電

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mA和B的質(zhì)量

mg均為2.0kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)從=0.05,B與水平面之間的動摩擦因數(shù)4=0」，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/s2o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

(3)若t=1.0s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1.2m/s。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g(shù)=(D

由①并代入數(shù)據(jù)解得

?=C.5m/s*玄

B時.木板a的口度力tf?的

叫=既，|

木板B所受拉力凡由牛頓笫二定律

F-Mif+%)伊=?％@

電動機(jī)輸出功率合

P,=移⑤

由③@⑤并代入數(shù)據(jù)解得P1-7W6

(?)電動機(jī)的輸出功率調(diào)整為5W時,設(shè)細(xì)繩對木板B的拉力為廣，則

尸’=/1⑦

代人數(shù)據(jù)解得F-5N?

樂羲劣受力滿足

所以木板B將做勻速直線運(yùn)動，而物體A則繼續(xù)在B上做勻加速直線運(yùn)動直到4、8速度相等。設(shè)這

一過程時間為人有

v=a(t)+t*)

(4。

這段時間內(nèi)8的位移如=。遙’?

，I、B速度相同后，由于F＞他(啊+m,”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，由動假定理得

1^(1,-//-f.)-小(”。?

由②③弟?◎并代人數(shù)據(jù)每得

木板8在f=1.0S到y(tǒng)3.8S這段時間的位移

.$=$i+t,=3.03m(或取s=3.0m)

9.2020最新模擬?海南物理16圖I中，質(zhì)量為利的物

塊疊放在質(zhì)量為2加的足夠長的木板上方右側(cè)，木板放

.-阿F

在光滑的水平地面上,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為|2m1

圖

〃=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s

內(nèi)F的變化如圖2所示，圖中F以為單位，重力加速度g=l°m/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；

4

(2)在同一坐標(biāo)系中畫出0~3s內(nèi)木板和物塊的。-'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

①

/=昭，當(dāng)〈叼

F-f=(2m)a

由①②③④⑤式與題給條件得

vt-4rn/s,v,5=4.5m/s,4=4m/s,u,=4m/s⑥

o；=4m/s,苗=4in/s

⑦

(2)由⑥⑦式得到物塊與木板運(yùn)動的1圖象，如右圖所示。在0~3s內(nèi)物塊相

對于木板的距離小等于木板和物塊圖線下的面積之差，即圖中帶陰影的

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

M=2.25m⑧

5

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tl分別為（B）

A.0.30sB.3和0.30sC.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)。=7得3a甲=a乙,

根據(jù)牛頓第二定律有￡==3,由。乙=金=10/n/52=」一彳導(dǎo)t=0.3s,B正確。

"2甲3乙"I乙0.40.4-t

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

c?

①經(jīng)過B點時，運(yùn)動員的速率最大：

n，

②經(jīng)過C點時，運(yùn)動員的速率最大

③從C點到。點，運(yùn)動員的加速度增大

④從C點到D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)

6

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，一足夠長的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上，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)

A物塊先向左運(yùn)動，再向右木板|-------拉力運(yùn)動

777777777777777~

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G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）（A）

解析：由圖可知，在tO-tl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tl-t2階段彈簧秤示數(shù)等于實際重量，則既不超重也不失重，在t2-t3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tO-tl時間內(nèi)向下加速，tl-t2階段勻

7

速運(yùn)動,t2-t3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tO-tl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）

|AAAAAAA______上

A.當(dāng)A、B加速度相等「一"一］時，系統(tǒng)的機(jī)械能最大

\\W\W\\\\\x\\\\\

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、B在水平方向受力分析如圖，F(xiàn)1為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為a時，對A有尸一片=加。，對

F

B有6=〃皿，得￡=7,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X兩物體運(yùn)動的v-t圖象如圖，tl時刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最

8

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，tl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

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/s2）,

"77777777777777

（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F-mg=機(jī)《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”N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)力沿斜面向上，大小為F時，物

體的加速度為al;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.al=a2B.al<a2<2alC.a2=2alD.a2>2al

解析：當(dāng)為F時有q=￡二￡,當(dāng)為2F時有生=*二￡=2匕/+￡=26+工，可知電>2a,,

mmmm

D對。

9.（09?山東17）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表示

物體的位移）四個選項中正確的是（B）

9

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——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"位移一一時間"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18）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

10

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

(BC)

A.飛船變軌前后的機(jī)械能相等

B.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.飛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

2萬

期24小時，根據(jù)T=——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。

(0

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

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。

11

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-“geos6,上滑時加速度為g+"geos。,所以C正版設(shè)

下滑的距離為I,根據(jù)能量守恒有〃（〃?+M）g/cos6+〃Mg/cose=;ng/sin。，得m=2M0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［7）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

mg

12

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，有一個正方形的abed,頂點a、c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b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復(fù)運(yùn)動。

粒子從b點運(yùn)動到d點的過程中7f

（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O點的電勢最高，所以從b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b到。電場力做正功，電勢能減小，由。到dM.

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ml=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

半徑地面上緊靠軌道次排放兩聲完全相同的木板、,長度均

R=1.8m0AB

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〃1,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=10m/s2）

13

(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〃1應(yīng)滿足的條件。

(3)若〃1=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，

mgR=:叫說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，品-肛g=町&②

聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得量=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＜XA(m,+2m2)g@

若滑上木板B時，木板B開始滑動，由受力分析得“町g＞也(町+嗎)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,由牛頓第二定律得打叫g(shù)W町4⑦

設(shè)貨物滑到木板A末端是的速度為v,,由運(yùn)動學(xué)公式得看=-2o,/⑧

聯(lián)立①⑦⑧式代入數(shù)據(jù)得v,=4m/5@

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=vQ-a,t⑩

聯(lián)立①⑦⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得t=0.4.v.

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，最終點燃匕

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，另一4J

端被坐在吊椅上的運(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,不計定餐

14

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a=lm/s2上升時，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,275N

解析：解法一：(1)設(shè)運(yùn)動員受到繩向上的拉力為F,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F.對運(yùn)動員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示，則有:

2F-(mz+相符)g=(mA+m椅\i

F=44()N

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FN,對運(yùn)動員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有：

F+FN-mAg=mAa

FN=275N

由牛頓第三定律，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m;運(yùn)動員豎直向下的拉力為F,對吊椅的壓力大小為FN。

根據(jù)牛頓第三定律，繩對運(yùn)動員的拉力大小為F,吊椅對運(yùn)動員的支持力為FN。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得尸二440N

FN=275N

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

15

升力F=28No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/s2o

(1)第一次試飛，飛行器飛行tl=8s時到達(dá)高度H=64m0求飛行器所阻力f的大小;

(2)第二次試飛，飛行器飛行t2=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t3。

解析:

(1)第一次飛行中，設(shè)加速度為4

_|,

勻加速運(yùn)動"=]”/:

由牛頓第二定律F-mg-f=mc\

解得了=4(N)

(2)第二次飛行中，設(shè)失去升力時的速度為V1,上升的高度為》

勻加速運(yùn)動si

設(shè)失去升力后的速度為々，上升的高度為52

由牛頓第二定律機(jī)g+f=ma2

解彳導(dǎo)h-S]+s2=42(m)

(3)設(shè)失去升力下降階段加速度為生；恢復(fù)升力后加速度為4，恢復(fù)升力時速度為匕

由牛頓第二定律mg_于

F+f-mg=ma4

16

V3=a3t3

解得t3=二一⑸（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，在水平直道上以為=12m/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機(jī)/『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F,

卡車剎車前后加速度的大小分別為％和生。重力加速度大小為g。由牛頓第二定律有

f-2jnMg=0①

F-/LiMg=Ma]②

4Mg=Ma③

3/nMg-Ma2④

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

12

S|=3+”⑤

M=%+卬⑥

vf=2"2s2⑦

式中，、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

片=2as⑧

卡車和車廂都停下來后相距

Av=5j+s2—s⑨

由①至⑨式得

A說42s

△s----------1—VQZH—at?K)

3a33

帶入題給數(shù)據(jù)得

17

△s=36mH

評分參考：本題9分。①至⑧式各1分，H式1分

18.（09?上海物理22）（12分）如圖A.,質(zhì)量m=1kg37

始向下運(yùn)動，風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右，其大/」與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速

度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖B.所示。求：

（1）物體與斜面間的2）比

例系數(shù)k0

（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）

解析：（1）對初始時刻：mgsinmgeosmaO在

由圖讀出a0=4m/s2代入A式，

gsinmaO

-----------------=0.25;

geos

（2）對末時刻加速度為零：mgsinN-kvcos02

又N=mgcoskvsin

由圖得出此時v=5m/s

mg（sincos

代入2式解得-----:-------------=0.84kg/s

vsincoso

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)量機(jī)&=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=1.2N.假設(shè)A所帶的電量不影響極板間的電場分布。t=0時刻，小滑塊A從B表面上的a點

以相對地面的速度匕=L6m/s向左運(yùn)動，同時，B（連同極板）以相對地面的速度以=0.40m/s向右運(yùn)

18

動。問(g取10m/s2)

(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

圖20

多少？

解析：⑴由牛頓第二定律尸=ma有

A剛開始運(yùn)動時的加速度大小4=土=2.0加Is2方向水平向右

啊

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=l.2N

摩擦力/=/J(,rnA+mB)g=O.SN

p_l_f

B剛開始運(yùn)動時的加速度大小%=—L=2.0m/s2方向水平向左

⑵設(shè)B從開始勻減速到零的時間為tl,則有。=.=02s

aB

此時間內(nèi)B運(yùn)動的位移=匕9=0.04m

tl時刻A的速度I)1="-aAti=1.2m/5>0,故此過程A一直勻減速運(yùn)動。

此tl時間內(nèi)A運(yùn)動的位移〃,=("+丁居=0.28m

此tl時間內(nèi)A相對B運(yùn)動的位移邑=0=0.32m

此tl時間內(nèi)摩擦力對B做的功為卬|=-f-5fil=-0.032J

tl后，由于尸>/,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-aAt2

19

F0

對B加速度%?=-^-=QAm/s2

mn

速度u=aBf2

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得u=0.2mIsr=0.5s

此t2時間內(nèi)A運(yùn)動的位移sA2=（"+?。?0.35m

此t2時間內(nèi)B運(yùn)動的位移$82=9=005m

此t2時間內(nèi)A相對B運(yùn)動的位移與=sA2-sB2=0.30m

此t2時間內(nèi)摩擦力對B做的功為*=?/-sB2=-0.041

所以A最遠(yuǎn)能到達(dá)b點a、b的距離L為L=S|+==0.62m

從t=0時刻到A運(yùn)動到b點時，摩擦力對B做的功為

wf=wi+w2=-0.072J.

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

左右

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,N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.

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.

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.2vC.3v、向下D.3v、向上

C

解析