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2019-2020年高考物理一輪復習 高考真題備選題庫 第三章 牛頓運動定律 1．(xx上海高考)牛頓第一定律表明，力是物體____________發(fā)生變化的原因；該定律引出的一個重要概念是____________。 解析：力的作用效果是改變物體的運動狀態(tài)或使物體產(chǎn)生形變；牛頓第一定律通過實驗總結(jié)出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因；從而引出一切物體都有保持原來運動狀態(tài)的屬性，即慣性。 答案：運動狀態(tài)　慣性 2．(xx新課標全國Ⅰ)下圖是伽利略1604年做斜面實驗時的一頁手稿照片，照片左上角的三列數(shù)據(jù)如下表。表中第二列是時間，第三列是物體沿斜面運動的距離，第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，伽利略可以得出的結(jié)論是(　　) 1 1 32 4 2 130 9 3 298 16 4 526 25 5 824 36 6 1 192 49 7 1 600 64 8 2 104 A．物體具有慣性 B．斜面傾角一定時，加速度與質(zhì)量無關(guān) C．物體運動的距離與時間的平方成正比 D．物體運動的加速度與重力加速度成正比 解析：選C　本題考查物理學史及物理方法，意在考查考生對研究物理問題常用方法的理解和推理能力。由表可以看出第二列數(shù)據(jù)與第一列為二次方關(guān)系，而第三列數(shù)據(jù)與第一列在誤差范圍內(nèi)成正比，說明物體沿斜面通過的距離與時間的二次方成正比，故選項C正確。 3．(xx新課標)伽俐略根據(jù)小球在斜面上運動的實驗和理想實驗，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學的基礎(chǔ)。早期物理學家關(guān)于慣性有下列說法，其中正確的是(　　) A．物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B．沒有力的作用，物體只能處于靜止狀態(tài) C．行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性 D．運動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動 解析：慣性是物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，故A對；根據(jù)慣性定律可知沒有力的作用，物體將保持原來的狀態(tài)，即靜止狀態(tài)或者勻速直線運動狀態(tài)，故B錯；行星在圓軌道上的運動是變速運動，是在萬有引力作用下的運動，所以C錯；運動物體如果不受力作用， 將保持原來的運動狀態(tài)，即繼續(xù)以同一速度沿著同一直線運動，D對。 答案：AD 第2節(jié) 牛頓第二定律 兩類動力學問題 1. (xx上海高考)如圖，水平地面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為θ的固定斜面，斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球。靜止時，箱子頂部與球接觸但無壓力。箱子由靜止開始向右做勻加速運動，然后改做加速度大小為a的勻減速運動直至靜止，經(jīng)過的總路程為s，運動過程中的最大速度為v。 (1)求箱子加速階段的加速度大小a′。 (2)若a>gtan θ ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力。 解析：(1)設(shè)加速過程中加速度為a′，由勻變速運動公式 s1＝　s2＝ s＝s1＋s2＝＋ 解得a′＝ (2)設(shè)球不受車廂作用，應滿足Nsin θ＝ma，Ncos θ＝mg 解得a＝gtan θ 減速時加速度由斜面支持力N與左壁支持力P共同決定，當a>gtan θ時，P＝0 球受力如圖。 由牛頓定律Nsin θ＝ma，Ncos θ－Q＝mg 解得Q＝m(acot θ－g) 答案：(1)　(2)0　m(acot θ－g) 2．(xx全國卷Ⅰ)如圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))。與穩(wěn)定在豎直位置時相比，小球的高度(　　) A．一定升高 B．一定降低 C．保持不變 D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定 解析：選A　設(shè)橡皮筋的原長為L，開始時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，小球受到的合力為零，橡皮筋處于豎直方向，橡皮筋懸點O距小球的高度L1＝L＋；當小車向左加速，穩(wěn)定時，橡皮筋與豎直方向的夾角為θ，對小球受力分析，由圖可知：橡皮筋上的彈力kx＝，橡皮筋懸點O距小球的高度L2＝cos θ＝Lcos θ＋?？梢?，L1>L2，A正確，B、C、D錯誤。 3．(xx全國卷Ⅰ)某同學利用圖(a)所示實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應關(guān)系圖，如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到?；卮鹣铝袉栴}： (1)根據(jù)該同學的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。 (2)由圖(b)可知，a m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是________________。 (3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是________________________，鉤碼的質(zhì)量應滿足的條件是________________________。 解析：(1)根據(jù)題圖(b)坐標系中給出的數(shù)據(jù)，連線，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系。 (2)根據(jù)題圖(b)中數(shù)據(jù)，小車受到鉤碼的拉力的作用，但沒有加速度，故未平衡摩擦力或傾角過小，沒有完全平衡摩擦力。 (3)在實驗中要求“直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力”需要滿足兩個條件：①平衡摩擦力；②鉤碼的質(zhì)量遠小于小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量。 答案：(1)非線性　(2)存在摩擦力　(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力　遠小于小車的質(zhì)量 4．(xx全國卷Ⅰ)公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離。當前車突然停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰。通常情況下，人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1 s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時，安全距離為120 m。設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的2/5。若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度。 解析：設(shè)路面干燥時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ0，剎車時汽車的加速度大小為a0，安全距離為s，反應時間為t0，由牛頓第二定律和運動學公式得μ0mg＝ma0① s＝v0t0＋② 式中，m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度。 設(shè)在雨天行駛時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝μ0③ 設(shè)在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運動學公式得 μmg＝ma④ s＝vt0＋⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得 v＝20 m/s(或72 km/h)?、? 答案：20 m/s(或72 km/h) 5．(xx全國卷Ⅱ)xx年10月，奧地利極限運動員菲利克斯鮑姆加特納乘氣球升至約39 km的高空后跳下，經(jīng)過4分20秒到達距地面約1.5 km高度處，打開降落傘并成功落地，打破了跳傘運動的多項世界紀錄。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。 (1)若忽略空氣阻力，求該運動員從靜止開始下落至1.5 km高度處所需的時間及其在此處速度的大??； (2)實際上，物體在空氣中運動時會受到空氣的阻力，高速運動時所受阻力的大小可近似表示為f＝kv2，其中v為速率，k為阻力系數(shù)，其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān)。已知該運動員在某段時間內(nèi)高速下落的v t圖像如圖所示。若該運動員和所帶裝備的總質(zhì)量m＝100 kg，試估算該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字) 解析：根據(jù)自由落體運動的規(guī)律和平衡條件解題。 (1)設(shè)該運動員從開始自由下落至1.5 km高度處的時間為t，下落距離為s，在1.5 km高度處的速度大小為v。根據(jù)運動學公式有v＝gt ① s＝gt2 ② 根據(jù)題意有 s＝3.9104 m－1.5103 m＝3.75104 m ③ 聯(lián)立①②③式得t＝87 s ④ v＝8.7102 m/s ⑤ (2)該運動員達到最大速度vmax時，加速度為零，根據(jù)平衡條件有mg＝kv⑥ 由所給的v t圖像可讀出 vmax≈360 m/s ⑦ 由⑥⑦式得k＝0.008 kg/m ⑧ 答案：(1)87 s　8.7102 m/s　(2)0.008 kg/m 6．(xx大綱卷)一物塊沿傾角為θ的斜坡向上滑動。當物塊的初速度為v時，上升的最大高度為H，如圖所示；當物塊的初速度為時，上升的最大高度記為h。重力加速度大小為g。物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h分別為(　　) A．tan θ和 B.tan θ和 C．tan θ和 D.tan θ和 解析：選D　物塊沿斜坡向上運動過程中，對其受力分析，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律可得N＝mgcos θ，μN＋mgsin θ＝ma，可得a＝μgcos θ＋gsin θ。由圖中幾何關(guān)系和運動學公式可得v2＝2a， ＝2a，可得h＝，μ＝tan θ，選項D正確，選項A、B、C錯誤。 7．(xx大綱卷)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝 的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g＝9.80 m/s2。 單位：cm x1 x2 x3 x4 h s 10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空： (1)物塊的加速度a＝________m/s2(保留3位有效數(shù)字)。 (2)因為________，可知斜面是粗糙的。 解析：(1)頻閃照相中相鄰影像點的時間間隔相等，利用逐差法求物塊的加速度a＝＝4.30 m/s2。 (2)若物塊沿光滑斜面下滑，對其受力分析，由牛頓第二定律可得：a′＝g＝5.88 m/s2，由物塊加速度a小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度a′，可知斜面是粗糙的。 答案：(1)4.30　(2)物塊加速度小于g＝5.88 m/s2(或：物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度) 8．(xx北京高考)應用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學習更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析正確的是(　　) A．手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài) B．手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài) C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度 D．在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度 解析：選D　手托物體由靜止開始向上運動，一定先做加速運動，物體處于超重狀態(tài)；而后可能勻速上升，也可能減速上升，選項A、B錯誤。在物體離開手的瞬間，二者分離，不計空氣阻力，物體只受重力，物體的加速度一定等于重力加速度；要使手和物體分離，手向下的加速度一定大于物體向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，選項C錯誤，D正確。 9．(xx山東高考)某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最大速度。 實驗步驟： ①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G； ②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示。在A端向右拉動木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F； ③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復步驟①②； 實驗數(shù)據(jù)如下表所示： G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 ④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h； ⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞)，測量C、D間的距離s。 完成下列作圖和填空： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上作出F－G圖線。 (2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝______(保留2位有效數(shù)字)。 (3)滑塊最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)。 解析：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作出圖像如圖所示。 (2)根據(jù)F＝μG可知，圖像的斜率表示滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)，由圖可知動摩擦因數(shù)為0.40。 (3)根據(jù)滑塊在木板上滑動的總距離為s，由于重物P離地面的高度為h，所以加速過程的距離也為h，在此后的過程中在滑動摩擦力的作用下做勻減速運動，直到靜止。根據(jù)運動學公式v2－v＝2as可得，v2－0＝2μg(s－h(huán))，v＝。 答案：(1)如圖所示 (2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正確) (3) 10．(xx山東高考)研究表明，一般人的剎車反應時間(即圖甲中“反應過程”所用時間)t0＝0.4 s，但飲酒會導致反應時間延長。在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v0＝72 km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L＝39 m。減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。求： (1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間； (2)飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少； (3)減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值。 解析：(1)設(shè)減速過程汽車加速度的大小為a，所用時間為t，由題可得初速度v0＝20 m/s，末速度vt＝0，位移s＝25 m，由運動學公式得 v＝2as ① t＝ ② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得 a＝8 m/s2 ③ t＝2.5 s ④ (2)設(shè)志愿者反應時間為t′，反應時間的增加量為Δt，由運動學公式得 L＝v0t′＋s ⑤ Δt＝t′－t0 ⑥ 聯(lián)立⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得 Δt＝0.3 s ⑦ (3)設(shè)志愿者所受合外力的大小為F，汽車對志愿者作用力的大小為F0，志愿者質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得 F＝ma ⑧ 由平行四邊形定則得 F＝F2＋(mg)2 ⑨ 聯(lián)立③⑧⑨式，代入數(shù)據(jù)得 ＝ ⑩ 答案：見解析 11．(xx新課標全國Ⅱ)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)系的圖像是(　　) 解析：選C　本題考查摩擦力、牛頓第二定律等基礎(chǔ)知識點，意在考查考生應用相關(guān)知識分析問題、解決問題的能力。設(shè)物塊所受滑動摩擦力為f，在水平拉力F作用下，物塊做勻加速直線運動，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)系的圖像是C，選項C正確，A、B、D錯誤。 12．(xx安徽理綜)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θ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 θ＋acos θ)　FN＝ m(gcos θ－asin θ) B．T＝m(gcos θ＋asin θ)　FN＝ m(gsin θ－acos θ) C．T＝m(acos θ－gsin θ)　FN＝ m(gcos θ＋asin θ) D．T＝m(asin θ－gcos θ)　FN＝ m(gsin θ＋acos θ) 解析：選A　本題考查受力分析和牛頓第二定律，意在考查考生對力和運動關(guān)系的理解。對小球受力分析，并沿水平、豎直方向正交分解。水平方向：Tcos θ－FNsin θ＝ma，豎直方向：Tsin θ＋FNcos θ＝mg。聯(lián)立求解得選項A正確。 13．(xx安徽理綜)如圖所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑， 若在物塊上再施加一個豎直向下的恒力F，則(　　) A．物塊可能勻速下滑 B．物塊仍以加速度a勻加速下滑 C．物塊將以大于a的加速度勻加速下滑 D．物塊將以小于a的加速度勻加速下滑 解析：對物塊進行受力分析，設(shè)斜面的角度為θ，可列方程mgsin θ－μmgcos θ＝ma，sin θ－μcos θ＝a/g，當加上力F后，由牛頓第二定律得(mg＋F)sin θ－μ(mg＋F)cos θ＝ma1，即mgsin θ－μmgcos θ＋Fsin θ－Fcos θ＝ma1，ma＋Fsin θ－μFcos θ＝ma1，F(xiàn)sin θ－μFcos θ＝F(sin θ－μcos θ)＝Fa/g，F(xiàn)a/g大于零，代入上式知，a1大于a。物塊將以大于a的加速度勻加速下滑。只有C項正確。 答案：C 14．(xx浙江理綜)如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計空氣阻力)．下列說法正確的是(　　) A．在上升和下降過程中A物體對B物體的壓力一定為零 B．上升過程中A物體對B物體的壓力大于A物體受到的重力 C．下降過程中A物體對B物體的壓力大于A物體受到的重力 D．在上升和下降過程中A物體對B物體的壓力等于A物體受到的重力 解析：本題考查牛頓運動定律的應用——超重和失重的知識．A、B兩物體拋出以后處于完全失重狀態(tài)，無論是上升還是下降，A物體對B物體的壓力一定為零，A選項正確． 答案：A 第3節(jié) 牛頓運動定律的綜合應用 1．(xx重慶高考)以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時，一個物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實線描述兩物體運動的v－t圖像可能正確的是(　　) 解析：選D　不受空氣阻力的物體，整個上拋過程中加速度恒為g，方向豎直向下，題圖中的虛線表示該物體的速度－時間圖像；受空氣阻力的物體在上升過程中，mg＋kv＝ma，即a＝g＋，隨著物體速度的減小，物體的加速度不斷減小，故A項錯誤；物體上升到最高點時，速度為零，此時物體的加速度也是g，方向豎直向下，故圖中實線與t軸交點處的切線的斜率應與虛線的斜率相同，故D項正確，B、C項錯誤。 2．(xx山東高考)一質(zhì)點在外力作用下做直線運動，其速度v隨時間t變化的圖像如圖。在圖中標出的時刻中，質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向相同的有(　　) A．t1　　　 　B．t2 C．t3　　　　 D．t4 解析：選AC　已知質(zhì)點在外力作用下做直線運動，根據(jù)它的速度－時間圖像可知，在圖中標出的t1時刻所在的過程中，質(zhì)點的速度越來越大，但斜率越來越小，說明質(zhì)點做加速度越來越小的變加速直線運動，因此t1時刻質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向相同，因此A選項正確；在圖中標出的t2時刻所在的過程中，質(zhì)點在做勻減速直線運動，因此質(zhì)點所受合外力方向與速度方向相反，故B選項不正確；在圖中標出的t3時刻所在的過程中，質(zhì)點在做反向的勻加速直線運動，所以t3時刻質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向也相同，由此可知C選項也正確；同理t4時刻所在的過程中，質(zhì)點在做反向變減速直線運動，因此合外力的方向與速度的方向相反，故D選項錯誤。 3．(xx江蘇高考)如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2 m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對A施加一水平拉力F，則(　　) A．當F<2μmg時，A、B都相對地面靜止 B．當F＝μmg時，A的加速度為μg C．當F>3μmg時，A相對B滑動 D．無論F為何值，B的加速度不會超過μg 解析：選BCD　A、B間的最大靜摩擦力為2μmg，B和地面之間的最大靜摩擦力為μmg，對A、B整體，只要F＞μmg，整體就會運動，選項A錯誤；當A對B的摩擦力為最大靜摩擦力時，A、B將要發(fā)生相對滑動，故A、B一起運動的加速度的最大值滿足2μmg－μmg＝mamax，B運動的最大加速度amax＝μg，選項D正確；對A、B整體，有F－μmg＝3mamax，則F＞3μmg時兩者會發(fā)生相對運動，選項C正確；當F＝μmg時，兩者相對靜止，一起滑動，加速度滿足F－μmg＝3ma，解得a＝μg，選項B正確。 4．(xx福建高考)如圖，滑塊以初速度v0沿表面粗糙且足夠長的固定斜面，從頂端下滑，直至速度為零。對于該運動過程，若用h、s、v、a分別表示滑塊的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示時間，則下列圖像最能正確描述這一運動規(guī)律的是(　　) 解析：選B　滑塊沿斜面下滑過程中，受重力、支持力和滑動摩擦力作用，做勻減速直線運動，故速度圖像為向下傾斜的直線，C項錯；滑塊加速度保持不變，D項錯；設(shè)滑塊的加速度大小為a，則滑塊的位移s＝v0t－at2，st圖像為開口向下的拋物線，B項對；設(shè)斜面傾角為θ，滑塊下降高度h＝ssin θ，所以ht圖像也是開口向下的拋物線，A項錯。 5．(xx四川高考)如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t＝0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，t＝t0時刻P離開傳送帶。不計定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長。正確描述小物體P速度隨時間變化的圖像可能是(　　) 解析：選BC　本題需考慮速度之間的關(guān)系及摩擦力與Q重力之間的關(guān)系，分別討論求解。 若v1＞v2，且P受到的滑動摩擦力大于Q的重力，則可能先向右勻加速，加速至v1后隨傳送帶一起向右勻速，此過程如圖B所示，故B正確。若v1＞v2，且P受到的滑動摩擦力小于Q的重力，此時P一直向右減速，減速到零后反向加速。若v2＞v1，P受到的滑動摩擦力向左，開始時加速度a1＝，當減速至速度為v1時，摩擦力反向，若有FT＞μmg，此后加速度a2＝，故C正確，A、D錯誤。 6．(xx重慶理綜)圖甲為伽利略研究自由落體運動實驗的示意圖，讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角條件下進行多次實驗，最后推理出自由落體運動是一種勻加速直線運動。分析該實驗可知，小球?qū)π泵娴膲毫?、小球運動的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨θ變化的圖像分別對應圖乙中的(　　) 　 甲　　　　　　　　　　乙 A．①、②和③　　　 B．③、②和① C．②、③和① D．③、①和② 解析：選B　本題考查牛頓運動定律及圖像分析，意在考查考生的圖像分析能力。根據(jù)斜面模型，小球在光滑的斜面上時，對斜面的壓力為FN＝mgcos θ，壓力FN與其最大值的比值為cos θ，此比值與θ的圖線對應圖像中的③；下滑過程中小球的加速度a＝gsin θ，加速度與其最大值的比值為sin θ，此比值與θ的圖線對應圖像中的②；重力加速度是恒定值，與其最大值的比值為1，此比值與θ的圖線對應圖像中的①。所以B項正確；A、C、D項錯誤。 7．(xx浙江理綜)如圖所示，水平木板上有質(zhì)量m＝1.0 kg的物塊，受到隨時間t變化的水平拉力F作用，用力傳感器測出相應時刻物塊所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g＝10 m/s2，下列判斷正確的是(　　) A．5 s內(nèi)拉力對物塊做功為零 B．4 s末物塊所受合力大小為4.0 N C．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.4 D．6 s～9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2 解析：選D　本題考查物體的受力分析和運動分析，意在考查考生對力的平衡條件、牛頓第二定律及圖象的理解。由Fft圖象知物塊所受的最大靜摩擦力為4 N，滑動摩擦力為3 N,4 s末物塊所受的合力為零，則B項錯誤；因前4 s內(nèi)物塊處于靜止狀態(tài)，5 s內(nèi)物塊的位移即第5 s內(nèi)物塊的位移不為零，則5 s內(nèi)拉力對物塊所做的功不為零，故A項錯誤；由μmg＝3 N，得物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，則C項錯誤；6 s～9 s內(nèi)物塊所受的合力為5 N－3 N＝2 N，由F合＝ma，得物塊的加速度大小a＝2 m/s2，故D項正確。 8．(xx浙江理綜)如圖所示，總質(zhì)量為460 kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2，當熱氣球上升到180 m時，以5 m/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＝10 m/s2 。關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(　　) A．所受浮力大小為4 830 N B．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10 s后的速度大小為5 m/s D．以5 m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N 解析：選AD　本題考查熱氣球的受力分析和運動分析，意在考查考生對力的平衡條件、牛頓第二定律的運用能力。熱氣球從地面剛開始上升時，由牛頓第二定律有：F合＝F?。璵g＝ma，得熱氣球所受的浮力F?。絤(g＋a)＝460(10＋0.5) N＝4 830 N，則A項正確；加速上升過程中，速度增大，所受空氣阻力也增大，則B項錯誤；熱氣球以5 m/s的速度勻速上升時，由平衡條件知所受的空氣阻力Ff＝F?。璵g＝4 830 N－46010 N＝230 N，則D項正確；熱氣球從地面上升10 s內(nèi)，它做變加速運動，故10 s時其速度大小不是5 m/s，則C項錯誤。 9．(xx新課標Ⅱ)一長木板在水平地面上運動，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－時間圖像如圖所示。己知物塊與木板的質(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＝10 m/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時刻到物塊與木板均停止運動時，物塊相對于木板的位移的大小。 解析：本題主要考查牛頓運動定律、勻變速直線運動規(guī)律、速度圖像、疊加體及其相關(guān)知識，意在考查考生靈活應用相關(guān)知識解決問題的能力。 (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，此過程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由題圖可知，在t1＝0.5 s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大小分別為a1和a2，則 a1＝?、? a2＝　② 式中v0＝5 m/s、v1＝1 m/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)量均為m，物塊和木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，由牛頓第二定律得 μ1mg＝ma1?、? (μ1＋2μ2)mg＝ma2　④ 聯(lián)立①②③④式得 μ1＝0.20?、? μ2＝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a′1和a′2，則由牛頓第二定律得 f＝ma′1?、? 2μ2mg－f＝ma′2?、? 假設(shè)f＜μ1mg，則a′1＝a′2；由⑤⑥⑦⑧式得f＝μ2mg＞μ1mg，與假設(shè)矛盾。 故f＝μ1mg　⑨ 由⑦⑨式知，物塊加速度的大小a′1等于a1；物塊的vt圖像如圖中點劃線所示。 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＋　? 物塊相對于木板的位移的大小為 s＝s2－s1　? 聯(lián)立①⑤⑥⑧⑨⑩??式得 s＝1.125 m　? 答案：(1)0.20　0.30　(2)1.125 m 10．(xx江蘇)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m1和m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g。 (1)當紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力大?。? (2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大小； (3)本實驗中，m1＝0.5 kg，m2＝0.1 kg，μ＝0.2，砝碼與紙板左端的距離d＝0.1 m，取g＝10 m/s2。若砝碼移動的距離超過l＝0.002 m，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：本題考查牛頓運動定律及運動學公式的應用，意在考查考生應用牛頓運動定律和運動學公式分析求解動力學問題的能力。 (1)砝碼對紙板的摩擦力f1＝μm1g，桌面對紙板的摩擦力f2＝μ(m1＋m2)g f＝f1＋f2，解得f＝μ(2m1＋m2)g (2)設(shè)砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為a2，則 f1＝m1a1，F(xiàn)－f1－f2＝m2a2，發(fā)生相對運動時，a2＞a1，解得F＞2μ(m1＋m2)g (3)紙板抽出前，砝碼運動的距離x1＝a1t， 紙板運動的距離d＋x1＝a2t 紙板抽出后，砝碼在桌面上運動的距離x2＝a3t，l＝x1＋x2 由題意知a1＝a3，a1t1＝a3t2， 解得F＝2μ[m1＋(1＋)m2]g 代入數(shù)據(jù)得F＝22.4 N 答案：(1)μ(2m1＋m2)g　(2)F＞2μ(m1＋m2)g　(3)22.4 N 11．(xx江蘇)如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、M，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動，力F的最大值是(　　) A．2f(m＋M)/M B．2f(m＋M)/m C．2f(m＋M)/M－(m＋M)g D．2f(m＋M)/m＋(m＋M)g 解析：當夾子與木塊兩側(cè)間的摩擦力達到最大摩擦力f時，拉力F最大，系統(tǒng)向上的加速度為a。先以m為研究對象，進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知： F－2f－mg＝ma， 再以M為研究對象，進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知： 2f－Mg＝Ma， 兩式聯(lián)立可解得F＝，A正確。 答案：A 12．(xx北京理綜)摩天大樓中一部直通高層的客運電梯，行程超過百米，電梯的簡化模型如圖1所示?？紤]安全、舒適、省時等因素，電梯的加速度a是隨時間t變化的。已知電梯在t＝0時由靜止開始上升，a－t圖像如圖2所示。電梯總質(zhì)量m＝2.0103 kg。忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； (2)類比是一種常用的研究方法。對于直線運動，教科書中講解了由v－t圖像求位移的方法。請你借鑒此方法，對比加速度和速度的定義，根據(jù)圖2所示a－t圖像，求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量Δv1和第2 s末的速率v2； (3)求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率P；再求在0～11 s時間內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功W。 解析：(1)由牛頓第二定律，有F－mg＝ma 由a－t圖像可知，F(xiàn)1和F2對應的加速度分別是a1＝1.0 m/s2，a2＝－1.0 m/s2， F1＝m(g＋a1)＝2.0103(10＋1.0)N＝2.2104 N F2＝m(g＋a2)＝2.0103(10－1.0)N＝1.8104 N (2)類比可得，所求速度變化量等于第1 s內(nèi)a－t圖線下的面積 Δv1＝0.5 m/s 同理可得Δv2＝v2－v0＝1.5 m/s v0＝0，第2 s末的速率v2＝1.5 m/s (3)由a－t圖像可知，11 s～30 s內(nèi)速率最大，其值等于0～11 s內(nèi)a－t圖線下的面積，有 vm＝10 m/s 此時電梯做勻速運動，拉力F等于重力mg，所求功率 P＝Fvm＝mgvm＝2.01031010 W＝2.0105 W 由動能定理，總功 W＝Ek2－Ek1＝mv－0＝2.0103102 J＝1.0105 J 答案：(1)F1＝2.2104 N F2＝1.8104 N (2) Δv1＝0.5 m/s v2＝1.5 m/s (3)P＝2.0105 W W＝1.0105 J 13．(2011新課標全國)如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊．假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(　　) 解析：本題中開始階段兩物體一起做加速運動，有 F＝(m1＋m2)a，即a＝，兩物體加速度相同且與時間成正比．當兩物體間的摩擦力達到μm2g后兩者發(fā)生相對滑動．對m2有F－f＝ma2，在相對滑動之前f逐漸增大，相對滑動后f＝μm2g 不再變化，a2＝，故其圖象斜率增大；而對m1，在發(fā)生相對滑動后，有μm2g＝m1a1，故a1＝為定值．故A選項正確． 答案：A 14．(xx浙江理綜)如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計空氣阻力)．下列說法正確的是(　　) A．在上升和下降過程中A物體對B物體的壓力一定為零 B．上升過程中A物體對B物體的壓力大于A物體受到的重力 C．下降過程中A物體對B物體的壓力大于A物體受到的重力 D．在上升和下降過程中A物體對B物體的壓力等于A物體受到的重力 解析：本題考查牛頓運動定律的應用——超重和失重的知識．A、B兩物體拋出以后處于完全失重狀態(tài)，無論是上升還是下降，A物體對B物體的壓力一定為零，A選項正確． 答案：A 15．(xx山東理綜)如圖甲所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接．圖乙中v、a、f和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．圖乙中正確的是(　　) 解析：本題考查牛頓第二定律、受力方向、滑動摩擦力、直線運動和速度圖象、加速度圖象、摩擦力圖象及路程隨時間變化的圖象等知識點，意在考查考生對知識的理解和運用能力．物體在斜面上下滑，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力為恒力，加速度為恒量，物體做勻加速直線運動，其加速度圖象應為一平行時間橫軸的直線段，速度v＝at，其速度圖象應為一向上傾斜的直線段，路程s＝at2/2，路程隨時間變化的圖象應為一開口向上的拋物線，選項A、B、D錯誤；物體滑到水平面上后，在摩擦力作用下做勻減速直線運動，其摩擦力大于在斜面上運動時的摩擦力，所以選項C正確． 答案：C