专题09 牛顿定律海南十年高考物理试题分类解析原创资源大赛.docx
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专题09牛顿定律海南十年高考物理试题分类解析原创资源大赛
海南十年高考物理试题分类解析:
牛顿定律
1.2017年第3题
3.汽车紧急刹车后,停止转动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线。
由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。
已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25m。
汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度g取10m/s2)()
A.10m/sB.20m/sC.30m/sD.40m/s
【解析】
,导入数据得20m/s
【答案】B
2.2017年第9题
9.如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为μ。
用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。
下列判断正确的是()
A.若μ≠0,则k=
B.若μ≠0,则
C.若μ=0,则
D.若μ=0,则
【解析】若μ≠0,
,
,所以
若μ≠0,
,
,所以
【答案】BD
3.2017年第14题
14.(16分)一轻弹簧的一端固定在倾角为
的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为m的小物块a相连,如图所示。
质量为
的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x0,从t=0时开始,对b施加沿斜面向上的外力,使b始终做匀加速直线运动。
经过一段时间后,物块a、b分离;再经过同样长的时间,b距其出发点的距离恰好也为x0。
弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。
求
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物块b加速度的大小;
(3)在物块a、b分离前,外力大小随时间变化的关系式。
解:
(1)受力分析可得,
由胡克定律F=kx0得弹簧的劲度系数
(2)设分离时,a、b的位移为x1,时间为t1,则
,再过时间t1,位移为x0,则
,所以
分离时,因为a、b间無作用力,但加速度相等,则a的加速度为
,所以物块b加速度的大小为
(3)整体法
,其中
把x和k、a值代入解得:
=
4.2016年第5题
5.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力
F的作用,其下滑的速度–时间图线如图所示。
已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5s、5~10s、10~15s内F的大小分别为F1、F2和F3,则
A.F1 B.F2>F3 C.F1>F3D.F1=F3 【答案】A 【解析】由v–t图象可知,0~5s内加速度a1=0.2m/s2,沿斜面向下,根据牛顿 第二定律有mgsinθ–f–F1=ma1,F1=mgsinθ–f–0.2m;5~10s内加速度a2=0,根据牛顿第二定律有mgsinθ–f–F2=ma2,F2=mgsinθ–f;10~15s内加速度a3=–0.2m/s2,沿斜面向上,根据牛顿第二定律有mgsinθ–f–F3=ma3,F3=mgsinθ–f+0.2m。 故可得: F3>F2>F1,选项A正确。 【考点】 图像,牛顿第二定律 【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,基础题。 5.2015年第8题 8.(5分)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为△l1和△l2,重力加速度大小为g.在剪断的瞬间,( ) A.a1=3gB.a1=0C.△l1=2△l2D.△l1=△l2 【考点】牛顿第二定律;胡克定律,牛顿运动定律综合专题. 【解析】对细线剪短前后的a、b、c物体分别受力分析,然后根据牛顿第二定律求解加速度与弹簧的伸长量. 解: A、B、对a、b、c分别受力分析如图, 根据平衡条件,有: 对a: F2=F1+mg 对b: F1=F+mg 对c: F=mg 所以: F1=2mg 弹簧的弹力不能突变,因形变需要过程,绳的弹力可以突变,绳断拉力立即为零. 当绳断后,b与c受力不变,仍然平衡,故a=0; 对a,绳断后合力为F合=F1+mg=3mg=maa,aB=3g方向竖直向下;故A正确,B错误. C、D、当绳断后,b与c受力不变,则F1=k△l1, ;同时: F=k△l2,所以: .联立得△l1=2△l2: 故C正确,D错误. 【答案】AC. 【点评】考查了牛顿第二定律的瞬时性的应用,重点区分绳和弹簧弹力的特点,注意加速度与受力的瞬时对应关系。 6.2015年第9题. 9.(5分)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块.开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时,( ) A.物块与斜面间的摩擦力减少B.物块与斜面间的正压力增大 C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑 【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力;共点力平衡的条件及其应用.牛顿运动定律综合专题. 【解析】对物体进行受力分析,得出匀速下滑时的受力情况,然后分析升降机加速上升时的情况即可. 解: 当升降机匀速运动时,物块相对于斜面匀速下滑,则: f=μmgcosθ=mgsinθ,所以: μ=tanθ;支持力与摩擦力的合力竖直向上,大小等于重力; 当升降机加速上升时,物体受到的支持力一定增大,此时的摩擦力: f′=μ•FN′=FN′•tanθ,所以支持力与摩擦力的方向仍然竖直向上,大小大于重力.则物体将向上做匀加速运动,但是,相对于升降机的斜面,仍然是向下匀速下滑.故BD正确. 【答案】BD 【点评】本题考查了判断物体与升降机的位置关系问题,知道当升降机加速上升时,物体受到的支持力一定增大是正确解题的关键。 7.2013年第2题 2.一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。 在此过程中,其它力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是 A.a和v都始终增大 B.a和v都先增大后减小 C.a先增大后减小,v始终增大 D.a和v都先减小后增大 【答案】C 【解析】质点受到的合外力先从0逐渐增大,然后又逐渐减小为0,合力的方向始终未变,故质点的加速度方向不变,先增大后减小,速度始终增大,本题选C。 8.2013年第7题 7.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。 下列说法符合历史事实的是 A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变 B.伽利略通过“理想实验”得出结论: 运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去 C.笛卡儿指出: 如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向 D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 【答案】BCD 【解析】本题考查物理学史实。 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,他的观点是错误的;伽利略通过实验与推理证明了力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,假如没有力作用在运动的物体上,物体将以原来的速度永远运动下去;同时期的笛卡尔也得出了类似的结论;牛顿在伽利略和笛卡尔的基础上,提出了惯性定律,即认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 本题应选BCD。 9.2012年第1题 1.根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是 A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比 B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度 C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任意一个的大小成正比 D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比 【答案】D 【解析】由牛顿第二定律可知,物体的加速度跟它的质量成反比,A错;加速度与合外力具有瞬时对应关系,只要合外力不为0,物体就具有加速度,B错;加速度与合外力成正比,C错D正确 10.2012年第6题 6.如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑 。 在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是() 【答案】C 【解析】物块沿ab上滑时,加速度大小a1=g(sin cos),方向与速度方向相反,做匀减速运动;沿bc下滑时,加速度大小a2=g(sin cos),方向沿斜面向下,物块做匀加速运动,因此a1>a2,由于摩擦,物块到达c点时的速度小于v0,C项正确. 11.2010年第5题 5.如右图,水平地面上有一楔形物块 ,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时 A.绳的张力减小,b对a的正压力减小 B.绳的张力增加,斜面对b的支持力增加 C.绳的张力减小,地面对a的支持力增加 D.绳的张力增加.地面对a的支持力减小 θ 左 【答案】C 【解析】在光滑段运动时,系统及物块b处于平衡状态,因此有 , ;当它们刚运行至轨道的粗糙段时,系统有水平向右的加速度,此时有两种可能,一是物块b仍相对a静止,竖直方向加速度为零,则 仍成立,但 ,因此绳的张力 将减小,而地面对a的支持力不变;二是物块b相对于a向上滑动,具有向上的加速度,是超重,因此绳的张力减小,地面对a的支持力增大,C正确。 考查受力分析、牛顿第二定律及运动状态判断的能力,难度较大。 12.2010年第6题 6.在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为 .则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】木板水平时,小物块的加速度 ,设滑行初速度为 ,则滑行时间为 ;木板改成后,小物块上滑的加速度 ,滑行时间 ,因此 ,A项正确。 考查牛顿第二定律和直线运动规律的应用,难度中等。 13.2010年第8题 8.如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块: 木箱静止时弹自由落体处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为 A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降 【答案】BD 【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力,则物块受到顶向下的压力,当物块对箱顶刚好无压力时,表明系统有向上的加速度,是超重,BD正确。 考查受力分析、牛顿第二定律及超重和失重现象,难度中等。 14.2010年第12题 12.雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关,雨滴速度越大,它受到的空气阻力越大: 此外,当雨滴速度一定时,雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的 次方成正比( ).假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落,最终它们都_______(填“加速”、“减速”或”匀速”)下落.______(填“大”或“小”)雨滴先落到地面;接近地面时,______(填“大”或“小”)雨滴的速度较小. 【答案】匀速(2分)大(1分)小(1分) 【解析】由于雨滴受到的空气阻力与速度有关,速度越大阻力越大,因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做匀速运动;设雨滴半径为 ,则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力 ,而重力 ,由于 ,因此半径大的匀速运动的速度大,先落地且落地速度大,小雨滴落地速度小。 考查平衡及考生的综合分析能力,难度较大。 15.2010年第16题 16.图l中,质量为 的物块叠放在质量为 的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为 =0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以 为单位,重力加速度 .整个系统开始时静止. (1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度; (2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的 图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。 1.5 【解析】 (1)设木板和物块的加速度分别为 和 ,在 时刻木板和物块的速度分别为 和 ,木板和物块之间摩擦力的大小为 ,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得 ① ,当 ② ③ ④ ⑤ 由①②③④⑤式与题给条件得 ⑥ ⑦ (2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的 图象,如右图所示。 在0~3s内物块相对于木板的距离 等于木板和物块 图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积,该四边形由两个三角形组成,上面的三角形面积为0.25(m),下面的三角形面积为2(m),因此 ⑧ 木板 评分参考: 本题共11分,第 (1)问8分,①②③④⑤式各1分,⑥式2分,⑦式1分;第 (2)问3分,正确给出 图象2分,⑧1分。
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