2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高考真題備選題庫 第三章 牛頓運動定律

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 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(biāo)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)

2、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(xué)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

3、正比，故選項C正確。 3．(xx·新課標(biāo))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(xué)的基礎(chǔ)。早期物理學(xué)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?fàn)顟B(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?fàn)顟B(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；

4、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(xué)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＝

5、s＝s1＋s2＝＋ 解得a′＝ (2)設(shè)球不受車廂作用，應(yīng)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(dāng)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)。現(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

6、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(dāng)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(xué)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(yīng)關(guān)系圖，如圖(b)所示。實驗中小車(含發(fā)射器

7、)的質(zhì)量為200 g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)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(jī)得到?；卮鹣铝袉栴}： (1)根據(jù)該同學(xué)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(yīng)采取的改進(jìn)措施是________________________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是______________

8、__________。 解析：(1)根據(jù)題圖(b)坐標(biāo)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yīng)保持一定的安全距離。當(dāng)前車突然停止時，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離

9、內(nèi)停下而不會與前車相碰。通常情況下，人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為1 s。當(dāng)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(yīng)時間為t0，由牛頓第二定律和運動學(xué)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

10、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(xué)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)　⑥ 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(dá)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(jì)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)

11、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(dá)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(xué)公式有v＝gt ① s＝gt2 ② 根據(jù)題意有 s＝3.9×104 m－1.

12、5×103 m＝3.75×104 m ③ 聯(lián)立①②③式得t＝87 s ④ v＝8.7×102 m/s ⑤ (2)該運動員達(dá)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　8.7×102 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(dāng)物塊的初速度為v時，上升的最大高度為H，如圖所示；當(dāng)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(　　)

13、 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(xué)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(jī)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、

14、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，

15、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(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)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

16、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(xì)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

17、改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)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(xì)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(biāo)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＝___

18、___(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(xué)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．

19、(xx·山東高考)研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時間(即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時間)t0＝0.4 s，但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)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(yīng)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

20、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(xué)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(yīng)時間為t′，反應(yīng)時間的增加量為Δt，由運動學(xué)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

21、 11．(xx·新課標(biāo)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(yīng)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(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小

22、球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細(xì)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(xì)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，

23、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(jìn)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

24、，當(dāng)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

25、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(yīng)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(yīng)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

26、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(yīng)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(biāo)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

27、線運動，根據(jù)它的速度－時間圖像可知，在圖中標(biāo)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(biāo)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(biāo)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

28、、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。現(xiàn)對A施加一水平拉力F，則(　　) A．當(dāng)F<2μmg時，A、B都相對地面靜止 B．當(dāng)F＝μmg時，A的加速度為μg C．當(dāng)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(dāng)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

29、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(dāng)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

30、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，s-t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h-t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

31、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(dāng)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(jìn)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?/p>

32、壓力、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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)圖像中的

33、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(yīng)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Ff-t圖象知物塊所受的最大靜摩擦力為4 N，滑動摩擦力為

34、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?fàn)顟B(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(dāng)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

35、，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

36、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－460×10 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(biāo)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

37、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(yīng)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＝?、? 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

38、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?、? 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?、? 由⑦⑨式知，物塊加速度的大小a′1等于a1；物塊的v-t圖像如圖中點劃線所示。

39、 由運動學(xué)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(dāng)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

40、大??； (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(xué)公式的應(yīng)用，意在考查考生應(yīng)用牛頓運動定律和運動學(xué)公式分析求解動力學(xué)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，a

41、2＞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．

42、2f(m＋M)/m C．2f(m＋M)/M－(m＋M)g D．2f(m＋M)/m＋(m＋M)g 解析：當(dāng)夾子與木塊兩側(cè)間的摩擦力達(dá)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(jìn)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(jìn)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

43、圖2所示。電梯總質(zhì)量m＝2.0×103 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(yīng)的加速度分別是a1＝1.0 m/s2，

44、a2＝－1.0 m/s2， F1＝m(g＋a1)＝2.0×103×(10＋1.0)N＝2.2×104 N F2＝m(g＋a2)＝2.0×103×(10－1.0)N＝1.8×104 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＝mg·vm＝2.0×103×10

45、×10 W＝2.0×105 W 由動能定理，總功 W＝Ek2－Ek1＝mv－0＝×2.0×103×102 J＝1.0×105 J 答案：(1)F1＝2.2×104 N F2＝1.8×104 N (2) Δv1＝0.5 m/s v2＝1.5 m/s (3)P＝2.0×105 W W＝1.0×105 J 13．(2011·新課標(biāo)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

46、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(dāng)兩物體間的摩擦力達(dá)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

47、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(yīng)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(yīng)為一平行時間橫軸的直線段，速度v＝at，其速度圖象應(yīng)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(yīng)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