牛頓運(yùn)動(dòng)定律(2014高考試題及模擬試題匯編)

1、C單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律C1 牛頓第一定律、牛頓第三定律9. 12014 四川卷石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).用石墨烯制作超級(jí)纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢(mèng)想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn).科學(xué)家們?cè)O(shè)想，通過(guò)地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉(cāng)沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換.(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為hi的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為mi的貨物相對(duì)地心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為 川，地球半徑為 R.(2)當(dāng)電梯倉(cāng)停在距地面

2、高度h2 = 4R的站點(diǎn)時(shí)，求倉(cāng)內(nèi)質(zhì)量m2=50 kg的人對(duì)水平地板的壓力大小.取地面附近重力加速度 g取10 m/s 2,地球自轉(zhuǎn)角速度 3 = 7.3X105 rad/s , 地球半徑 R = 6.4X103km.9. (1)1m1 co2(R+h1)2 (2)11.5 N解析(1)設(shè)貨物相對(duì)地心的距離為ri,線速度為vi,則ri = R+ hivi = ri 3 1貨物相對(duì)地心的動(dòng)能為Ek= -m iv22i聯(lián)立得Ek= gmi co2(R+ hi)2(2)設(shè)地球質(zhì)量為 M ,人相對(duì)地心的距離為2,向心加速度為an,受地球的萬(wàn)有引力為F,則2=R+h2 an = 322 Gm2MF=r2

3、GMg="RT設(shè)水平地板對(duì)人的支持力大小為 N ,人對(duì)水平地板的壓力大小為N ',則F- N =m2anN '雙聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得N' 4i.5 N 31. (20i4 湖北黃岡期末)下列關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的說(shuō)法中正確的是()A .慣性就是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)B. 一對(duì)作用力與反作用力的作用效果總相同C.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度就是加速度D.力的國(guó)際制單位“牛頓”是根據(jù)牛頓第二定律定義的1. D 解析慣性就是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；一對(duì)作用力與反作用力的作用效果不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度與質(zhì)量有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；單位 “牛

4、頓”是根據(jù)牛頓第二定律定義的，選項(xiàng) D正確.牛頓第二定律 單位制5. 2014 重慶卷以不同的初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物 體所受空氣阻力可忽略，另一個(gè)物體所受空氣阻力大小與物體的速率成正比，下列分別用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的 v-t圖像可能正確的是（）CD5. D 解析本題考查v t圖像.當(dāng)不計(jì)阻力上拋物體時(shí)，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)， 圖像為一傾斜直線，因加速度 a = -g,故該傾斜直線的斜率的絕對(duì)值等于g.當(dāng)上拋物體受空氣阻力的大小與速率成正比時(shí)，對(duì)上升過(guò)程，由牛頓第二定律得一mgkv=ma,可知物體做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)圖像的斜率比較，A錯(cuò)誤.從公式推導(dǎo)

5、出，上升過(guò)程中，|a|>g ,當(dāng)v = 0時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，此時(shí) a=g,而B(niǎo)、C圖像的斜率的絕對(duì) 值均小于g,故B、C錯(cuò)誤，D正確.10. 2014 天津卷如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A,質(zhì)量mA = 4 kg ,上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì).可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量m b= 2 kg.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F= 10 N , A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板與 B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后 A、B粘合在一起，共同在 F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間 t = 0.6 s ,二者的速度達(dá)到 vt=2 m/s.求:(1) A開(kāi)

6、始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大?。?3)A的上表面長(zhǎng)度1.10. (1)2.5 m/s 2 (2)1 m/s (3)0.45 m解析(1)以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有F= mAa 代入數(shù)據(jù)解得a = 2.5 m/s 2(2)對(duì)A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t=0.6 s的過(guò)程，由動(dòng)量定理得Ft = (mA+mB)vt (mA+ mB)v 代入數(shù)據(jù)解得v = 1 m/s 設(shè)A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為va,對(duì)A、B發(fā)生碰撞的過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律mAVA= (mA+ mB)v A從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到與 B發(fā)生碰撞前，由動(dòng)能定理有Fl = -mAvA 2由式，代入數(shù)據(jù)解得1 = 0

7、.45 m 11 . 2014 天津卷如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角0=30。的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.4 m .導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域I和n,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為 MN , I中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，n中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁場(chǎng)感應(yīng)度大小均為B=0.5 T.在區(qū)域I中，將質(zhì)量 mi=0.l kg,電阻Ri=0.1 Q的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域n中將質(zhì)量m2= 0.4 kg ,電阻R2= 0.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑.cd在滑動(dòng)過(guò)程中始終處于區(qū)域n的磁場(chǎng)中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保

8、持良好接觸，取 g= 10 m/s 2,問(wèn)(1)cd下滑的過(guò)程中，ab中的電流方向；(2) ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度v多大；(3)從cd開(kāi)始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，cd滑動(dòng)的距離x = 3.8 m ,此過(guò)程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少？11 .由 a 流向 b (2)5 m/s (3)1.3 J解析(1)由右手定則可以直接判斷出電流是由a流向b.(2)開(kāi)始放置ab剛好不下滑時(shí)，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其為Fmax ,有Fmax = m1gsin 8 設(shè)ab剛好要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E,由法拉第電磁感應(yīng)定律有E= BL©設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I,由閉合電路歐

9、姆定律有EI =R + R2設(shè)ab所受安培力為F安，有F安=ILB此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F安 = m1gsin 8+Fmax 綜合式，代入數(shù)據(jù)解得v = 5 m/s 設(shè)cd棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒有m2gxsin 8=Q總 + qm2V2 又RiQ =Q總R1 + R2解得Q = 1.3 J10 .在如圖所示的豎直平面內(nèi)，水平軌道CD和傾斜軌道 GH與半徑=2 m的光滑44圓弧軌道分別相切于 D點(diǎn)和G點(diǎn)，GH與水平面的夾角0=37。.過(guò)G點(diǎn)、垂直于紙面的豎直 平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.25 T ;過(guò)D

10、點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度E= 1X104 N/C.小物體Pi質(zhì)量m =2X10-3 kg、電荷量q = + 8X10 6 C,受到水平向右的推力 F= 9.98X10 3 N的 作用，沿CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D點(diǎn)后撤去推力.當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底端 G點(diǎn)時(shí)， 不帶電的小物體 P2在GH頂端靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t= 0.1 s與P1相遇.P1與P2與軌道CD、 GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 尸0.5, g取10 m/s2, sin 37 ° =0.6 , cos 37 ° =0.8 ,物體電荷 量保持不變，不計(jì)空氣阻力.求：(1)小物體P

11、1在水平軌道CD上運(yùn)動(dòng)速度v的大小；(2)傾斜軌道GH的長(zhǎng)度s.10 . (1)4 m/s (2)0.56 m解析(1)設(shè)小物體P1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v,受到向上的洛倫茲力為F1,受到的摩擦力為f,則F1=qvB f = Mmg Fi)由題意，水平方向合力為零F- f=0 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v = 4 m/s (2)設(shè)Pi在G點(diǎn)的速度大小為 vg,由于洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理qErsin0- mgr (1 cose)= _mvG-mv2®22定律Pi在GH上運(yùn)動(dòng)，受到重力、電場(chǎng)力和摩擦力的作用，設(shè)加速度為ai,根據(jù)牛頓第二qEcos 0- mg sin 0-(i(mg c

12、os 0+ qEsin 8)=maiPi與P2在GH上相遇時(shí)，設(shè) Pi在GH上運(yùn)動(dòng)的距離為 si,則si = VGtait2 2設(shè)P2質(zhì)量為m2,在GH上運(yùn)動(dòng)的加速度為 a2,則m2gsin 0- pm2gcos 8=m2a2Pi與P2在GH上相遇時(shí)，設(shè) P2在GH上運(yùn)動(dòng)的距離為 s2,則is2 = -a2t2 2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得s = si + s2 s=0.56 m O11 . 20i4 四川卷 如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b相距h,與圖示電路相連，金屬板厚度不計(jì)，忽略邊緣效應(yīng).p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上 O點(diǎn)右側(cè)相距h處有小孔K;b板上有小孔T,且O、T在同一條豎直

13、線上，圖示平面為豎直平面.質(zhì) 量為m、電荷量為一q(q>0)的靜止粒子被發(fā)射裝置(圖中未畫出)從O點(diǎn)發(fā)射，沿p板上表 面運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后到達(dá)K孔，不與板碰撞地進(jìn)入兩板之間. 粒子視為質(zhì)點(diǎn)，在圖示平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)， 電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g.(1)求發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功；(2)電路中的直流電源內(nèi)阻為r,開(kāi)關(guān)S接“1”位置時(shí)，進(jìn)入板間的粒子落在 b板上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與過(guò)K孔豎直線的距離為l.此后將開(kāi)關(guān)S接“2”位置，求阻值為 R的電阻中的 電流強(qiáng)度；(3)若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開(kāi)關(guān)S接“1”位置，使進(jìn)入板間的粒子受力平衡，此時(shí)在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合

14、適的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度B只«21 +5)m能在0Bm =范圍內(nèi)選取)，使粒子恰好從 b板的T孔飛出，求粒子飛出時(shí)速(21 -2)qt度方向與b板板面的夾角的所有可能值(可用反三角函數(shù)表示).mh2 mh2 h3211 /7 %(r+ r)g記 (3)0< arcsin g解析(1)設(shè)粒子在p板上做 勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為V0,有h = vot 設(shè)發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功為W,由動(dòng)能定理得1W = mv 0 2mh2聯(lián)立可得W = 一2t2(2)S接“1”位置時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)日與板間電勢(shì)差 U有Eo=U板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,粒子進(jìn)入板間時(shí)有水平方向的速度V0,在板間受到豎直方向

15、的重力和電場(chǎng)力作用而做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為ti,有U = Eh mg qE= ma 1h = at2 2l = voti S接“2”位置，則在電阻 R上流過(guò)的電流I滿足Eo聯(lián)立得mh2 h3I=g 一 K進(jìn)入板間后立即進(jìn)q (R+r)l2t2(3)由題意知此時(shí)在板間運(yùn)動(dòng)的粒子重力與電場(chǎng)力平衡，當(dāng)粒子從 入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，粒子從 D點(diǎn)出磁場(chǎng)區(qū)域后沿 DT做勻速直線運(yùn)動(dòng)，DT與b板上表面的夾角為題目所求夾角0,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B取最大值時(shí)的夾角0為最大值0m,設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,有mv2qvoB=3R過(guò)D點(diǎn)作b板的垂線與b板的上表面交于 G,由幾何關(guān)系有

16、DG = h R(1 + cos 0)(2)TG= h + Rsintan e=-Sin- = DGcos 0 TG聯(lián)立酚，將B=Bm代入，求得9m = arcsin5D點(diǎn)向b板靠近，DT與粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后在板間滿足題目要求，夾角 8趨當(dāng)B逐漸減小，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R也隨之變大，b板上表面的夾角e也越變?cè)叫?，?dāng)D點(diǎn)無(wú)限接近于b板上表面時(shí), 幾乎沿著b板上表面運(yùn)動(dòng)而從 T孔飛出板間區(qū)域，此時(shí) Bm>B>0 近00,即00 = 0(6)則題目所求為0< 0<arcsin 一523. （18分）2014 山東卷研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間（即圖甲中“反應(yīng)過(guò)程”所用時(shí)

17、間）t0=0.4 s,但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng).在某次試驗(yàn)中，志愿者少量飲酒后駕車以V0 = 72 km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)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(guò)程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過(guò)程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).取重力加速度的大小 g取10 m/s 2.求：圖甲圖乙（1）減速過(guò)程汽車加速度的大小及所用時(shí)間;(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少;(3)減速過(guò)程汽車對(duì)志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值.4123 .答案(1)8 m/s 2 2.5 s (2)0.3 s(3)-5解析(1)設(shè)減速過(guò)程中汽車加速度的大小為a,所用

18、時(shí)間為t,由題可得初速度vo = 20m/s ,末速度vt=0,位移s= 25 m ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2 =2as vot= 一a聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得a = 8 m/s 2 t = 2.5 s (2)設(shè)志愿者反應(yīng)時(shí)間為t',反應(yīng)時(shí)間的增加量為A t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得L=vot'書At = t'上0聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得At = 0.3 s (3)設(shè)志愿者所受合外力的大小為F,汽車對(duì)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 由平行四邊形定則得F2= F2+ (mg )2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得Fo 41mg 517. 2014 新課標(biāo)全國(guó)卷I如圖所示，用橡皮

19、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(kāi)始向左加速，加速度從零開(kāi)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(shí)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17. A 解析本題考查了牛頓第二定律與受力分析.設(shè)橡皮筋原長(zhǎng)為10,小球靜止時(shí)mg設(shè)橡皮筋伸長(zhǎng)X1,由平衡條件有kx 1 = mg ,小球距離懸點(diǎn)高度 h = 1o + x1 = 1o十1-，力口速時(shí)， k設(shè)橡皮筋與水平方向夾角為0,此時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)X2,小球在豎直方向上受力平衡，有kx2sinmg8= mg

20、 ,小球距離懸點(diǎn)高度 h' =（1o + X2）sin 0= losin 8十1-,因此小球高度升高了.k2. （2014 廣東佛山一檢）2013年6月20日，我國(guó)宇航員王亞平在太空授課時(shí)，利用質(zhì)量測(cè)量?jī)x粗略測(cè)出了聶海勝的質(zhì)量.若聶海勝受到恒力 F的作用從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， 經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)的位移為x,則聶海勝的質(zhì)量為（）A邑B.DC.Ft/x 2x x 2x2x2. D 解析聶海勝受到恒力 F的作用做勻加速運(yùn)動(dòng)， 加速度a=/，由牛頓第二定律Ft2有F= ma,則聶海勝的質(zhì)量 m = x-,選項(xiàng)D正確.3. （2014 天津七校期末）將一只皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度

21、的大小成正比.圖X3-1中描繪皮球在上升過(guò)程中的加速度大小a與時(shí)間t關(guān)系的圖像正確的是（）圖 X3-14. C 解析由牛頓第二定律得 mg+kv=ma,皮球在上升的過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)，其加速度逐漸減小，速度減小為零時(shí)加速度等于重力加速度，選項(xiàng) C正確.超重和失重18. 2014 北京卷應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見(jiàn)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(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出.對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是（）A.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于超重狀態(tài)B.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于失重狀態(tài)C.在物體離開(kāi)手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D.在物體離開(kāi)

22、手的瞬間，手的加速度大于重力加速度18. D 本題考查牛頓第二定律的動(dòng)力學(xué)分析、超重和失重.加速度向上為超重向下為失重，手托物體拋出的過(guò)程，必定有一段加速過(guò)程，即超重過(guò)程，從加速后到手和物體分離 的過(guò)程中，可以勻速也可以減速， 因此可能失重，也可能既不超重也不失重，A、B錯(cuò)誤.手與物體分離時(shí)的力學(xué)條件為：手與物體之間的壓力N = 0,分離后手和物體一定減速，物體減速的加速度為 g,手減速要比物體快才會(huì)分離，因此手的加速度大于 g, C錯(cuò)誤，D正確.圖 X3-24. （2014 北京西城期末）在德國(guó)首都柏林舉行的世界田徑錦標(biāo)賽女子跳高決賽中,克羅地亞選手弗拉希奇以2.04 m的成績(jī)獲得冠軍.弗拉

23、希奇的身高約為1.93 m,忽略空氣阻力，g取10 m/s 2,如圖X3-2所示.則下列說(shuō)法正確的是 （）A.弗拉希奇在下降過(guò)程中處于失重狀態(tài)B.弗拉希奇起跳以后在上升的過(guò)程中處于超重狀態(tài)C.弗拉希奇起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力等于她所受的重力D.弗拉希奇起跳時(shí)的初速度大約為3 m/s4. A 解析在跳高過(guò)程中，弗拉希奇的加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；弗拉希奇起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力大于她所受的重力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；弗拉希奇在上升的過(guò)程中做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2 = 2gh可得初速度V0 =20 X 2.04m/s M.6 m/s ,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.6. （201

24、4 浙江金麗衢十二校期末）如圖X3-3所示，在動(dòng)摩擦因數(shù) 科=0.2的水平面 上，質(zhì)量m = 2 kg的物塊與水平輕彈簧相連，物塊在與水平方向成0 = 45°角的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)水平面對(duì)物塊的彈力恰好為零.g取10 m/s 2,以下說(shuō)法正確的是（）圖 X3-3圖 X3-6A.此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20 NB.當(dāng)撤去拉力F的瞬間，物塊的加速度大小為8 m/s 2,方向向左C.若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間物塊的加速度大小為8 m/s 2,方向向右D.若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間物塊的加速度為06. AB 解析物塊在重力、拉力 F和彈簧的彈力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件得kx =

25、Fcos 0, mg = Fsin 0,聯(lián)立以上二式解得彈簧的彈力kx =" = 20 N ,選項(xiàng)Atan 45正確；撤去拉力 F的瞬間，由牛頓第二定律得 kx - mg = ma 1,解得a1=8 m/s 2,方向向 左，選項(xiàng)B正確；剪斷彈簧的瞬間，彈簧的彈力消失，則Fcos 0=ma2,解得a2=10 m/s 2, 方向向右，選項(xiàng) C、D錯(cuò)誤.9. （2014 武漢11月調(diào)研）某學(xué)校組織趣味課外活動(dòng)一一拉重物比賽，如圖 X3-6所 示.設(shè)重物的質(zhì)量為m,重物與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為巴重力加速度為g.某同學(xué)拉著重物在水平地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠施加的最大拉力為F,求重物運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度.

26、9.解析對(duì)重物進(jìn)行受力分析，如圖所示，由牛頓第二定律，有Fn + Fsin 9= mgFeos 0 f = ma又（jFn聯(lián)立以上各式解得 a =（網(wǎng)n 8+cos 8）閨m當(dāng)tan 0=卜時(shí)，重物運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度最大am = Ji + _p2 _ 的.3.（2014 貴陽(yáng)六校聯(lián)考）如圖X4-4所示，a、b兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為 mi、m2,由輕質(zhì)彈簧相連.當(dāng)用恒力F豎直向上拉著物體 a,使物體a、b一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為 xi ；當(dāng)用大小仍為 F的恒力沿水平方向拉著物體a,使物體a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為X2,則（）圖 X4-4A. X1 一定

27、等于X2 B. X1 一定大于 X2C.若 mi> m2,則 xi>X2 D.若 mi< m2,則 xkX2F ( mi + m2) g3. A 解析由牛頓第二定律知，對(duì)左圖的整體，加速度 ai =,對(duì)mi + m2m2F左圖的物體 b ,有kXi -m2g = m2ai,聯(lián)立以上二式解得 kXi =；對(duì)右圖的整體，m i + m2Fm2F加速度a2=,對(duì)右圖的物體 b,有kX2=m2a2,聯(lián)立以上二式解得 kX2=_mi + m2mi + m2可見(jiàn)X1=X2,選項(xiàng)A正確.實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓定律22. 2014 新課標(biāo)全國(guó)卷I 某同學(xué)利用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了

28、小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量 m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖（b）所示.實(shí)驗(yàn)中小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200 g ,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)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(jì)算機(jī)得到，回答下列問(wèn)題：圖(a)圖（b）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 選填“線性”或“非線 性”）關(guān)系.(2)由圖(b)可知，a m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的原因是(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是 鉤碼的質(zhì)量應(yīng)?t足的條件是 22.(1)非線性 (2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌

29、道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量解析本題考查了驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn).(1)根據(jù)圖中描出的各點(diǎn)作出的圖像不是一條直線，故小車的加速度和鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系.(2)圖像不過(guò)原點(diǎn)，小車受到拉力但沒(méi)有加速度，原因是有摩擦力的影響.(3)平衡摩擦力之后，在滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，可以得出在小車質(zhì)量不變的情況下拉力與加速度成正比的結(jié)論.3. (2014 深圳一模)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：(1)備有器材：A.長(zhǎng)木板；B.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車、祛碼；D.裝有細(xì)沙的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺；還缺少的一件器材是 (2)實(shí)驗(yàn)得到如圖X10-5

30、甲所示的一條紙帶，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T; B、C兩點(diǎn)的間距X2和D、E兩點(diǎn)的間距X4已量出，利用這兩段間距計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為圖 X10-5某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的1a-圖線如圖乙所示，從圖線可得沙和沙桶的總質(zhì)量為 mkg.(g 取 10 m/s 2)另一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的1a-圖像如圖丙所示，則造成這一結(jié)果的原因是 mX4 X23. (1)天平(2)a=-2T(3)0.02(0.0180.022均可)(4)未平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)解析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要知道小車的質(zhì)量，故還缺少的器材是天平.X4 X2(2)小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則x4-X2 = 2aT2,所以加速度a=

31、 2T2(3)由牛頓第二定律得加速度a = £,圖像的斜率為合外力 F,則沙和沙桶的總質(zhì)量m'mF=-=0.02 kg.g(4)由圖像可得當(dāng)質(zhì)量 m不為零時(shí)，加速度 a為0,這是因?yàn)槲雌胶饽Σ亮蚱胶饽Σ亮Σ蛔?5. (2014 安徽三校聯(lián)考)要測(cè)量?jī)蓚€(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒(méi)有直接的測(cè)量工具，某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材：輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略 卜祛碼一套(總質(zhì)量m = 0.5kg)、細(xì)線、刻度尺、秒表.他們根據(jù)已學(xué)過(guò)的物理學(xué)知識(shí)，改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測(cè)量，選擇合適的變量得到線性關(guān)系，作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量.請(qǐng)完成下列步驟.圖 X10-7(1)實(shí)驗(yàn)

32、裝置如圖X10 -7所示，設(shè)左右兩邊沙袋 A、B的質(zhì)量分別為 mi、m2；(2)取出質(zhì)量為m'的祛碼放在右邊沙袋中，剩余祛碼都放在左邊沙袋中，發(fā)現(xiàn) A下降,B上升；用刻度尺測(cè)出 A從靜止下降的距離 h,用秒表測(cè)出 A下降所用的時(shí)間t,則可知A的加速度大小 a =改變m',測(cè)量相應(yīng)的加速度a,得到多組 m'及a的數(shù)據(jù)，作出 選填“ am' ” 或 “a-L”)圖線； m(5)若求得圖線的斜率 k=4 m/(kg s2),截距b = 2 m/s2,則沙袋的質(zhì)量 mi =kg ， m2 =kg.圖 X10-85.(3) 2h (4) a-m' (5)31.51

33、2h解析(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律h = 2at2,可得a = «對(duì)兩個(gè)沙袋組成的系統(tǒng),由牛頓第二定律有(mi+ m )g (m2+m m )g = (mi + m22m'gmi m2 m+ m)a,解得 a = mi + m2+m +mi + m2+mg,可見(jiàn)“ a-m ' ” 圖線為直線;(5)a-m '2g圖線的斜率為=4 m/(kgm i + m2+ mmi m2 ms2), 截距g = 2 m/s 2, 聯(lián)立mi + m2+ m以上二式解得 m i = 3 kg , m2= i.5 kg.牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合7. 2014 四川卷 如圖所示，水平傳送帶以速度vi

34、勻速運(yùn)動(dòng)，小物體 P、Q由通過(guò)定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，t = 0時(shí)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(shí)刻P離開(kāi)傳送帶.不計(jì)定滑輪質(zhì)量和滑輪與繩之間的摩擦，繩足夠長(zhǎng).正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖像可能是（）ABCD7. BC 解析若P在傳送帶左端時(shí)的速度 V2小于vi,則P受到向右的摩擦力，當(dāng) P 受到的摩擦力大于繩的拉力時(shí)，P做加速運(yùn)動(dòng)，則有兩種可能：第一種是一直做加速運(yùn)動(dòng)，第二種是先做加速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vi后做勻速運(yùn)動(dòng)，所以 B正確；當(dāng)P受到的摩擦力小于繩的拉力時(shí)，P做減速運(yùn)動(dòng)，也有兩種可能：第一種是一直做減速運(yùn)動(dòng)，從右端滑出；第二種是先做減速

35、運(yùn)動(dòng)再做反向加速運(yùn)動(dòng)，從左端滑出.若 P在傳送帶左端具有的速度 V2 大于vi,則小物體P受到向左的摩擦力，使 P做減速運(yùn)動(dòng)，則有三種可能：第一種是一直 做減速運(yùn)動(dòng)，第二種是速度先減到vi,之后若P受到繩的拉力和靜摩擦力作用而處于平衡狀態(tài)，則其以速度 vi做勻速運(yùn)動(dòng)，第三種是速度先減到vi,之后若P所受的靜摩擦力小于繩的拉力，則P將繼續(xù)減速直到速度減為 0,再反向做加速運(yùn)動(dòng)并且摩擦力反向，加速度不變，從左端滑出，所以 C正確.24. 20i4 新課標(biāo)全國(guó)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(shí)，后車司機(jī)可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會(huì)與前車相碰.通常情況

36、下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為is,當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以i08 km/h的速度勻速行駛時(shí)，安全距離為i20 m .設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)的 一，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.524 . 2 m/s(或 72 km/h)解析設(shè)路面干燥時(shí)，汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卬，剎車時(shí)汽車的加速度大小為ao,安全距離為S,反應(yīng)時(shí)間為t0,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得wmg =ma 0 v2S = voto +2ao式中，m和vo分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度.設(shè)在雨天行駛時(shí)，汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為巴依題意有設(shè)在雨天行駛時(shí)汽車剎

37、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(yùn)動(dòng)學(xué)公式得(img = ma vs= vto + 一2a聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得v = 20 m/s (72 km/h) . (624. 2014 新課標(biāo)n卷2012年10月，奧地利極限運(yùn)動(dòng)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(guò)4分20秒到達(dá)距地面約1.5 km高度處，打開(kāi)降落傘并成功落地，打破了跳傘運(yùn)動(dòng)的多項(xiàng)世界紀(jì)錄.重力加速度的大小g取10 m/s 2.(1)若忽略空氣阻力，求該運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始下落至1.5 km高度處所需的時(shí)間及其在此 處速度的大小;(2)實(shí)際上，物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，高速運(yùn)動(dòng)

38、時(shí)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(yùn)動(dòng)員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的vt圖像如圖所示.若該運(yùn)動(dòng)員和所帶裝備的總質(zhì)量 m= 100 kg，試估算該運(yùn)動(dòng)員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù).(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)24 .答案(1)87 s 8.7 X102 m/s(2)0.008 kg/m解析(1)設(shè)該運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始自由下落至1.5 km高度處的時(shí)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=gt 1s= 2gt2 根據(jù)題意有s= 3.9 X104 m1.5X103 m 聯(lián)立式得t = 8

39、7 s v= 8.7 X102 m/s (2)該運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最大速度 Vmax時(shí)，加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律有mg = kVmax 由所給的v t圖像可讀出vmax=360 m/s 由式得 k= 0.008 kg/m 15. 2014 福建卷I如下圖所示，滑塊以初速度vo沿表面粗糙且足夠長(zhǎng)的固定斜面，從頂端下滑，直至速度為零.對(duì)于該運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)間，則下列圖像中能正確描述這一運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是()ABCD15. B 解析設(shè)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為心斜面傾角為0,滑塊在表面粗糙的固定斜面上下滑時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，其

40、加速度的大小為a=閨cos 0-gsin0,故D項(xiàng)錯(cuò)誤；由速度公式v=v。at可知，v t圖像應(yīng)為一條傾斜的直線， 故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由位移公式 s = vot at2可知，B項(xiàng)正確；由位移公式及幾何關(guān)系可得h = ssin 0 =vot -2at2 sin e,故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤.8. （2014 濟(jì)南期末）如圖X3-5所示，三角形傳送帶以1 m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊的傳送帶長(zhǎng)都是 2 m ,且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個(gè)小物塊 A、B從傳送帶頂端都以1 m/s的初速度沿傳送帶下滑，兩物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是0.5, g取10m/s2, sin 37 ° =0

41、.6, cos 37 ° =0.8.下列判斷正確的是（）圖 X3-5A.物塊A先到達(dá)傳送帶底端8. 物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端C.傳送帶對(duì)物塊 A、B的摩擦力都沿傳送帶向上D .物塊A下滑過(guò)程中相對(duì)傳送帶的位移小于物塊B下滑過(guò)程中相對(duì)傳送帶的位移9. BCD 解析傳送帶對(duì)物塊 A、B的摩擦力方向都沿傳送帶向上，選項(xiàng) C正確；物mAgsin 37 ° （imAgcos 37 °塊A、B都做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度相同，aA =2 m/s2=aB,mA兩物塊的初速度相同，位移相同，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間也相同，選項(xiàng) B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物塊 A下滑過(guò)程相對(duì)傳送帶的位移等于物塊A的位移

42、與傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的位移之差，物塊 B下滑過(guò)程相對(duì)傳送帶的位移等于物塊B的位移與傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的位移之和，選項(xiàng) D正確.10. （2014 江西贛州期末） 在寒冷的冬天，路面很容易結(jié)冰，在冰雪路面上汽車定要低速行駛.在冰雪覆蓋的路面上，車輛遇緊急情況剎車時(shí)，車輪會(huì)抱死而“打滑”.如圖X3-7所示，假設(shè)某汽車以10 m/s的速度行駛至一個(gè)斜坡的頂端A時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)坡底前方有一位行人正以 2 m/s的速度做同向勻速運(yùn)動(dòng)，司機(jī)立即剎車，但因冰雪路面太滑， 汽車仍沿斜坡滑行.已知斜坡的高AB=3 m,KAC = 5 m,司機(jī)剎車時(shí)行人距坡底 C點(diǎn)的距離CE= 6 m ,從廠家的技術(shù)手冊(cè)中查得該車輪胎與冰雪

43、路面的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.5.(1)求汽車沿斜坡滑下的加速度大小.(2)試分析此種情況下，行人是否有危險(xiǎn).圖 X3-710 . (1)2 m/s 2 (2)有危險(xiǎn)解析(1)汽車在斜坡上行駛時(shí)，由牛頓第二定律得mg sin 0(img cos 0= ma 1由幾何關(guān)系得sin 8=一, cos 0="55聯(lián)立以上各式解得汽車在斜坡上滑下時(shí)的加速度a1 = 2 m/s 2.(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得vC vA= 2aXAC解得汽車到達(dá)坡底 C時(shí)的速度vc=，120 m/sVC-VA經(jīng)歷時(shí)間11 = 0.5 sai汽車在水平路面運(yùn)動(dòng)階段，由pmg = ma 2得汽車的加速度大小 a2=的

44、=5 m/s 2汽車的速度減至 v= v人=2 m/s時(shí)發(fā)生的位移vC v 女2a2xi = 11.6 m經(jīng)歷的時(shí)間VC- V人t2= 1.8 sa2人發(fā)生的位移X2 = v 人(ti + t2)= 4.6 m因xi X2=7 m>6 m ,故行人有危險(xiǎn).圖 X4-11. （2014 山東濟(jì)寧期末）如圖X4-1所示，一根輕繩跨過(guò)定滑輪，兩端分別系著質(zhì)量 分別為m1、m2的小物塊A和B, A放在地面上，B離地面有一定高度.當(dāng) B的質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，A上升的加速度a的大小也將隨之變化.已知重力加速度為g,則圖X4-2中能正確反映a與m2關(guān)系的圖像是（）圖 X4-21. C 解析當(dāng)m2<mi時(shí)，B靜止，加速度為 0;當(dāng)m2>mi時(shí)，分別對(duì) B、A