三年高考(2014-2016)物理真題分項版解析-專題03牛頓運(yùn)動定律

專題03牛頓運(yùn)動定律一、選擇題1．【2016·海南卷】沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–時間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，在0~5s、5~10s、10~15s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3，則A．F1<F2 B．F2>F3 C．F1>F3 D．F1=F3【答案】A【考點定位】圖像，牛頓第二定律【名師點睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，基礎(chǔ)題。2．【2016·上海卷】A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向【答案】D【解析】據(jù)題意可知，小車向右做勻加速直線運(yùn)動，由于球固定在桿上，而桿固定在小車上，則三者屬于同一整體，根據(jù)整體法和隔離法的關(guān)系分析可知，球和小車的加速度相同，所以球的加速度也應(yīng)該向右，故選項D正確。【考點定位】牛頓第二定律、整體法和隔離法【方法技巧】3．【2016·江蘇卷】如圖所示，一只貓在桌邊猛地將桌布從魚缸下拉出，魚缸最終沒有滑出桌面．若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動摩擦因數(shù)均相等，則在上述過程中A．桌布對魚缸摩擦力的方向向左B．魚缸在桌布上的滑動時間和在桌面上的相等C．若貓增大拉力，魚缸受到的摩擦力將增大D．若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面【答案】BD【考點定位】力與運(yùn)動【方法技巧】本題重在分析清楚魚缸的受力情況、運(yùn)動情況。先在桌布上加速，后在桌面上減速。魚缸受桌布的滑動摩擦力與貓拉力的大小無關(guān)。4．【2016·全國新課標(biāo)Ⅰ卷】一質(zhì)點做勻速直線運(yùn)動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變，則A．質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同B．質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C．質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D．質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變【答案】BC【考點定位】牛頓運(yùn)動定律【名師點睛】本題主要考查牛頓運(yùn)動定律。特別注意以前我們碰到的問題經(jīng)常是去掉一個恒力，本題增加了一個恒力，從牛頓運(yùn)動定律角度來看沒有什么區(qū)別。根據(jù)牛頓第二定律計算加速度的可能大小，根據(jù)合力與速度方向間的關(guān)系判斷物體的運(yùn)動情況。要特別注意的是，質(zhì)點有可能做勻變速曲線運(yùn)動。5．【2014·安徽卷】如右圖，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(yùn)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，則下列圖象最能正確描述這一運(yùn)動規(guī)律的是【答案】B【解析】由題意知，在下滑的過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得：，故加速度保持不變，物塊做勻減速運(yùn)動，所以C、D錯誤；根據(jù)勻變速運(yùn)動的規(guī)律，可得B正確；下降的高度，所以A錯誤。【考點定位】本題考查牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律【方法技巧】對運(yùn)動圖像的判斷，關(guān)鍵是得出兩物理量的函數(shù)關(guān)系，這個關(guān)系式的得出以及牛頓第二定律或勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。6．【2014·四川卷】如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)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象可能是（）【答案】BC【考點定位】牛頓第二定律圖象【方法技巧】本題關(guān)鍵是由速度的大小關(guān)系，分析清楚物塊與傳送帶之間的摩擦力，結(jié)合牛頓第二定律，判斷物塊的運(yùn)動。7．【2014·江蘇卷】如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m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。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(dāng)F＜2μmg時，A、B都相對地面靜止B．當(dāng)F＝時，A的加速度為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【答案】BCD【考點定位】本題主要考查了牛頓第二定律的應(yīng)用，以及處理連接體的方法問題，屬于中檔題?！痉椒记伞繉B接體問題，整體法與隔離法的利用，關(guān)鍵是分析出相對滑動的臨界狀態(tài)8．【2014·全國新課標(biāo)Ⅰ卷】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)定的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【答案】A【解析】試題分析：小車靜止時，彈簧彈力等于小球重力即，彈簧原長設(shè)為，則小球豎直向下的的懸吊高度為，勻加速運(yùn)動時，設(shè)橡皮筋彈力為F，橡皮筋和豎直方向夾角為，則有，橡皮筋長度為，可得小球豎直方向懸吊的高度為，所以小球高度升高，選項A對?！究键c定位】牛頓運(yùn)動定律共點力的平衡【方法技巧】本題是已知運(yùn)動，分析受力；靜止時彈力與重力平衡，加速運(yùn)動時，彈力與重力的合力水平向左。9．【2014·重慶卷】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(yùn)動的圖像可能正確的是【答案】D【考點定位】本題考查了牛頓第二定律、圖象的特點、豎直上拋運(yùn)動狀態(tài)的判斷?！痉椒记伞恳逦牧私庳Q直上拋的過程，以判斷所受阻力的情況；圖象的兩個關(guān)鍵點（斜率代表加速度和面積代表位移）要用好。10．【2015·上?！?】如圖，鳥沿虛線斜向上加速飛行，空氣對其作用力可能是A．B．C．D．【答案】B【解析】小鳥沿虛線斜向上加速飛行，說明合外力方向沿虛線斜向上，小鳥受兩個力的作用，空氣的作用力和重力，如下圖所示：【考點定位】牛頓第二定律【名師點睛】本題以實際情境為命題背景，考查力與運(yùn)動的關(guān)系、合力與分力的關(guān)系等知識點，意在考查考生對物理基本規(guī)律的理解能力和靈活運(yùn)用物理規(guī)律解決實際問題的能力。本題的要點是理解合力和分力的關(guān)系，對小鳥進(jìn)行受力分析可以較快解決問題。11．【2015·江蘇·6】一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力（）A．t=2s時最大B．t=2s時最小C．t=8.5s時最大D．t=8.5s時最小【答案】AD【考點】本題考查牛頓第二定律【名師點睛】本題主要是識圖能力，利用加速度與時間的關(guān)系，結(jié)合牛頓第二定律F=ma，由運(yùn)動分析物體的受力情況。12．【2015·全國新課標(biāo)Ⅱ·20】在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤鏈接好的車廂。當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂一大小為a的加速度向東行駛時，鏈接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機(jī)車在西邊拉著這列車廂一大小為QUOTEa的加速度向東行駛時，鏈接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小仍為F。不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為A．8B．10C．15D．18【答案】BC【考點定位】牛頓第二定律【名師點睛】本題主要是整體法和隔離法，以及牛頓第二定律的應(yīng)用。13．【2015·全國新課標(biāo)Ⅰ·20】如圖（a），一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動的v—t圖線如圖（b）所示。若重力加速度及圖中的、、均為已知量，則可求出A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD【解析】小球滑上斜面的初速度已知，向上滑行過程為勻變速直線運(yùn)動，末速度0，那么平均速度即，所以沿斜面向上滑行的最遠(yuǎn)距離，根據(jù)牛頓第二定律，向上滑行過程，向下滑行，整理可得，從而可計算出斜面的傾斜角度以及動摩擦因數(shù)，選項AC對。根據(jù)斜面的傾斜角度可計算出向上滑行的最大高度，選項D對。僅根據(jù)速度時間圖像，無法找到物塊質(zhì)量，選項B錯?！究键c定位】牛頓運(yùn)動定律【名師點睛】速度時間圖像的斜率找到不同階段的加速度，結(jié)合受力分析和運(yùn)動學(xué)規(guī)律是解答此類題目的不二法門。14．【2015·重慶·3】高空作業(yè)須系安全帶.如果質(zhì)量為的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為（可視為自由落體運(yùn)動）.此后經(jīng)歷時間安全帶達(dá)到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為A．B．C．D．【答案】A【解析】人下落h高度為自由落體運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)公式，可知；緩沖過程（取向上為正）由動量定理得，解得：，故選A?！究键c定位】運(yùn)動學(xué)公式、動量定理?！久麕燑c睛】涉及運(yùn)動中的位移問題，優(yōu)先選擇動能定理；涉及運(yùn)動的時間問題，優(yōu)選選擇動量定理；涉及運(yùn)動的加速度和勻變速直線運(yùn)動，選擇牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式。15．【2015·重慶·5】若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動的圖像如題5圖所示（豎直向上為正），則貨物受到升降機(jī)的支持力與時間關(guān)系的圖像可能是【答案】B【考點定位】圖像、超重與失重、牛頓第二定律?！久麕燑c睛】圖象從六個方面認(rèn)識：一看軸，二看線，三看斜率，四看面，五看截距，六看點。超重和失重、平衡狀態(tài)是由豎直方向的加速度決定。16．【2015·海南·8】如圖所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細(xì)線懸掛于固定點O；整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，將物塊a的加速度記為a1，S1和S2相對原長的伸長分別為△l1和△l2，重力加速度大小為g，在剪斷瞬間A．a(chǎn)1=3gB．a(chǎn)1=0C．△l1=2△l2D．△l1=△l2【答案】AC【考點定位】牛頓第二定律的瞬時性【名師點睛】做本類型題目時，需要知道剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧來不及發(fā)生變化，即細(xì)線的拉力變?yōu)榱?，彈簧的彈力吧不變，然后根?jù)整體和隔離法分析。17．【2015·海南·9】如圖所示，升降機(jī)內(nèi)有一固定斜面，斜面上放一物體，開始時升降機(jī)做勻速運(yùn)動，物塊相對斜面勻速下滑，當(dāng)升降機(jī)加速上升時A．物塊與斜面間的摩擦力減小 B．物塊與斜面間的正壓力增大C．物塊相對于斜面減速下滑 D．物塊相對于斜面勻速下滑【答案】BD【解析】當(dāng)升降機(jī)加速上升時，物體有豎直向上的加速度，則物塊與斜面間的正壓力增大，根據(jù)滑動摩擦力公式可知接觸面間的正壓力增大，物體與斜面間的摩擦力增大，故A錯誤，B正確；設(shè)斜面的傾角為，物體的質(zhì)量為m，當(dāng)勻速運(yùn)動時有，即，假設(shè)物體以加速度a向上運(yùn)動時，有，，因為，所以，故物體仍做勻速下滑運(yùn)動，C錯誤，D正確?！究键c定位】牛頓第二定律【名師點睛】做本題的關(guān)鍵是受力分析，知道變化前后，力的變化，然后根據(jù)力的分解和牛頓第二定律進(jìn)行解題。18．【2015·上?！?9】一顆子彈以水平速度穿透一塊在光滑水平面上迎面滑來的木塊后，二者運(yùn)動感方向均不變。設(shè)子彈與木塊間相互作用力恒定，木塊最后速度為v，則A．越大，v越大 B．越小，v越大C．子彈質(zhì)量越大，v越大 D．木塊質(zhì)量越小，v越大【答案】AC【解析】子彈穿透木塊過程中，作用力不變，兩者都做勻減速運(yùn)動，子彈的位移與木塊的位移之和等于木塊的厚度，保持不變，若質(zhì)量不變，由加速速度也不變，當(dāng)子彈的初速度v0越大時，如下圖所示，子彈位移也越大，木塊的位移就越小，而木塊的初速度和加速度不變，所以末速度v就越大，故A正確，B錯誤；子彈的質(zhì)量越大，加速度越小，初速度一定，位移越大，如下圖所示木塊的位移就越小，而木塊的初速度和加速度不變，所以末速度v就越大，故C正確；木塊的質(zhì)量越小，加速度越大，初速度不變，末速度越小，如下圖所示，故D錯誤?！究键c定位】v-t圖象；【名師點睛】本題考查了對v-t圖象的理解和應(yīng)用，本題很容易誤用動量守恒定律和能量守恒定律來求解，用這個方法來解決問題很繁雜。二、非選擇題19．【2014·山東卷】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=0.4s，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=72km/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=39m。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(yùn)動。取重力加速度的大小g=10m/s2。求：圖甲圖乙（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?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）【解析】（1）設(shè)減速過程中，汽車加速度的大小為a，運(yùn)動時間為t，由題可知初速度，末速度，位移[由運(yùn)動學(xué)公式得：①②由①②式代入數(shù)據(jù)得③④（2）設(shè)志愿者飲酒后反應(yīng)時間的增加量為，由運(yùn)動學(xué)公式得⑤⑥聯(lián)立⑤⑥式代入數(shù)據(jù)得⑦（3）設(shè)志愿者力所受合外力的大小為F，汽車對志愿者作用力的大小為，志愿者的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得⑧由平行四邊形定則得⑨聯(lián)立③⑧⑨式，代入數(shù)據(jù)得⑩【考點定位】牛頓第二定律，勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，力的合成【方法技巧】本題重點考查勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，以及學(xué)生的試圖能力，要能從圖像上獲取信息。20．【2014·上海卷】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(yùn)動，然后改做加速度大小為a的勻減速運(yùn)動直至靜止，經(jīng)過的總路程為s，運(yùn)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>gtanθ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力?！敬鸢浮浚?）（2）左壁作用力為0，頂部作用力（2）光滑球不受車廂作用力時，只有自身重力和斜面支持力，水平方向加速度加速度所需要的合力由斜面彈力在水平方向的分力提供，若加速度，則車廂左壁提供彈力滿足合力需要，若加速度，則車廂左側(cè)壁彈力為0.所以當(dāng)時，左側(cè)壁彈力為0.對小球受力分析如下圖水平豎直方向正交分解可得水平方向整理可得，即頂部作用力為【考點定位】牛頓運(yùn)動定律【方法技巧】由物體的運(yùn)動狀態(tài)分析受力情況，合外力的方向與加速度的方向相同，結(jié)合正交分解求解物體的