高考物理備考30分鐘課堂集訓(xùn)系列專題3 牛頓運(yùn)動定律

1、專題3 牛頓運(yùn)動定律一、選擇題(本大題共10個小題，共50分，每小題至少有一個選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖1所示設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動過程中箱子始終保持圖示姿 圖1態(tài)在箱子下落過程中，下列說法正確的是 ()A箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力B箱子剛從飛機(jī)上投下時，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C箱子接近地面時，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大D若下落距離足夠長，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”解析：因?yàn)槭艿阶枇?，不是完全失重狀態(tài)，所以物體對支持面有壓力，A錯由

2、于箱子阻力與下落的速度成二次方關(guān)系，箱子最終將勻速運(yùn)動，受到的壓力等于重力，B、D錯，C對答案：C2我國道路交通安全法中規(guī)定：各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機(jī))必須系好安全帶，這是因?yàn)?()A系好安全帶可以減小慣性B是否系好安全帶對人和車的慣性沒有影響C系好安全帶可以防止因車的慣性而造成的傷害D系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害答案：BD3. (2011·北京模擬)如圖2所示，一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為 () 圖2A2(M) B

3、MC2M D0解析：設(shè)減少的質(zhì)量為m，勻速下降時：MgFkv，勻速上升時：MgmgkvF，解得m2(M)，A正確答案：A4(2011·沈陽模擬)建筑工人用圖3所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓 圖3力大小為(g取10 m/s2) ()A510 N B490 NC890 N D910 N解析：對建筑材料進(jìn)行受力分析根據(jù)牛頓第二定律有Fmgma，得繩子的拉力大小等于F210 N，然后再對人受力分析由平衡的知識得MgFFN，得FN49

4、0 N，根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面間的壓力為490 N，B對答案：B5. 2009年當(dāng)?shù)貢r間9月23日，在位于印度安得拉邦斯里赫里戈達(dá)島的薩蒂什·達(dá)萬航天中心，一枚PSLVC14型極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭攜帶七顆衛(wèi)星發(fā)射升空，成功實(shí)現(xiàn)“一箭七星”發(fā)射，相關(guān)圖片如圖4所示則下列 圖 4說法正確的是 ()A火箭發(fā)射時，噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力B發(fā)射初期，火箭處于超重狀態(tài)，但它受到的重力卻越來越小C高溫高壓燃?xì)鈴幕鸺膊繃姵鰰r對火箭的作用力與火箭對燃?xì)獾淖饔昧Υ笮∠嗟菵發(fā)射的七顆衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，均處于完全失重狀態(tài)解析：由作用力與反作用力的關(guān)系可知A錯、C正確；火

5、箭發(fā)射初期，因?yàn)榛鸺蛏献黾铀龠\(yùn)動，故處于超重狀態(tài)，隨著火箭距地球越來越遠(yuǎn)，所受的重力也越來越小，B正確；衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，所受的萬有引力充當(dāng)向心力，此時各衛(wèi)星均處于完全失重狀態(tài)，D正確答案：BCD6如圖5所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計，傾角為的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是 () 圖5A兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下，大小均為gsinBB球的受力情況未變，瞬時加速度為零CA球的瞬時加速度沿斜面向下，大小為2gsinD彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時加速度向上，A球的瞬時加速度向下，瞬時加速度都不為零解析：線燒斷瞬間，彈簧彈力與

6、原來相等，B球受力平衡，aB0，A球所受合力為mgsinkx2mgsin，故aA2gsin.答案：BC7一個靜止的質(zhì)點(diǎn)，在04 s時間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時間t的變化如圖6所示，則質(zhì)點(diǎn)在 ()A第2 s末速度改變方向 圖6B第2 s末速度達(dá)到最大C第4 s末回到原出發(fā)點(diǎn)D第4 s末運(yùn)動速度為零解析：這是一個質(zhì)點(diǎn)的受力和時間關(guān)系的圖象，從圖象可以看出，在前兩秒力的方向和運(yùn)動的方向相同，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的加速運(yùn)動和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動過程，2秒末速度達(dá)到最大，從2秒末開始到4秒末，運(yùn)動的方向沒有發(fā)生改變而力的方向與運(yùn)動的方向相反，質(zhì)點(diǎn)又經(jīng)歷了一個加速度

7、逐漸增大的減速運(yùn)動和加速度逐漸減小的減速運(yùn)動過程，和前2秒的運(yùn)動情況相反，4秒末速度為零，質(zhì)點(diǎn)的位移達(dá)到最大，所以B、D正確答案：BD8(2011·重慶模擬)某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490 N他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖7所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是圖8 圖7中的(取電梯向上運(yùn)動的方向?yàn)檎? ()圖8解析：由Gt圖象知：t0t1時間內(nèi)該人具有向下的加速度，t1t2時間內(nèi)該人 勻速或靜止，t2t3時間內(nèi)，該人具有向上的加速度，因此其運(yùn)動情況可能是：t0t3時間內(nèi)，故A、D正確答案：AD9. (2011·泉州模擬)如圖9所示，光滑水

8、平面上放有質(zhì)量均為m的滑塊A和斜面體C，在C的斜面上又放有一質(zhì)量也為m的滑塊B，用力F推滑塊A使三者無相對運(yùn)動地向前加速運(yùn)動，則各物體所受的合力 ()A滑塊A最大B斜面體C最大C同樣大 D不能判斷誰大誰小解析：本題考查學(xué)生對牛頓第二定律的理解和判斷，由于三者加速度相等，所以三者所受合力同樣大，選項(xiàng)C正確一些學(xué)生沒有抓住“ma表示合力”這個關(guān)鍵，盲目對三個物體做受力分析，既浪費(fèi)時間，又可能會因復(fù)雜的分析而出錯答案：C10如圖10所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個固定在斜面上的豎直擋板擋住現(xiàn)用一個力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線 圖10運(yùn)動，忽略一切摩擦，以下說法中正確的是

9、()A若加速度足夠小，豎直擋板對球的彈力可能為零B若加速度足夠大，斜面對球的彈力可能為零C斜面和擋板對球的彈力的合力等于maD斜面對球的彈力不僅有，而且是一個定值解析：球受力如圖，則FN2FN1sinmaFN1cosmg由此判斷A、B錯誤根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)N1、FN2和mg三力的合力等于ma，C錯誤根據(jù)FN1，D正確答案：D二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2個小題，共10分)11(3分)如圖11所示為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計時器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是0.1 s，距離如圖，單位是cm，小車的加速度是_m/s2.圖11

10、12(7分)(2011·濟(jì)南模擬)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖12所示圖12(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖13所示計時器打點(diǎn)的時間間隔為0.02 s從比較清晰的點(diǎn)起，每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的距離該小車的加速度a_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖13(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)加速度a(m·s2)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖14所示的坐標(biāo)系中

11、作出aF的關(guān)系圖象圖14(3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的aF圖線不通過原點(diǎn)請說明主要原因解析：(1)a m/s20.16 m/s2或a m/s20.15 m/s2.(3)小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計了砝碼盤的重力，導(dǎo)致合力F的測量值小于真實(shí)值，aF的圖線不過原點(diǎn)答案： (1)0.16(0.15也算對)(2)見下圖(3)未計入砝碼盤的重力三、計算題(本大題共4個小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13(8分)如圖15所示，斜面體質(zhì)量為M，傾角為，與水平面間的動摩擦因數(shù)為，用細(xì)繩豎直懸掛一質(zhì)量為m的小球

12、靜止在光滑斜面上，當(dāng)燒斷繩的瞬間，至少以多大的水平向右的力由靜止拉動斜面體， 圖15小球才能做自由落體運(yùn)動到地面？解析：設(shè)小球自由落體運(yùn)動到地面上，下落高度為h，則斜面體至少水平向右運(yùn)動的位移為：xh·cot對小球：hgt2對斜面體：xat2由以上三式解得：agcot以斜面體為研究對象有：FMgMa所以FMgMgcot(cot)Mg.答案：(cot)Mg14(10分)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)質(zhì)量為m50 kg的甲同學(xué)站在體重計上，乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過程中，體重計示數(shù)隨時間變化的情況

13、，并作出了如圖16所示的圖象，已知t0時，電梯靜止不動，從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層g取10 m/s2，求：圖16(1)電梯啟動和制動的加速度大小(2)電梯上升的總高度及該大樓的層高解析：(1)由圖可知，第3 s內(nèi)電梯加速度由FN1mgma1，可得：a12 m/s2第30 s內(nèi)電梯加速度由mgFN2ma2，可得a22 m/s2.(2)電梯上升的總高度Ha1ta2ta1t1·t勻×2×12 m×2×12 m2×1×26 m54 m故平均層高為h m3 m.答案：(1)2 m/s22 m/s2(2)54 m3 m15(1

14、0分)如圖17(a)所示，質(zhì)量m1 kg的物體沿傾角37°的固定粗糙斜面由靜止開始向下運(yùn)動，風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖(b)所示，(sin37°0.6，cos37°0.8，g10 m/s2)求：圖18(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)比例系數(shù)k.解析：(1)由圖象知v0，a04 m/s2，得mgsinmgcosma00.25.(2)由圖象知v5 m/s，a0，得mgsinFNkvcos0FNmgcoskvsin聯(lián)立兩式得mg(sincos)kv(sincos)0k kg/s0.84 kg/s.答案：(1)0.25(2)k0.84 kg/s16(12分)質(zhì)量為m1.0 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為M3.0 kg的長木板的右端，木板上表面光滑，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2，木板長L1.0 m開始時兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力F12 N，如圖18所示，經(jīng)一段時間后撤去F.為使小滑塊不掉下木板，