高考物理 第三章 牛頓運動定律(B卷)解析

1、第三章 牛頓運動定律（B卷）一、選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分）1.關(guān)于慣性，正確的說法是()A.慣性是指物體原來靜止的總有保持靜止、原來運動的總有保持勻速直線運動的性質(zhì)B.靜止的火車起動時速度變化緩慢，是因為物體靜止時慣性大C.國際乒聯(lián)規(guī)定，自2000年10月1日起，采用大些的球用于比賽，是為了使球慣性增大，增強觀賞性D.在宇宙飛船內(nèi)的物體不存在慣性解析：任何物體都具有慣性，它是物體保持原來運動狀態(tài)的一種性質(zhì)，慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大，慣性

2、大.故AC選項正確.答案：AC2.兩種物體A、B間的質(zhì)量關(guān)系是mA>mB，讓它們從同一高度同時開始下落，運動中它們受到的阻力相等，則()A.兩物體的加速度不等，同時到達地面B.兩物體的加速度不等，A先到達地面C.兩物體的加速度相等，同時到達地面D.兩物體的加速度相等，A先到達地面解析：由牛頓第二定律得物體下落的加速度為a= =g-可知aA>aB，再由h= at2得tA<tB，故B選項正確.答案：B3.如圖所示，小車在水平面上做勻加速直線運動，小車與木塊間動摩擦因數(shù)不為零，此時彈簧為拉伸狀態(tài)，則木塊受到的靜摩擦力()A.可能向左 B.可能向右C.可能為零 D.一定向左解析：設(shè)彈

3、簧對木塊的拉力為F，木塊受到的靜摩擦力為f,由于木塊向右運動時受的合力一定為ma，所以當F>ma時，f向左；當F=ma時，f=0；當F<ma時，f向右，故選項ABC正確.答案：ABC4.一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為 g，g為重力加速度.人對電梯底部的壓力為()A. mg B.2mg C.mg D. mg解析：N-mg=mgN=mg,由于人對電梯的壓力與電梯對人的支持力是作用力和反作用力，故選項D正確.答案：D5.如圖所示，質(zhì)量為M的斜面A置于粗糙水平地面上，動摩擦因數(shù)為，物體B與斜面間無摩擦.在水平向左的推力F作用下，A與B一起做勻加速直線運動，兩者無相對滑

4、動.已知斜面的傾角為，物體B的質(zhì)量為m，則它們的加速度a及推力F的大小為()A.a=gsin,F=(M+m)g(+sin)B.a=gcos,F=(M+m)gcosC.a=gtan,F=(M+m)g(+tan)D.a=gcot,F=(M+m)g解析：先對整體進行分析，利用牛頓第二定律F- (M+m)g=(M+m)a,隔離物體B受力求出加速度a=gtan，化簡后知C正確. 答案：C6.如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B的加速度為a1和a2，則()A.a1=a2=0 B.a1=a

5、,a2=0C.a1=a,a2= aD.a1=a,a2=-a解析：在拉力F作用下，整體向右運動時彈簧的彈力為m1a，當突然撤去拉力F，由于彈簧的彈力沒有“突變”，所以A的加速度仍為a，而B的加速度方向向左，大小為a，故D選項正確.答案：D7.如圖所示，斜劈形物體的質(zhì)量為M，放在水平地面上，質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度為零后又加速下滑，而M始終保持靜止，則在物塊m沿斜面上滑與下滑的過程中()A.M對m的摩擦力大小不變B.地面對M的摩擦力方向不變C.m滑動的加速度大小不變D.地面對M的支持力總小于（M+m)g解析：物塊上滑和下滑的過程中，由于正壓力和接觸面的粗糙程度不變，所

6、以M對m的摩擦力大小不變，但摩擦力的方向發(fā)生了改變，故m滑動的加速度大小發(fā)生了改變，A正確，C錯誤.物塊上滑和下滑的過程中加速度方向總是沿斜面向下的，此加速度有一個水平向左的分量和一個豎直向下的分量，故水平方向斜劈形物體始終受到地面向左的靜摩擦的作用，豎直方向系統(tǒng)處于失重狀態(tài)，地面對M的支持力總小于（M+m)g，故BD也正確.答案：ABD8.如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶右端有一個與傳送帶等高的光滑水平面，一物體以恒定的速率v2沿直線向左滑上傳送帶后，經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面，速率為v2，則下列說法正確的是()A.只有v1=v2時，才有v2=v1

7、B.若v1>v2時，則v2=v2C.若v1<v2時，則v2=v1D.不管v2多大總有v2=v2解析：若v1>v2，物體在傳送帶上先向左減速至零，后向右加速到達傳送帶的右端時速度被加速到v2返回水平面.若v1<v2，物體在傳送帶上先向左減速至零，后向右加速至v1后保持與傳送帶相對靜止以v1速度返回水平面.答案：BC二、非選擇題（本題共7小題，共68分.按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）9.（8分）為測量木塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)，某同學讓木塊從斜面上端由靜止開始勻加速下

8、滑，如圖所示，他使用的實驗器材僅限于（1）傾角固定的斜面（傾角已知），（2）木塊，（3）秒表，（4）米尺.實驗中記錄的數(shù)據(jù)是_.計算動摩擦因數(shù)的公式是=_.為了減少測量的誤差，可采用的辦法是_.解析：由運動學公式s=at2知，只要測出斜邊長s和下滑時間t，則可以計算出加速度.再由牛頓第二定律可以寫出加速度的表達式a=gsin-gcos，將此式代入s=at2得動摩擦因數(shù)的表達式=tan-.答案：斜邊長s和下滑時間ttan-多次測量取平均值10.（8分）如圖所示，質(zhì)量為M的木板放在傾角為的光滑斜面上，質(zhì)量為m的人在木板上跑，假如腳與板接觸不打滑.要保持木板相對斜面靜止，人應(yīng)朝_方向跑動，加速度大小

9、為_.解析：對板，由牛頓第二定律可得：f1-Mgsin=0對人，由牛頓第三定律知f1與f1等大反向，由牛頓第二定律可得：f1+mgsin=ma由以上二方程聯(lián)立求解得a=，方向沿斜面向下.答案：沿斜面向下11.(10分）重為200 kg的物體，置于升降機內(nèi)的臺秤上，從靜止開始上升，運動過程中臺秤的示數(shù)F與時間t的關(guān)系如圖所示，求升降機在7 s內(nèi)上升的高度.(g=10 m/s2)解析：重物的重量為：G=mg=200×10 N=2×103 N在02 s時間內(nèi)F1=3×103 N，超重，升降機加速度上升時a1= =3×m/s2=5 m/s2,2 s末上升高度為：

10、x1=a1=×5×22 m=10 m2 s末的速度為：v1=a1t1=5×2 m/s=10 m/s在25 s的3 s時間內(nèi)升降機勻速上升，（因F2=2×103 N=G）x2=v1·t2=10×3 m=30 m在57 s的2 s時間內(nèi)F3=1×103 N，升降機減速上升加速度大小a3=G-F3m= m/s2=5 m/s2x3=v1·t3-a3=10×2 m-×5×22 m=10 m升降機在7 s內(nèi)上升的高度x=x1+x2+x3=10m+30m+10m=50 m.答案：50 m12.(10

11、分）質(zhì)量為M=2.5 kg的一只長方體形鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做勻加速運動，鐵箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為1=0.50.這時鐵箱內(nèi)一個質(zhì)量為m=0.5 kg的木塊恰好能靜止在后壁上（如圖所示），木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為2=0.25，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10 m/s2. 求：（1）木塊對鐵箱的壓力；（2）水平拉力F的大小.解析：(1)對木塊mg=2N,N= =20 N由牛頓第三定律可知，木塊對鐵箱的壓力為20 N，方向為水平向左.（2）對木塊N=ma得a=Nm=40 m/s2對整體F-1(M+m)g=(M+m)a得F=135 N.答案：（1）20 N方向向左（2）

12、135 N13.(10分）如圖所示，傳送帶與地面的傾角=37°，從A到B的長度為16 m，傳送帶以v0=10 m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端無初速的放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.5,求物體從A運動到B所需的時間是多少？(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)解析：物體放在傳送帶上后，開始階段，傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體一個沿斜面向下的滑動摩擦力，物體由靜止開始加速下滑，由牛頓第二定律得：mgsin+mgcos=ma1;所以：a1=gsin+gcos=10 m/s2;則第一階段物體加速至

13、與傳送帶相等時需要的時間t1= =1 s;發(fā)生的位移：s=a1/2=5 m<16 m,即物體加速到速度為10 m/s時仍未到達B點.當物體加速至與傳送帶速度相等時，由于<tan，物體在重力作用下將繼續(xù)加速，此后物體的速度大于傳送帶的速度，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動摩擦力，但合力沿傳送帶向下，物體繼續(xù)加速下滑，此時,mgsin-mgcos=ma2，所以:a2=2 m/s2;設(shè)第二階段物體滑至到B的時間為t2則：LAB-s=v0t2+，解得t2=1 s,t2=-11 s（舍去）.故物體經(jīng)歷的總時間t=t1+t2=2 s.答案：2 s14.(10分）如圖所示，質(zhì)量M=8 kg的小車放

14、在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平恒力F，F(xiàn)=8 N，當小車向右運動的速度達到1.5 m/s時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計，質(zhì)量為m=2 kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)=0.2,小車足夠長.求從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=1.5 s小物塊通過的位移大小為多少？（取g=10 m/s2).解析：開始一段時間，物塊相對小車滑動，兩者間相互作用的滑動摩擦力的大小為Ff=mg=4 N物塊在Ff的作用下做加速運動，加速度為am= =2 m/s2，從靜止開始運動小車在推力F和Ff的作用下加速，加速度為aM= =0.5 m/s2，初速度為v0=1.5 m/s設(shè)經(jīng)過時間t1,兩者達到共同速度v

15、，則有：v=amt1=v0+amt1代入數(shù)據(jù)可得：t1=1 s，v=2 m/s在這t1時間內(nèi)物塊向前運動的位移為s1= a m =1 m.以后兩者相對靜止，相互作用的動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力.將兩者作為一個整體，在F的作用下運動的加速度為a，則F=(M+m)a得a=0.8 m/s2在剩下的時間t2=t-t1=0.5 s內(nèi)，物塊運動的位移為s2=vt2+ a,得s2=1.1 m.可見小物塊在總共1.5 s時間內(nèi)通過的位移大小為s=s1+s2=2.1 m.答案：2.1 m15.(12分）在2004年雅典奧運會上，我國運動員黃珊汕第一次參加蹦床項目的比賽即取得了第三名的優(yōu)異成績.假設(shè)表演時運動員僅在豎直方向運動，通過傳感器將彈簧床面與運動員間的彈力隨時間變化的規(guī)律在計算機上繪制出如圖所示的曲線，取g=10 m/s2，依據(jù)圖象給出信息，判斷下列物理量能否求出，如能求出寫出必要的運算過程和最后結(jié)果.(1)蹦床運動穩(wěn)定后的運動周期；（2）運動員的質(zhì)量；（3）運動過程中，運動員離開彈簧床上升的最大高度；（4）運動過程中運動員的最大加速度.解析：(1)運動周期可以求出：由圖象可知：T=9.5 s-6.7 s=2.8 s（2）運動員的質(zhì)量可以求出.由圖象可知運動員運動前mg=F0=500 N，所以運動員的質(zhì)量m=