2012高考試題模擬新題分類匯編專題3-牛頓運(yùn)動(dòng)定律匯總

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14. C1 2012 課標(biāo)全國(guó)卷伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性D 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)14. AD 解析慣性是物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化而保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，A 正確；沒有力的作用，物體將處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B 錯(cuò)誤；行星在圓形軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的原因是行

2、星受到地球的萬有引力作用，不是由于慣性，C 錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)物體如果沒有受到力的作用，將一直勻速直線運(yùn)動(dòng)下去，D 正確.C2 牛頓第二定律單位制21. C2、D1、E2 2012 福建卷如圖，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng) 力的小船沿直線拖向岸邊已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P,小船的質(zhì)量為 m,小船受到的阻力大小恒為 f,經(jīng)過 A 點(diǎn)時(shí)的速度大小為 Vo,小船從 A 點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B 點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間為 t1, A、B 兩點(diǎn)間距離為 d,纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)求：(1) 小船從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的全過程克服阻力做的功(2) 小船經(jīng)過 B 點(diǎn)時(shí)的速度大小 V1；(3) 小船經(jīng)過 B 點(diǎn)時(shí)的加速度

3、大小a.21.解析(1)小船從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)克服阻力做功Wf= fd (2)小船從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)牽引繩對(duì)小船做功W= Pt1由動(dòng)能定理有1212W Wf= 2mv1 2mvoV0+ m Pt1 fd (3)設(shè)小船經(jīng)過 B 點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小為F,繩與水平方向夾角為電動(dòng)機(jī)牽引繩的速度大小為 u，則P= Fu U= V1COS (由牛頓第二定律有Fcos0f=ma由式解得Pf*=寸 mvo+ 2m(Pt1fd )m由式解得 vi=17. C22012 安徽卷如圖 4 所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a 沿斜面勻加速下則()A .物塊可能勻速下滑B .物塊仍以加速度 a 勻加

4、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17. C解析 不施加 F 時(shí)， 由牛頓第二定律有:ugos0；施加 F 后，相當(dāng)于物體的重力增加了(F+ mg)sin 0 p(F + mg)cos9=ma，解得 a C正確.C4 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓定律23. C42012 全國(guó)卷圖 6 為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為 50 Hz 的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用At 表示在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”.圖 6(1) 完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：1平衡小車所受的阻力

5、： 小吊盤中不放物塊， 調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列 _的點(diǎn).2按住小車，在小盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼.3打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源， 釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶， 在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的 質(zhì)量m.4按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟5在每條紙帶上清晰的部分，每5 個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距S1,S2,.求出與不同 m 相對(duì)應(yīng)加速度 a.1 16以砝碼的質(zhì)量 m 為橫坐標(biāo)，a為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出am 關(guān)系圖線若加速度1與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則a 與 m 應(yīng)成_關(guān)系(填“線性”或“非線性”).(2) 完成下列填空：(i)本

6、實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊 盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是滑，若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力F ,mgs in0卩 mgos0=ma,解得 a = gsi n0F，而質(zhì)量無變化，又由牛頓第二定律有：=mg+1(gsin0- ugosB),所以加速度變大，C3超重和失重小吊盤(ii)設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為 &、2和 s3.a 可用 S1、s3和At 表示為 a =_ .圖 7 為用米尺測(cè)量某一紙帶上的 3、S3的情況，由圖可讀出 3 =_mm , s3=_ mm，由此求得加速度的大小 a=_m/s2.圖 8(iii)圖 8 為

7、所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為 _ ，小車的質(zhì)量為 _ 23.答案等間距線性(2)(i)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量(“遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”)S3 S1(ii)2 5At224.2(23.9 24.5)47.3(47.0 47.6)1.16(1.13 1.19)1 b(i)k k解析(1)若小車勻速運(yùn)動(dòng)，則在相等的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移相等，所以打下的點(diǎn)是均勻的.小車和砝碼受到的拉力等于小盤和物塊的重力，根據(jù)牛頓第二定律， 小車和砝碼的加速mog1 M 11度a=M+ m， a= mg+ mg m，可見 am圖象是一條過原點(diǎn)的直線.(2)(

8、i)設(shè)繩子拉力為 T,據(jù)牛頓第二定律，對(duì)于小盤和重物：m0g T = ma，對(duì)于小車mog和砝碼：T= (M + m)a，聯(lián)立解得 T=m0，只有當(dāng) M + m? m0時(shí)，T 心 mg，繩子的拉1+M + m力才是常數(shù).2 2 2(i)根據(jù)逐差法，S2 S1=As= a(5At) ,s3 S2=As= a(5At)，所以s3 S1= 2As= 2a(5A),S3 S1得a=2 5At2.1 M 11丄(iii)從關(guān)系式 a = mg+ mgm可以看出，am圖象的斜率k= m0g，所以繩子拉力m0g1Mb=k,圖象縱軸截距的意義是m0g= b 貝UM = k.21.1.C42012 安徽卷 圖

9、10 為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.砂和砂桶 的質(zhì)量為 m,小車和砝碼的總質(zhì)量為 M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)?力的大小.(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪 的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行.接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是()- S(1g圖 10A .將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,調(diào)節(jié) m 的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng) B .將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂 和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙

10、帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)C.將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小 車是否做勻速運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量 m 和 M 的選取，以下最合理的一組是()A. M= 200 g, m= 10 g、 15 g、20 g、25 g、30 g、 40 gB. M = 200 g, m = 20 g、40 g、 60 g、80 g、100 g、 120 gC. M = 400 g, m= 10 g、 15 g、20 g、25 g、30 g、 40 gD. M= 400 g, m= 20 g、 40 g、60 g、80 g、100 g、 120 g(3)圖 11 是實(shí)驗(yàn)中得到的一

11、條紙帶，A、B、C、D、E、F、G 為 7 個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：SAB=4.22cm、SBC= 4.65 cm、SCD= 5.08 cm、SDE= 5.49 cm、SEF=5.91 cm、SFG= 6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為 50 Hz,則小車的加速度a=_ m/s2(結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字)./IBC P F G 1圖 1121.1.答案(1)B(2)C(3)0.42解析(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)先平衡摩擦力，將長(zhǎng)木板一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋p推小車后，小車 能勻速運(yùn)動(dòng)即說明摩擦力已平衡，同時(shí)判斷小車的運(yùn)動(dòng)是否是勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，

12、打點(diǎn)情況，而不能靠用眼觀察小車運(yùn)動(dòng).(2)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)保證砂和砂桶的總質(zhì)量m 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量合題意.SDE+ SEF+ SFG SAB SBC SCD(3)采用逐差法求解，可得a=C5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合8 C5 2012 天津卷如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊 A，受到水平向右的拉力 F 作用，F(xiàn)與時(shí)間 t 的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則()4. C52012 江蘇卷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 度的大小應(yīng)根據(jù)紙帶上的M，所以 C 項(xiàng)最符=0.42m/s2甲A . 0t1時(shí)間內(nèi) F 的功率逐漸增大B. t2時(shí)刻物塊

13、 A 的加速度最大C. t2時(shí)刻后物塊 A 做反向運(yùn)動(dòng) D . t3時(shí)刻物塊 A 的動(dòng)能最大8 BD 解析0t1時(shí)間內(nèi)拉力率為零，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；t1t2時(shí)間拉力 時(shí)刻物塊的加速度最大， 選項(xiàng) B 正確； 所以物塊繼續(xù)沿 F 的方向做加速運(yùn)動(dòng)(加速度逐漸減小 于滑動(dòng)摩擦力 fm,物塊從 t3時(shí)刻開始做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)F 小于最大靜摩擦力 fm,物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn) 的功F 一 fma= m 也逐漸增大，t2F 逐漸增大， 物塊的加速度 t2t3時(shí)間內(nèi)，雖然拉力 F 逐漸減小，但仍然大于 fm,)，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；t3時(shí)刻之后拉力 F 小D 正確.成正比下列描繪皮球在上升過程中加速度大小a 與時(shí)間

14、 t 關(guān)系的圖象，可能正確的是()圖 24.C 解析皮球在上升過程中做減速運(yùn)動(dòng)，速度越來越小，所受的阻力越來越小，因此受到的合外力越來越小，加速度越來越小，速度減小到0，而加速度大小減小到重力加速度 g, C 圖正確.5.C52012 江蘇卷如圖所示，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(dòng)，力 F 的最大值是()2f m+ MA.M2f m+ MB.m2f m+ MC. M-(m+ M)g2f m+ MD.m + (m + M)g5. A 解析當(dāng)木塊所受的摩擦力最大時(shí)加速度最大，力F 最大，對(duì)木塊分析可得 2fM

15、g = Ma ,對(duì)夾子和木塊兩個(gè)物體的整體進(jìn)行分析可得F (M + m)g = (M + m)a,聯(lián)立兩式2f M + m可求得 F = M , A 項(xiàng)正確.23. C52012 浙江卷為了研究魚所受水的阻力與其形狀的關(guān) 系，小明同學(xué)用石蠟做成兩條質(zhì)量均為 m、形狀不同的“ A 魚”和“ B 魚”，如圖所示.在高出水面 H 處分別靜止釋放“ A 魚”和“ B 魚”，“ A 魚”豎直下潛 hA后速度減為零，“ B 魚”豎直下潛 hB后速度減 為零.“魚”圖 3在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，除受重力外，還受浮力和水的阻力.已10知“魚”在水中所受浮力是其重力的 6 倍，重力加速度為 g, “魚”運(yùn)動(dòng)的位移值遠(yuǎn)大于

16、“魚”的長(zhǎng)度.假設(shè)“魚”運(yùn)動(dòng)時(shí)所受水的阻力 恒定，空氣阻力不計(jì).求：Aa(1) “ A 魚”入水瞬間的速度VAI;(2) “A 魚”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力 fA.(3) “ A 魚”與“ B 魚”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力之比 fA: fB.23.解析(1) “A 魚”在入水前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有2VAI0 = 2gH得：VAI= 2gH(2) “A 魚”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)受重力、浮力和阻力的作用，做勻減速 運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為 aA,有F合=F浮+ fA mgF合=maA0 一VAI= 一 2aAhA10由題意：F浮=9 mg旦 1綜合上述各式，得 fA= mgA考慮到“B 魚”的受力、運(yùn)動(dòng)情況與“A 魚”相似

17、，有旦 1fB= mg hB 9fAhB9H hA解得fB= hA9H hB25. C52012 重慶卷某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽 距離為 s.比賽時(shí).某同學(xué)將球置于球拍中心，以大小為 a 的加速度從靜止開始做 勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到 V0時(shí)，再以 V0做勻速直線運(yùn)動(dòng)跑至終點(diǎn).整個(gè)過 程中球一直保持在球拍中心不動(dòng). 比賽中，該同學(xué)在勻速直線運(yùn)動(dòng)階段保持球拍 的傾角為也,如圖所示，設(shè)球在運(yùn)動(dòng)中受到的空氣阻力大小與其速度大小成正比，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，不計(jì)球與球拍之間的摩擦，球的質(zhì)量為 m,重力加速度為 g.(1) 求空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù) k;(2) 求在加速跑

18、階段球拍傾角B隨速度 v 變化的關(guān)系式；(3) 整個(gè)勻速跑階段，若該同學(xué)速度仍為vo,而球拍的傾角比0)大了B并保持不變，不計(jì)球在球拍上的移動(dòng)引起的空氣阻力變化，為保證到達(dá)終點(diǎn)前球不從球拍上距離中心為 r 的下邊沿掉落，求B應(yīng)滿足的條件.25.解析在勻速運(yùn)動(dòng)階段，有 mgtan0=kvomgtan0得 k=vo加速階段，設(shè)球拍對(duì)球的支持力為N，有N sin0-kv = maNcos0=mga _v_得 tan0=g+&tan0mg(3)以速度 V0勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)空氣阻力與重力的合力為F，有 F= cos60球拍傾角為6+ B時(shí)，空氣阻力與重力的合力不變，設(shè)球沿球拍面下滑的加 速度大小為

19、 a，有Fs inma設(shè)勻速跑階段所用時(shí)間為 t,有S V0t= v0- 2a12球不從球拍上掉落的條件 2a t r2rcos0得 sin s v02gV02a23. C52012 北京卷摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百 米.電梯的簡(jiǎn)化模型如圖 1 所示.考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度 a 是隨時(shí)間t變化的.已知電梯在0時(shí)由靜止開始上升， a-1圖象如圖 2所示.電 梯總質(zhì)量 m= 2.0 x103kg.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(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由vt 圖象求位移的方法.請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度和速度的定義，根據(jù)圖 2 所示的 a t圖象，求電梯在第 1 s 內(nèi)的速度改