牛頓運(yùn)動(dòng)定律-2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)（解析版）

專題3牛頓運(yùn)動(dòng)定律

3年高考真題r精練

一、單選題

1.（2020.江蘇高考真題）中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻(xiàn)了中國力量。某運(yùn)送

防疫物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時(shí)，第2節(jié)對(duì)

第3節(jié)車廂的牽引力為F。若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的

牽引力為（)

19FF

A.FB.------c.—D

2019-I

【答案】C

【解析】根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車廂的牽引力為R因?yàn)槊抗?jié)車廂質(zhì)量相等，阻力相同，故第

2節(jié)對(duì)第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有

F-38/=38w/2

設(shè)倒數(shù)第3節(jié)車廂對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為則根據(jù)牛頓第二定律有

F}-2f=2ma

聯(lián)立解得耳=卷

故選C。

2.（2020.山東高考真題）一質(zhì)量為小的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間/的關(guān)系圖像如圖所示。

乘客所受支持力的大小用心表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是（）

o1

A.O~fi時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)^>mgB.八~72時(shí)間內(nèi)，丫減小，F(xiàn)^<mg

C.四~為時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mgD.介~?3時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg

【答案】D

【解析】A.由于s-r圖像的斜率表示速度，可知在0~”時(shí)間內(nèi)速度增加，即乘客的加速度向下，處于失

重狀態(tài)，則尸N<Mg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.在外~/2時(shí)間內(nèi)速度不變，即乘客的勻速下降，則尺=，咫，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：

CD.在f2~f3時(shí)間內(nèi)速度減小，即乘客的減速下降，超重，則FN>"?g,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確：

故選D。

3.（2020?山東高考真題）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為力和2,”的物塊

A、B,通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板

間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為"，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45。時(shí)，物塊A、B

剛好要滑動(dòng)，則〃的值為（）

【答案】C

【解析】當(dāng)木板與水平面的夾角為45。時(shí)，兩物塊剛好滑動(dòng)，對(duì)A物塊受力分析如圖

NT

mg

沿斜面方向，A、B之間的滑動(dòng)摩擦力

=〃N=/zmgcos45°

根據(jù)平衡條件可知

T=mgsin45°+/.imgcos45°

對(duì)B物塊受力分析如圖

沿斜面方向，B與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力

f2=-3mgcos45°

根據(jù)平衡條件可知

2mgsin45°=T+cos45°+〃?3mgcos45°

兩式相加，可得

2mgsin45°=mgsin45°+/amgcos45°+jumgcos450+〃?3mgcos45°

解得

故選C。

4.（2020.浙江高考真題）矢量發(fā)動(dòng)機(jī)是噴口可向不同方向偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生不同方向推力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)殲

20隱形戰(zhàn)斗機(jī)以速度v斜向上飛行時(shí)，其矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口如圖所示。已知飛機(jī)受到重力G、發(fā)動(dòng)機(jī)推

力耳、與速度方向垂直的升力弱和與速度方向相反的空氣阻力斗。下列受力分析示意圖可能正確的是

（）

【答案】A

【解析】由題意可知所受重力G豎直向下，空氣阻力Ff與速度方向相反，升力尸2與速度方向垂直，發(fā)動(dòng)

機(jī)推力Q的方向沿噴口的反方向，對(duì)比圖中選項(xiàng)可知只有A選項(xiàng)符合題意。

故選A。

5.（2020?浙江高考真題）如圖是“中國天眼”500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡

球面，質(zhì)量為，〃的工作人員被懸在空中的氫氣球拉著，當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移

動(dòng)時(shí)，氫氣球?qū)ζ溆写笮閨■根g、方向豎直向上的拉力作用，使其有“人類在月球上行走”的感覺，若將

人視為質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)工作人員（)

B.受到的合力大小為!，咫

A.受到的重力大小為

OO

C.對(duì)球面的壓力大小為，儂D.對(duì)球面的作用力大小為！，咫

66

【答案】D

【解析】A.工作人員的質(zhì)量為加，則工作人員受到的重力

G=mg

A錯(cuò)誤；

B.工作人員在球面上緩慢行走，處于平衡狀態(tài)，合力為0,B錯(cuò)誤；

C.工作人員站在的球面位置不水平，對(duì)球面的壓力不等于Jmg,C錯(cuò)誤;

6

D.由平衡條件可得球面對(duì)工作人員的作用力尸滿足

1

F=mg--mg

6

再由牛頓第三定律可得，工作人員對(duì)球面的作用力大小為

「，1

F

D正確。

故選Do

6.（2019?海南高考真題）如圖，兩物塊尸、Q置于水平地面上，其質(zhì)量分別為機(jī)、2m,兩者之間用水平

輕繩連接。兩物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度大小為g,現(xiàn)對(duì)Q施加一水平向右的拉

力F,使兩物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，輕繩的張力大小為（）

0

////7//////////

1

「p

A.F-2/imgB.g尸+"〃嗯C--F-/jmgD.-F

3

【答案】D

【解析】根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)PQ的整體：F-ju-3mg=3ma；對(duì)物體P：T-jumg=ma；解得

T=LF,故選D。

3

7.（2019?北京高考真題）國際單位制（縮寫SD定義了米（m）、秒（s）等7個(gè)基本單位，其他單位

均可由物理關(guān)系導(dǎo)出.例如，由m和s可以導(dǎo)出速度單位m-sL歷史上，曾用“米原器''定義米，用平均

太陽日定義秒.但是，以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測量方式等因素的影響，而采用物

理常量來定義則可避免這種困擾.1967年用鈍-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間躍遷輻射的頻率△尸9

192631770Hz定義s：1983年用真空中的光速c=299792458m-sT定義m.2018年第26屆國際計(jì)量大

會(huì)決定，7個(gè)基本單位全部用基本物理常量來定義（對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖，例如，s對(duì)應(yīng)m對(duì)應(yīng)c）.新SI

自2019年5月20日（國際計(jì)量日）正式實(shí)施，這將對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響.下列選項(xiàng)不正確的

是

A.7個(gè)基本單位全部用物理常量定義，保證了基本單位的穩(wěn)定性

B.用真空中的光速c（nrs-D定義m,因?yàn)殚L度/與速度v存在/=W,而s己定義

C.用基本電荷e（C）定義安培（A）,因?yàn)殡姾闪颗c電流/存在/=q〃，而s已定義

D.因?yàn)槠绽士顺Ａ苛Γ↗-s）的單位中沒有kg,所以無法用它來定義質(zhì)量單位

【答案】D

【解析】本題屬于信息題，由題所給信息結(jié)合/=討和/=幺的物理意義解答.

t

由題意可知，如果以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測量方式等因素的影響，所以7個(gè)基本

單位全部用物理常量定義，保證了基本單位的穩(wěn)定性，故A正確；

用真空中的光速定義m,即光在真空中傳播299792458分之一秒的距離，且s早已定義，故B正確；

由公式/=幺可知，安培即為1s時(shí)間內(nèi)通過的電荷量，故C正確；

t

由題意可知，h對(duì)應(yīng)的單位為J.s，而能量的單位中包含質(zhì)量，故可以對(duì)Kg進(jìn)行定義，故D錯(cuò)誤.

8.（2019?浙江高考真題）如圖所示，A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球，A為鐵球，B、C為木球.A、B兩球

分別連在兩根彈簧上，C球連接在細(xì)線一端，彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部，該水杯置于用繩

子懸掛的靜止吊籃內(nèi).若將掛吊籃的繩子剪斷，則剪斷的瞬間相對(duì)于杯底（不計(jì)空氣阻力，p木＜p木＜p鈦）

A.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B、C球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)

B.A、B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

C.A球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

D.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

【答案】D

【解析】開始時(shí)A球下的彈簧被壓縮，彈力向上；B球下的彈簧被拉長，彈力向下；將掛吊籃的繩子剪

斷的瞬時(shí)，系統(tǒng)的加速度為g,為完全失重狀態(tài)，此時(shí)水對(duì)球的浮力也為零，小球的重力也視為零，則A

球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬?duì)于杯底向上運(yùn)動(dòng)，B球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬?duì)于杯底向下運(yùn)動(dòng)，C球相對(duì)于杯底不動(dòng);

故選D.

9.（2018?海南高考真題）如圖，一絕緣光滑固定斜面處于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方

向垂直于斜面向上，通有電流/的金屬細(xì)桿水平靜止在斜面上.若電流變?yōu)?.5/,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?/p>

38,電流和磁場的方向均不變，則金屬細(xì)桿將（）

A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑C.沿斜面勻速上滑D.仍靜止在斜面上

【答案】A

【解析】最初金屬細(xì)桿受到三個(gè)力作用，且合力為零，如圖所示:

由平衡可知，安培力F=BIL=mgsinO,若電流變?yōu)?.51,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B,則安培力

耳=3B；IL=1.5mgsin0,根據(jù)牛頓第二定律，￡-mgsinO=ma,故金屬細(xì)桿以a=0.5gs〃招的加速

度沿著斜面加速上滑，故A正確

10.（2018?浙江高考真題）如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖.。為彈射裝置，AB是長為21m的

水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道48

與8c平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi).某次游戲中，無動(dòng)力小車在彈射裝置。的作用下，以w=10m/s

的速度滑上軌道AB,并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn).已知小車在軌道A8上受到的摩擦力為其重量的

0.2倍，軌道8C光滑，則小車從4到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是（）

AB

A.5sB.4.8sC.4.4sD.3s

【答案】A

【解析】設(shè)小車的質(zhì)量為m,小車在AB段所勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度q=工=絲整=0.2g=2m/$2,

mm

1.1o10-4

在AB段，根據(jù)動(dòng)能定理可得一.色B=—機(jī)巾一一:〃詔，解得以=4"?/5,故4=---s=3s；

222

小車在8c段，根據(jù)機(jī)械能守恒可得;陽4=mghCD,解得生。=0.8/n,過圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC

Lh1

的垂線，根據(jù)幾何知識(shí)可得R_2BC,解得/c=4〃z,sin6=3=w，故小車在8c上運(yùn)動(dòng)的加

----一1---工鏟5

XBC

P4

速度為々=gsin。=2m/?,故小車在BC段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為=~^=QS=2S,所以小車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

為f=%+弓=5s,A正確.

二、多選題

11.（2020?海南高考真題）如圖，在傾角為。的光滑斜面上，有兩個(gè)物塊P和Q,質(zhì)量分別為町和加2,

用與斜面平行的輕質(zhì)彈簧相連接，在沿斜面向上的恒力F作用下，兩物塊一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

則（）

Pm

A.兩物塊一起運(yùn)動(dòng)的加速度大小為。=-------B.彈簧的彈力大小為了=----F

+和“4+”馬

C.若只增大加2,兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們的間距變大

D.若只增大。，兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們的間距變大

【答案】BC

【解析】A.對(duì)整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有

廠一（仍+m2）gsin6=（町+〃

F.八

解得a=---------gsin。，故A錯(cuò)誤；

町+生

B.對(duì)，"2受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有

-m.gsin0=m2a

?（n,F

解得-=—，故B正確；

mt+m2

F_F

C.根據(jù)彈=,4+加2—叫+],可知若只增大用2,兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力變大，根據(jù)胡

克定律，可知伸長量變大，故它們的間距變大，故c正確；

D.根據(jù)q=---,可知只增大。，兩物塊一起向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈力不變，根據(jù)胡克定律，可

mt+m2

知伸長量不變，故它們的間距不變，故D錯(cuò)誤。

故選BC。

12.（2019?全國高考真題）如圖（a）,物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在

實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連，細(xì)繩水平.右0時(shí)，木板開始受到水平外力F的作用，在仁4s時(shí)撤去外力.細(xì)

繩對(duì)物塊的拉力/隨時(shí)間r變化的關(guān)系如圖（b）所示，木板的速度v與時(shí)間r的關(guān)系如圖（c）所示.木

板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/s2.由題給數(shù)據(jù)可以得出

v/ms*1

A.木板的質(zhì)量為1kgB.2s~4s內(nèi)，力尸的大小為0.4N

C.0~2s內(nèi)，力尸的大小保持不變D.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2

【答案】AB

【解析】結(jié)合兩圖像可判斷出0-2s物塊和木板還未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過

程力尸等于/,故尸在此過程中是變力，即C錯(cuò)誤：2-5s內(nèi)木板與物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)

摩擦力，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)24s和4-5s列運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，可解出質(zhì)量，”為1kg,2-4s內(nèi)的力尸為0.4N,

故A、B正確；由于不知道物塊的質(zhì)量，所以無法計(jì)算它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃，故D錯(cuò)誤.

13.（2018?海南高考真題）如圖（〃），一長木板靜止于光滑水平桌面上，U0時(shí)，小物塊以速度物滑到

長木板上，圖"）為物塊與木板運(yùn)動(dòng)的內(nèi)圖像，圖中心血、環(huán)已知。重力加速度大小為g。由此可求

得（）

圖（。）圖。）

A.木板的長度B.物塊與木板的質(zhì)量之比

C.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.從片0開始到〃時(shí)刻，木板獲得的動(dòng)能

【答案】BC

【解析】A.根據(jù)題意只能求出物塊與木板的相對(duì)位移，不知道木板最終停在哪里，無法求出木板的長度,

故A不能夠求解出；

V.v-V.

BC.由圖像的斜率表示加速度求出長木板的加速度為4木=/■，小物塊的加速度4物=七n」，根據(jù)牛

*,mviv-V.

頓第二定律得：4mg=M。木，g=ma物，解得.：—=------，〃=---n-----,故B和C能夠求解出;

Mv0-V]gtt

D,木板獲得的動(dòng)能線木=gm/(%—匕)，題目如、。己知，但是M，，"不知道，故D不能夠

求解出。

故選BC。

三、實(shí)驗(yàn)題

14.(2020?山東高考真題)2020年5月，我國進(jìn)行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中一種方法是通過使用

重力儀測量重力加速度，進(jìn)而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，測量當(dāng)?shù)?/p>

重力加速度的大小。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(i)如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53。，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平

行的刻度尺(圖中未畫出)。

(ii)調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對(duì)木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板頂端釋放，用手機(jī)記錄下

小物塊沿木板向下做加速直線運(yùn)動(dòng)的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運(yùn)動(dòng)路徑上合適的一點(diǎn)作

為測量參考點(diǎn)，得到小物塊相對(duì)于該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)距離L與運(yùn)動(dòng)時(shí)間f的數(shù)據(jù)。

(iii)該同學(xué)選取部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了-----r圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6

t

m/s2

(iv)再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

回答以下問題：

(1)當(dāng)木板的傾角為37。時(shí)，所繪圖像如圖乙所示?由圖像可得，物塊過測量參考點(diǎn)時(shí)速度的大小為

m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點(diǎn)上的A、8兩點(diǎn)，利用A、3兩點(diǎn)數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速

度的大小為m/s?.（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

⑵根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閙/s2?（結(jié)果保留2位有效數(shù)字，

sin37°=0.60,cos37°=0.80）

【答案】0.32或0.333.19.4

【解析】⑴山⑵根據(jù)L=W+產(chǎn)可得

2LC

—=2%+cit

則由圖像可知

2%=65x10"m/s

則

v（）=0.33m/s

八人噬就1mzs2=3』儂2

（2）⑶由牛頓第二定律可知

mgsin9-jumgcos0-ma

即

〃=gsin。一〃geos，

當(dāng)0=53°時(shí)a=5.6m/s2,即

sin53一〃gcos53=5.6

當(dāng)族37。時(shí)a=3.0m/s2,即

gsin37-/ugcos37=3.1

聯(lián)立解得

g=9.4m/s2

15.（2020?浙江高考真題）做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系''實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖甲是教材中的實(shí)驗(yàn)方案；圖乙

是拓展方案，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

（i）掛上托盤和祛碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑;

（ii）取下托盤和祛碼，測出其總質(zhì)量為〃?，讓小車沿木板下滑，測出加速度田

（iii）改變祛碼質(zhì)量和木板傾角，多次測量，通過作圖可得到a-尸的關(guān)系。

①實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)。、b、c、4e、/間均有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則在打d點(diǎn)時(shí)小車的速度

大小m/s（保留兩位有效數(shù)字）；

abedef

川面|川1|川1而|川1|叫1而川|叫叩曲|1川|1川|111而川1|1川血

29303132333435363738cm

②需要滿足條件Mm的方案是（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作a-尸圖象時(shí)，把叫作為

產(chǎn)值的是_____（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。

【答案】0.18-0.19甲甲和乙

【解析】①口].打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期

T=0.1s

由勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得，在打4點(diǎn)時(shí)小車的速度

MJ38.10-30.70）xl0-in/sg（）j9m/s

v

d=4T4x0.1

②⑵[3].在圖甲的實(shí)驗(yàn)方案中，由托盤和祛碼的重力提供拉力，讓小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二

定律可得

mg=+m）a

則

m

a=-------g

m+M

則繩子對(duì)小車的拉力

當(dāng)M機(jī)時(shí)，繩子拉力近似等于托盤和祛碼的重力。

故甲需要滿足Mm.

在圖乙的實(shí)驗(yàn)方案中，掛上托盤和祛碼，小車勻速下滑，設(shè)斜面的傾斜角為。，斜面和紙帶對(duì)小車的摩

擦力或阻力總和為人則有

Mgsin8=/+mg

取下托盤和祛碼，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得

Mgsin/=Ma

即

mg-Ma

故乙方案中，不需要滿足Mm,

在甲乙方案中，均用托盤和祛碼的重力mg作為小車勻加速的直線運(yùn)動(dòng)的合力及F.

16.（2020?全國高考真題）一細(xì)繩跨過懸掛的定滑輪，兩端分別系有小球A和8,如圖所示。一實(shí)驗(yàn)小

組用此裝置測量小球B運(yùn)動(dòng)的加速度。

SB

AO

令兩小球靜止，細(xì)繩拉緊，然后釋放小球，測得小球B釋放時(shí)的高度如=0.590m,下降一段距離后的高

度〃=0.100m；由力o下降至人所用的時(shí)間7=0.730s。由此求得小球B加速度的大小為。=m/s?（保

留3位有效數(shù)字）。

從實(shí)驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)得知，小球A、8的質(zhì)量分別為100.0g和150.0g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間=9.80

m*。根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算可得小球B加速度的大小為d=m/s2（保留3位有效數(shù)字）。

可以看出，。'與。有明顯差異，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：

【答案】1.841.96滑輪的軸不光滑，繩和滑輪之間有摩擦（或滑輪有質(zhì)量）

【解析】①有題意可知小球下降過程中做勻加速宜線運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

R-h=ga/

代入數(shù)據(jù)解得a=1.84m/s2；

②根據(jù)牛頓第二定律可知對(duì)小球A有

T-mAg=mAa^

對(duì)小球B有

tnHg-T=mRa^

帶入已知數(shù)據(jù)解得aU1.96m/s2；

③在實(shí)驗(yàn)中繩和滑輪之間有摩擦?xí)斐蓪?shí)際計(jì)算值偏小。

17.（2019?全國高考真題）如圖（a）,某同學(xué)設(shè)計(jì)了測量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn).所用器材有:

鐵架臺(tái)、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等.回答下列問題：

（1）鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)〃=（用木板與水平面的夾角優(yōu)重力加速度g和鐵塊下滑的加速度

4表示）

（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角0=30。.接通電源.開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜

止開始沿木板滑下.多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示.圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每兩個(gè)

相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出）.重力加速度為9.8m/s2.可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

（結(jié)果保留2位小數(shù)）.

?單位：cm

20.90J

31.83

4450

59?57

【答案】Fr

gsin0-a

【解析】（1）由nzgsin仇〃加geos敘〃解得：//=①

geos。

Sn一S

(2)由逐差法9T2」得：Sn=(76.39-31.83)xlO^m,7=0.10s,Si=(31.83-5.00)xlO^m,故。二

9.8x--1.97

44.56x10-25.83xl°m/s2=197m/s2)代入①式，得------^0.35

9xl(T9.8x走

2

四、解答題

18.（2020?浙江高考真題）如圖1所示，有一質(zhì)量相=200kg的物件在電機(jī)的牽引下從地面豎直向上經(jīng)

加速、勻速、勻減速至指定位置。當(dāng)加速運(yùn)動(dòng)到總位移的L時(shí)開始計(jì)時(shí)，測得電機(jī)的牽引力隨時(shí)間變化

4

的F-t圖線如圖2所示，t=34s末速度減為0時(shí)恰好到達(dá)指定位置。若不計(jì)繩索的質(zhì)量和空氣阻力，

求物件：

(1)做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向；

(2)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大?。?/p>

(3)總位移的大小。

F/N

圖1圖2

【答案】(l)0.125m/s2，豎直向下；(2)lm/s；(3)40m

【解析】(1)由圖2可知0~26s內(nèi)物體勻速運(yùn)動(dòng)，26s~34s物體減速運(yùn)動(dòng)，在減速運(yùn)動(dòng)過程根據(jù)牛頓第二定

律有

mg一耳=ma

根據(jù)圖2得此時(shí)FT=1975N,則有

=g--=0.125m/s2

m

方向豎直向下。

(2)結(jié)合圖2根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

v-at2=0.125x(34—26)m/s=lm/s

(3)根據(jù)圖像可知?jiǎng)蛩偕仙奈灰?/p>

/?)=%=1x26m=26m

勻減速上升的位移

.V1

=—x8om=4m

13

勻加速上升的位移為總位移的“則勻速上升和減速上升的位移為總位移嗎，則有

3

々+4=1/2

所以總位移為

A=40in

19.（2019?江蘇高考真題）如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對(duì)齊.A與8、

8與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃.先敲擊A,A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動(dòng)距離L后停

下.接著敲擊8,8立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運(yùn)動(dòng)，左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止,

此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.求:

(1)A被敲擊后獲得的初速度大小w；

(2)在左邊緣再次對(duì)齊的前、后，8運(yùn)動(dòng)加速度的大小劭、卬/；

(3)8被敲擊后獲得的初速度大小VB.

【答案】(I)vA=；(2)ae=3〃g,as-//g；(3)vB=2yj2/jgL

【解析】（1）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知，A加速度的大?、?〃g

勻變速直線運(yùn)動(dòng)2aAL=v^

解得以=j2〃gL

（2）設(shè)A、8的質(zhì)量均為"?

對(duì)齊前，B所受合外力大小F=3〃〃?g

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F="UIB,得CIB=3噸

對(duì)齊后，A.B所受合外力大小尸=2〃〃陪

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律產(chǎn)'=238'，得

(3)經(jīng)過時(shí)間f,A、8達(dá)到共同速度v,位移分別為必、XB,4加速度的大小等于麴

貝ijv=ast,v=vi)-aBt

121,2

且XR-XA=L

解得VB=2,2〃gL.

20.(2018?江蘇高考真題)如圖所示，釘子A、B相距5/,處于同一高度.細(xì)線的一端系有質(zhì)量為M的

小物塊，另一端繞過A固定于B.質(zhì)量為優(yōu)的小球固定在細(xì)線上C點(diǎn)，B、C間的線長為3/.用手豎直向

下拉住小球，使小球和物塊都靜止，此時(shí)BC與水平方向的夾角為53。.松手后，小球運(yùn)動(dòng)到與A、B相

同高度時(shí)的速度恰好為零，然后向下運(yùn)動(dòng).忽略一切摩擦，重力加速度為g,取sin53o=0.8,

cos53°=0.6.求：

(1)小球受到手的拉力大小尸；

(2)物塊和小球的質(zhì)量之比例：〃7;

(3)小球向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，物塊M所受的拉力大小7

5M6TSmMg488

T=

【答案】(1)F^-Mg-mg(2)—=-(3)5(m+M\(T=*mg或7=行圖)

【解析】（1）設(shè)小球受AC、8c的拉力分別為回、F2

Fisin53°=/72cos53°F+mg-Ftcos530+F2Sin53°且Fi=Mg

解得

（2）小球運(yùn)動(dòng)到與A、8相同高度過程中

小球上升高度7n=3/sin53。，物塊下降高度依2/

機(jī)械能守恒定律mghi=Mgh2

M6

解得一=一

m5

（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球回到起始點(diǎn).設(shè)此時(shí)AC方向的加速度大小為a,重物受到的拉力

為T

牛頓運(yùn)動(dòng)定律Mg-7=Ma小球受AC的拉力7=7

牛頓運(yùn)動(dòng)定律r-mgcos53°=ma

解得八晚端b=織或14隰）

1年高考模擬精練

1.如圖甲所示，質(zhì)量機(jī)=lkg小物塊在平行斜面向下的恒力尸作用下，從固定粗糙斜面底端開始以

血=12m/s的初速度向上運(yùn)動(dòng)，力F作用一段時(shí)間后撤去。以出發(fā)點(diǎn)。為原點(diǎn)沿斜面向上建立坐標(biāo)系，整

個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物塊速率的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，斜面傾角8=37。，取8$37。=0.8,

sin37°=0.6,g=10m/s2,下列說法正確的是（）

A.沿斜面上行階段物體的加速度大小為24m/s2

B.恒力尸大小為4N

C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

D.物塊返回斜面底端時(shí)速度大小為4及m/s

【答案】CD

【解析】A.物體沿斜面上滑時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

V,2=2。內(nèi)

代入數(shù)值可求得加速度為

V.2144,

a.=—1—=-----m/s27=12mzs2

2X12x6

故A錯(cuò)誤;

BC.物體上滑時(shí)由牛頓第二定律可得

F+mgsin37°cos37°=max

設(shè)物體下滑撤去恒力產(chǎn)前加速度為出，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

2

v2=2a2x2

代入數(shù)值可得

%=“2=--1--6-m/si~2=4Am/s/2

2X22X2

由牛頓第二定律可得

F+mgsin37°-/nmgcos37°=ma2

聯(lián)立可得

F=2N,4=0.5

故B錯(cuò)誤，C正確;

D.撤去恒力產(chǎn)后物體繼續(xù)向下加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得

mgsin37°-Ringcos37°=ma^

代入數(shù)值可求得

%=2m/s2

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

22

v3-v2=2a3X3

代入數(shù)值可得

2

v3=J2a3%+v2=，2x2x4+16m/s=4V2m/s

物塊返回斜面底端時(shí)速度大小為4及m/s,故D正確。

故選CD。

2.如圖所示，小車分別以加速度0、a2、的、“4向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，兒是固定在小車上的水平橫桿，物

塊M穿在桿上，M通過細(xì)線懸吊著小物體m,m在小車的水平底板上，加速度為m、s時(shí)，細(xì)線在豎直

方向上，全過程中M始終未相對(duì)桿6c移動(dòng)，M、m與小車保持相對(duì)靜止，M受到的摩擦力大小分別為力、

力、力、九則以下結(jié)論正確的是（）

4B?若H吟號(hào)

A.若

a22

YT則泮,,1,tan。1

D.右一=彳，則-----=-

見2tana2

【答案】CD

【解析】在第一、二兩幅圖中，M水平方向只受摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律得

f\=Ma「力=Ma2

在第三、四兩幅圖中，對(duì)M和m組成的系統(tǒng)來分析，根據(jù)牛頓第二定律可知

f3=(M+m)a3,f4=(M+ni)a4

A.如果

at:a2-1:2

解得

/：力=1：2

故A錯(cuò)誤；

B.如果

4：%=1：2

則

f2:f3=M:2(M+m)

故B錯(cuò)誤；

C.若

%：%=1：2

則

力：力=1：2

故C正確；

D.對(duì)m受力分析可知

tan6>=—,tan?=—

gg

若

%:%=1:2

可得

tan夕：tana=1:2

故D正確。

故選CDo

3.質(zhì)量/〃=10kg的煤塊在大小恒定的水平外力作用下，沖上一足夠長的水平傳送帶，傳送帶從右向左

以恒定速度%=-2m/s運(yùn)動(dòng)。從煤塊沖上傳送帶開始計(jì)時(shí)，煤塊的u—/圖像如圖所示，選向右為正方

向。已知0?1s內(nèi)水平外力與煤塊運(yùn)動(dòng)方向相反，1~2s內(nèi)水平外力仍然與煤乙塊運(yùn)動(dòng)方向相反，重力加

速度g=10m/s2則()

A.煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2

B.煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3

C.0~2s內(nèi)煤塊在傳送帶上留下的黑色痕跡為3m

D.0~2s內(nèi)煤塊在傳送帶上留下的黑色痕跡為6m

【答案】BD

【解析】AB.由圖乙知O~ls內(nèi)做勻減速宜線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為

a,----m/s2=5m/s2

Ar1

由牛頓第二定律得

F+f=ma]

1:2s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為

Av1.21?2

a,=——=-m/s=lm/s

'\t'1

有牛頓第二定律得

f-F-ma,

根據(jù)

/=〃〃吆

聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得

〃=0.3

故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.畫出傳送帶和煤塊的v—，圖如卜

可知，兩條圖線之間圍成的面積等于劃痕長度，大小為6m,故C錯(cuò)誤，D正確。

故選BDo

4.如圖所示，水平面上有一質(zhì)量為2,w的物體A,左端用跨過定滑輪的細(xì)線連接著物體B,B、C物體的

質(zhì)量均為，叫用輕彈簧相連放置在傾角為。的斜面上，不計(jì)一切摩擦。開始時(shí)，物體A受到水平向右的

恒力F的作用而保持靜止已知重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A

a——QxL,

A.在細(xì)線被燒斷的瞬間，A的加速度大小為gsin?

B.在細(xì)線被燒斷的瞬間，B