2016高考物理真题分类汇编：三、牛顿运动定律

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2016年高考物理母题题源系列专题03 牛顿运动定律(含解析)

专题03牛顿运动定律【母题来源一】2016年上海卷【母题原题】如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的：（）A．OA方向B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向【答案】D【考点定位】牛顿第二定律、整体法和隔离法【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。

【母题来源二】2016年江苏卷【母题原题】（多选）如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中：（）A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD【考点定位】力与运动【方法技巧】本题重在分析清楚鱼缸的受力情况、运动情况。

先在桌布上加速，后在桌面上减速。

鱼缸受桌布的滑动摩擦力与猫拉力的大小无关。

【命题意图】本题属于连接体模型，涉及的知识点有相对运动和牛顿运动定律的应用，需要考生运用整体法和隔离法解决这类问题，意在考查考生的综合分析能力。

【考试方向】对于连接体模型，命题多集中在两个或两个以上相关联的物体之间的相互作用和系统所受的外力情况，一般根据连接类型（直接连接型、绳子连接型、弹簧连接型），且考查时多涉及物体运动的临界和极值问题。

【得分要点】处理连接体问题的基本方法是隔离法和整体法：分析整体受力，不需要求物体间相互作用力时，多采用整体法；要求求出系统内部物体之间的作用力时，需采用隔离法。

涉及临界或极值问题时，要分析此状态下的受力特点和运动特点，找到临界或极值产生的条件。

【母题1】2016年元宵节期间人们燃放起美丽的烟火以庆祝中华民族的传统节日，按照设计，某种型号的装有烟火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在3s 末到达离地面90m 的最高点时炸开，构成各种美丽的图案。

高考物理真题分类汇编全书目录

目录
第一章直线运动
第二章相互作用
第三章牛顿运动定律
第四章曲线运动
第一节运动的合成与分解
第二节平抛运动
第三节圆周运动
第五章万有引力
第六章功和能的关系
第七章力学实验
第八章静电场
第一节电场力的性质
第二节电场能的性质
第三节电容器及带电粒子在电场中的运动第九章恒定电流
第十章电学实验
第一节电阻及电阻率的测量
第二节描绘小灯泡的伏安特性曲线
第三节测量电源电动势和内阻
第四节多用电表的使用
第五节电表内阻的测量及电表的改装
第六节传感器
第十一章磁场
第一节磁场对通电导线的作用
第二节带电粒子在磁场中的运动
第三节带电粒子在复合场中运动
第十二章电磁感应
第十三章交变电流
第十四章传感器
第十五章机械振动机械波
第十六章光学。

高考物理易错题专题三物理牛顿运动定律(含解析)及解析

高考物理易错题专题三物理牛顿运动定律(含解析)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。

如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v ＝4m/s 。

B 、C 分别是传送带与两轮的切点，相距L ＝6.4m 。

倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。

一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m ＝1kg 的工件（可视为质点）。

用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0＝8m/s ，A 、B 间的距离x ＝1m ，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C 点即为运送过程结束。

g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）弹簧压缩至A 点时的弹性势能；（2）工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间；（3）工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。

【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++ 解得：E p ＝42J（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a 1，由牛顿第二定律得： 1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得：a 1＝10m/s 2 工件与传送带共速需要时间为：011v v t a -=解得：t 1＝0.4s 工件滑行位移大小为：220112v v x a -= 解得：1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a 2，则有：2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得：a 2＝2m/s 2假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：22vt a = 解得：t 2＝2s工件滑行位移大小为：2 3? 1n n n n n 解得：x 2＝4m工件运动到C 点时速度恰好为零，故假设成立。

三年高考()高考物理试题分项版解析专题03 牛顿运动定律

专题03 牛顿运动定律一、选择题1．【2016·海南卷】沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。

已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则A．F1<F2B．F2>F3 C．F1>F3D．F1=F3【答案】A【考点定位】v t 图像，牛顿第二定律【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。

2．【2016·上海卷】如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的A．OA方向B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向【答案】D【考点定位】牛顿第二定律、整体法和隔离法【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。

3．【2016·江苏卷】如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD【解析】由题图知在拉动桌布的过程中鱼缸相对桌布向左运动，故鱼缸受到桌布对其向右的摩擦力作用，所以A错误；因鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸在桌布上与在桌面上运动时所受摩擦力大小相等，加速度大小相等，鱼缸先在桌布上加速，然后在桌面上减速到停止，所以根据v=at知鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等，所以B正确；若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将不变，所以C错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸与桌布可能相对滑动也可能相对静止，鱼缸在桌面运动的时间都会变长，所以鱼缸可能滑出桌面，所以D正确．【考点定位】力与运动【方法技巧】本题重在分析清楚鱼缸的受力情况、运动情况。

高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案)

高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如下图,在光滑的水平面上有一足够长的质量质量m=1kg 的小物块,长木板与小物块间的动擦因数止.现用F=14N 的水平恒力向石拉长木板,经时间(1)小物块在长木板上发生相对滑幼时,小物块加速度 (2)刚撤去F 时,小物块离长木板右端的距离 s ；(3)撒去F 后,系统能损失的最大机械能 AE.【答案】(1) 2m/s 2 (2) 0.5m (3) 0.4J 【解析】【分析】(1)对木块受力分析,根据牛顿第二定律求出木块的加速度；(2)先根据牛顿第二定律求出木板的加速度,然后根据匀变速直线运动位移时间公式求出长木板和小物块的位移,二者位移之差即为小物块离长木板右端的距离；(3)撤去F 后,先求解小物块和木板的速度,然后根据动量守恒和能量关系求解系统能损失的最大机械能AE. 【详解】(1)小物块在长木板上发生相对滑动时,小物块受到向右的滑动摩擦力,那么： Wmg=ma解得 a 1=g=2m/2s(2)对木板,受拉力和摩擦力作用, 由牛顿第二定律得,F-w mg=Ma, 解得：a 2= 3m/s 2.小物块运动的位移： x 1= —a 1t 2=— X2)2m=1m,2 2 长木板运动的位移： X 2= — a 2t 2=- x 3)2m=1.5m ,22那么小物块相对于长木板的位移： △x=x 2-x 1=1.5m-1m=0.5m . (3)撤去F 后,小物块和木板的速度分别为： v m =a 1t=2m/s v=a 2t=3m/s小物块和木板系统所受的合外力为 0,动量守恒：mv m Mv (M m)v解得 v 2.8m/s从撤去F 到物体与木块保持相对静止,由能量守恒定律:该题考查牛顿第二定律的应用、动量守恒定律和能量关系；涉及到相对运动的过程,要认M=4kg 的长木板,在长木板右端有一科=0.2开始时长木板与小物块均静 t=1s 撤去水平恒力 F, g=10m/s 2.求a 的大小;1212mv m Mv 2 2解得？E=0.4J 【点睛】1 E (M m)v2真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式.2.如图甲所示,一长木板静止在水平地面上,在t 0时刻,一小物块以一定速度从左端滑上长木板,以后长木板运动V t图象如下图.小物块与长木板的质量均为m 1kg,小物块与长木板间及长木板与地面间均有摩擦,经1 s后小物块与长木板相对静止g 10m/s2,求:1小物块与长木板间动摩擦因数的值;2在整个运动过程中,系统所产生的热量.【答案】(1) 0.7 (2) 40.5J【解析】【分析】1小物块滑上长木板后,由乙图知,长木板先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律求出长木板加速运动过程的加速度,木板与物块相对静止时后木板与物块一起匀减速运动,由牛顿第二定律和速度公式求物块与长木板间动摩擦因数的值.2对于小物块减速运动的过程,由牛顿第二定律和速度公式求得物块的初速度,再由能量守恒求热量.【详解】1长木板加速过程中,由牛顿第二定律,得1mg 2 2mg ma1 ；Vm *;木板和物块相对静止,共同减速过程中,由牛顿第二定律得22 mg 2ma2；0 V m a2t2 ;由图象可知,v m 2m/ s, t1 1s, t2 0.8s联立解得1 0.72小物块减速过程中,有：〔mg ma3；V m V0 a3t1 ;在整个过程中,由系统的能量守恒得- 1 2Q mv o2联立解得Q 40.5J【点睛】此题考查了两体多过程问题,分析清楚物体的运动过程是正确解题的关键,也是此题的易错点,分析清楚运动过程后,应用加速度公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.3.如图1所示,在水平面上有一质量为mi= 1kg的足够长的木板,其上叠放一质量为m2 = 2kg的木块,木块和木板之间的动摩擦因数岗= 0.3,木板与地面间的动摩擦因数(J2= 0.1 .假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等？现给木块施加随时间t增大的水平拉力F=3t (N),重力加速度大小g=10m/s2Hi 03S(1)求木块和木板保持相对静止的时间t i ；(2) t=10s时,两物体的加速度各为多大；(3)在如图2画出木块的加速度随时间变化的图象(取水平拉力F的方向为正方向,只要求画图,不要求写出理由及演算过程)【答案】(1)木块和木板保持相对静止的时间是4s； (2) t=10s时,两物体的加速度各为3m/s2, 12m/s2；【解析】【详解】(1)当F< 22. (m[+m2)g= 3N时,木块和木板都没有拉动,处于静止状态,当木块和木板一起运动时,对m1：f max—戌(m1+m2)g=m〔a max, f max= p1m2g解得：a max= 3m/S2对整体有： F max-摩(m i +m 2)g= ( m i +m 2) a max 解得：Fmax=12N由 Fmax=3t 得：t = 4s(2) t=10s 时,两物体已相对运动,那么有：对 m1：国m 2g —(J 2 (m i +m 2)g = m i a i 解得：a 〔 = 3m/s 2对 m2： F — pi m 2g=m 2a 2 F= 3t= 30N 解得：a 2= I2m/s 2(3)图象过(1、0) , ( 4.3) , ( 10、12) 图象如下图.4.如下图,在光滑水平面上有一段质量不计,长为 6m 的绸带,在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块 A 、B,现同时对A 、B 两滑块施加方向相反,大小均为F=12N的水平拉力,并开始计时. A 滑块的质量mA=2kg, B 滑块的质量mB=4kg, A 、B 滑块与绸带之间的动摩擦因素均为科=0.5 A 、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绸带的伸长,求：(1) t=0时刻,A 、B 两滑块加速度的大小； (2) 0到3s 时间内,滑块与绸带摩擦产生的热量.【答案】(1)a 1 1ms 2 ,a 2 0.5ms 2 ; (2)30J【解析】(1)A 滑块在绸带上水平向右滑动,受到的滑动摩擦力为 N A mg , f A N A ；解得：f Amg ——①22f A,水平运动,那么竖直方向平衡:A 滑块在绸带上水平向右滑动, 0时刻的加速度为a1,由牛顿第二定律得： F f A m A a [②B 滑块和绸带一起向左滑动,0时刻的加速度为a 2由牛顿第二定律得： F f Bm B a 2——③;联立①②③解得：a i 1m / s , a2 0.5m / s ；(2)A滑块经t滑离绸带,此时A、B滑块发生的位移分别为为和*2Lx1 x2 21 2x1 a1t21 2x2a2t2代入数据解得：x1 2m , x2 1m, t 2s2秒时A滑块离开绸带,离开绸带后A在光滑水平面上运动, B和绸带也在光滑水平面上运动,不产生热量,3秒时间内因摩擦产生的热量为：Q f A x1 x2代入数据解得：Q 30J .5.地震发生后,需要向灾区运送大量救灾物资,在物资转运过程中大量使用了如下图的传送带.某传送带与水平面成37o角,皮带的AB局部长L 5.8m,皮带以恒定的速率v 4m/s按图示方向传送,假设在B端无初速度地放置一个质量m 50 kg的救灾物资P(可视为质点),P与皮带之间的动摩擦因数0.5(取g 10m/s2, sin37o 0.6),求：1物资P从B端开始运动时的加速度.2物资P到达A端时的动能.2【答案】1物资P从B端开始运动时的加速度是10m/s . 2物资P到达A端时的动能是900J.【解析】【分析】(1)选取物体P为研究的对象,对P进行受力分析,求得合外力,然后根据牛顿第三定律即可求出加速度；(2)物体p从B到A的过程中,重力和摩擦力做功,可以使用动能定律求得物资P到达A 端时的动能,也可以使用运动学的公式求出速度,然后求动能.【详解】(1) P刚放上B点时,受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用, mgsin F ma；2F N mgcos F F N 其加速度为： a i gsin gcos 10m/s2(2)解法一：P 到达与传送带有相同速度的位移s — 0.8m2a以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 1 0 1 0 根据动能 TH 理： mgsin F L smv A mv 2 21 2到A 端时的动能E kA — mv A 900J22解法二：P 到达与传送带有相同速度的位移s — 0.8m 2a以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用, 2P 的加速度 a 2 gsin gcos 2m/s 1 2 后段运动有：L s vt 2 a 2t 2 , 2解得：t 2 1s,到达A 端的速度v A v a 2t 2 6m/s传送带问题中,需要注意的是传送带的速度与物体受到之间的关系,当二者速度相等时, 即保持相对静止.属于中档题目.6 .如图,质量分别为 mA =1kg 、mB =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上,处于场强大小 E=3X 15N/C 、方向水平向右的匀强电场中,A 不带电,B 带正电、电荷量 q=2X105C.零时刻,A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着,从静止同时开始运动, 2s 末细绳断开.已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为w=0.1重力加速度大小 g=10m/s 2.求：---------------- ------ ►£(1)前2s 内,A 的位移大小； (2)6s 末,电场力的瞬时功率. 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】【分析】【详解】(1) B 所受电场力为F=Eq=6N;绳断之前,对系统由牛顿第二定律： F-Mm A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度 a i =1m/s 2;动能E kA1 2mv A 900J由运动规律：x=1a i t i2 2解得A在2s内的位移为x=2m；(2)设绳断瞬间,AB的速度大小为v i, t2=6s时刻,B的速度大小为V2,那么v i=a i t i=2m/s ;绳断后,对B由牛顿第二定律：F-师B g=m B a2解得a2=2m/s2;由运动规律可知：V2=V i+a2(t2-t i)解得V2=i0m/s电场力的功率P=Fv,解得P=60W7 .某研究性学习小组利用图a所示的实验装置探究物块在恒力F作用下加速度与斜面倾角的关系.木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,板足够长,板面摩擦可忽略不计.某次实验中,质量m=0.ikg的物块在平行于板面向上、F=0.6N的恒力作用下,得到加速度 a 与斜面倾角的关系图线,如图b所示,图中a o为图线与纵轴交点, 日为图线与横轴交(2)当倾角.为30.时,物块在力F作用下由O点从静止开始运动,2 s后撤去,求物块沿斜面运动的最大距离？【答案】(D 6m/s2, 37； (2) 2.4m.【解析】【详解】(i)由图象可知,.=0,木板水平放置,此时物块的加速度为a o由牛顿第二定律：F合=F=ma o解得a o=6m/s2由图象可知木板倾角为以时,物块的加速度a=0即：F=mgsin i解得01=37 °(2)当木板倾角为 .=0.时,对物块由牛顿第二定律得：F-mgsin 0ma i解得a i=im/s2设木块2s末速度为v i,由v i=a i t得v i=2m/s2s内物块位移s i= — a i t2=2m2撤去F后,物块沿斜面向上做匀减速运动.设加速度为a2,对物块由牛顿第二定律得：mgsin 0ma2a2=gsin30 = 5m/s22撤去F后,物块继续向上运动的位移为s -vL 0.4m2 a2那么物块沿斜面运动的最大距离s=S i+S2=2,4m8. 一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动座舱均匀减速.重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力.(1)求座舱下落的最大速度；(2)求座舱下落的总时间；(3)假设座舱中某人用手托着重30N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力.【答案】(1) 30m/s (2) 5s. (3) 75N. 【解析】试题分析：(1) v2=2gh;vm= 30m/s1 2⑵座舱在自由下落阶段所用时间为：h — gt1 t1= 3s2h座舱在匀减速下落阶段所用的时间为：t2= V =2s2所以座舱下落的总时间为：t= t1+ t2=5s⑶对球,受重力mg和手的支持力N作用,在座舱自由下落阶段,根据牛顿第二定律有mg —N = mg解得：N=0根据牛顿第三定律有：N =N=0,即球对手的压力为零在座舱匀减速下落阶段,卞^据牛顿第二定律有mg-N = ma0 v2一根据匀变速直线运动规律有： a = --------= — 15m/s22h2解得：N=75N (2分)根据牛顿第三定律有：N =N=75N,即球对手的压力为75N考点：牛顿第二及第三定律的应用9.功能关系贯穿整个高中物理.(1)如下图,质量为m的物体,在恒定外力F作用下沿直线运动,速度由v o变化到v时, 发生的位移为x.试从牛顿第二定律及运动学公式推导出动能定理.上述推导的结果对于物体受变力作用、或者做曲线运动时是否成立？说明理由.(2)如下图,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,右端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度.现给导体棒一个水平向右的初速度vo,在沿导轨运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.导体棒速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,那么在这一过程中：①直接写出弹簧弹力做功W弹与弹性势能变化Ep的关系,进而求W弹;②用动能定理求安培力所做的功W安.【答案】(1)动能定理无论物体所受力是否为恒力、运动轨迹是否为直线均适用.简言之,动能定理是经典力学范围内的普适规律. (2) W弹E p (E p 0) E p(3)1 2W安E p 2mv o【解析】【详解】(1)由牛顿第二定律F=ma及运动学公式v2v2 2ax1 2 1 2可得Fx mv mv o2 2当物体受变力作用、或者做曲线运动时,可以把过程分解成许多小段,认为物体在每小段运动中受到的是恒力、运动轨迹是直线,这样对每一段用动能定理,累加后也能得到同样的结果,所以动能定理无论物体所受力是否为恒力、运动轨迹是否为直线均适用.简言之,动能定理是经典力学范围内的普适规律.(2)W弹E p进而W弹E p (E p 0) E p.1 2(3)由动能定理：W W单0 ^m% 1解得：W安E p -mv210.质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的v-t图线如图2 .... 所小；球与水平地面相碰后反弹,离开地面时的速度大小为碰撞前的-.该球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10m/s 2,求:(1)弹性球受到的空气阻力 f 的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的最大高度 h.【答案】(1) 0.4N (2) 1m7【解析】3 02试题分析：(1)根据图象得a —— 8m/s 2,0.5由牛顿第二定律：mg-f=ma, 得 f=m (g-a) =0. 2X (10-8) =0. 4N. (2)由题意反弹速度 v = — v = 3m/s .4又由牛顿第二定律： mg+f=ma ,得 a 0^———04 12m / s 2 .0.2考点：v-t 图像；牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题关键是对图象的应用,由图象的斜率等于物体的加速度得到加速度,然后根据牛顿第二定律列得方程才能得到阻力,进而解答全题.故反弹高度为:2, v h=—=2a£=3m 2 12 8。

2016版五年高考真题专题三牛顿运动定律

考点一牛顿运动定律的理解1．(2015·安徽理综，15，6分)(难度★★)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为 ( )A ．kg ·A 2·m 3B ．kg ·A -2·m 3·s -4C ．kg ·m 2·C -2D ．N ·m 2·A -2解析由F ＝k q 1q 2r 2得k ＝Fr 2q 1q 2，则k 的单位为：N ·m 2·C -2＝kg ·m ·S -2·m 2·(A·S)-2＝kg·m 3·A -2·S -4，故B 正确．答案 B2．(2015·海南单科，8，5分)(难度★★★)(多选)如图，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b ，b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ，整个系统处于静止状态．现将细线剪断．将物块a 的加速度的大小记为a 1，S 1和S 2相对于原长的伸长分别记为Δl 1和Δl 2，重力加速度大小为g .在剪断的瞬间( )A ．a 1＝3gB ．a 1＝0C ．Δl 1＝2Δl 2D ．Δl 1＝Δl 2 解析设物体的质量为m ，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细线的瞬间a 受到重力和弹簧S 1的拉力T 1，剪断前对b、c和弹簧组成的整体分析可知T1＝2mg，故a受到的合力F＝mg＋T1＝mg＋2mg＝3mg，故加速度a1＝Fm＝3g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2＝mg，根据胡克定律F＝kΔx可得Δl1＝2Δl2，C正确，D错误．答案AC3. (2014·北京理综，19，6分)(难度★★)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小解析根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，A项正确；而小球不受力时状态不变，小球受力时状态发生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，不是实验直接结论，所以B 和C选项错误；而D项不是本实验所说明的问题，故错误．答案 A4．(2014·山东理综，15，6分)(难度★★)(多选)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图．在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()A．t1B．t2C．t3D．t4解析v-t图象中，纵轴表示各时刻的速度，t1、t2时刻速度为正，t3、t4时刻速度为负，图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度，t1、t4时刻加速度为正，t2、t3时刻加速度为负，根据牛顿第二定律，加速度与合外力方向相同，故t1时刻合外力与速度均为正，t3时刻合外力与速度均为负，A、C正确，B、D错误．答案AC5．(2013·新课标全国Ⅰ，14，6分)(难度★★)如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是()A．物体具有惯性B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关C．物体运动的距离与时间的平方成正比D．物体运动的加速度与重力加速度成正比解析由图表可知，图表中的物理量未涉及物体的惯性、质量以及加速度与重力加速度的关系，所以A、B、D错误；由表中数据可以看出，在前1秒、前2秒、前3秒……内位移与时间的平方成正比，所以C正确．答案 C6．(2013·新课标全国Ⅱ，14，6分)(难度★★)一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图象是()解析物块的受力如图所示，当F不大于最大静摩擦力时，物块仍处于静止状态，故其加速度为0；当F大于最大静摩擦力后，由牛顿第二定律得F－μF N ＝ma，即F＝μF N＋ma，F与a成线性关系．选项C正确．答案 C7．(2013·山东理综，14，5分)(难度★★)(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有()A．力不是维持物体运动的原因B．物体之间普遍存在相互吸引力C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反解析伽利略利用“理想斜面实验”，否定了亚里士多德的“要维持物体的运动就需要外力”的观点，A正确；伽利略将逻辑推理和科学实验相结合，否定了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的观点，C正确；物体间普遍存在的相互吸引力及物体间相互作用力的特点是由牛顿发现或研究的规律，B、D错误．答案AC8．(2013·浙江理综，17，6分)(难度★★★)如图所示，水平木板上有质量m＝1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小．取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是()A．5 s内拉力对物块做功为零B．4 s末物块所受合力大小为4.0 NC．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D．6～9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2解析由图象可知F f max＝4 N，F f滑＝3 N．由F f滑＝μF N＝μmg，可得μ＝0.3，C错误；4 s末，F＝F f max＝4 N，合力为零，B错误；4 s后，F＞F f max，物块滑动，拉力对物体做功，A错误；6～9 s内，F＝5 N，F f＝3 N，由牛顿第二定律得F－F f＝ma，解得a＝2.0 m/s2，D正确．答案 D9．(2012·新课标全国卷，14，6分)(难度★★)(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动解析物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，A正确；没有力的作用，物体也可能保持匀速直线运动状态，B错误，D正确；行星在圆周轨道上保持匀速率运动而不是“匀速直线运动”，所以不能称其为惯性，C错误．答案AD10．(2012·江苏物理，4，3分)(难度★★)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是()解析物体向上运动时，空气阻力向下，加速度由重力和空气阻力的合力提供，且a＞g.当物体速度变小时，空气阻力变小，加速度变小；物体到达最高点时，空气阻力为零，加速度为重力加速度，不为零，故C正确．答案 C考点二牛顿运动定律的应用1．(2015·新课标全国Ⅱ，20，6分)(难度★★★)(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A．8 B．10 C．15 D．18解析设PQ西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则F＝nma①PQ 东边有k 节车厢，则F ＝km ·23a ②联立①②得3n ＝2k ，由此式可知n 只能取偶数，当n ＝2时，k ＝3，总节数为N ＝5当n ＝4时，k ＝6，总节数为N ＝10当n ＝6时，k ＝9，总节数为N ＝15当n ＝8时，k ＝12，总节数为N ＝20，故选项B 、C 正确．答案 BC2．(2015·新课标全国Ⅰ，20，6分)(难度★★★)(多选)如图(a)，一物块在t ＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t 图线如图(b)所示．若重力加速度及图中的v 0、v 1、t 1均为已知量，则可求出( )A ．斜面的倾角B ．物块的质量C ．物块与斜面间的动摩擦因数D ．物块沿斜面向上滑行的最大高度解析由v-t 图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a ＝v 0t 1，根据牛顿第二定律得mg sin θ＋μmg cos θ＝ma ，即g sin θ＋μg cos θ＝v 0t 1.同理向下滑行时g sin θ－μg cos θ＝v 1t 1，两式联立得sin θ＝v 0＋v 12gt 1，μ＝v 0－v 12gt 1cos θ.可见能计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数，选项A 、C 正确；物块滑上斜面时的初速度v 0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为v 02，所以沿斜面向上滑行的最远距离为x ＝v 02t 1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为x sin θ＝v 02t 1×v 0＋v 12gt 1＝v0（v0＋v1）4g，选项D正确；仅根据v-t图象无法求出物块的质量，选项B 错误．答案ACD3. (2015·海南单科，9，5分)(难度★★★)(多选)如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块．开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑．当升降机加速上升时()A．物块与斜面间的摩擦力减小B．物块与斜面间的正压力增大C．物块相对于斜面减速下滑D．物块相对于斜面匀速下滑解析当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式F f＝μF N可知物体与斜面间的摩擦力增大，故A错误，B正确；设斜面的倾角为θ，物体的质量为m，当匀速运动时有mg sin θ＝μmg cos θ，即sin θ＝μcos θ，假设物体以加速度a向上运动时，有F N＝m(g＋a)cos θ，F f＝μm(g＋a)cos θ，因为sin θ＝μcos θ，所以m(g＋a)sin θ＝μm(g＋a)cos θ，故物体仍做匀速下滑运动，C错误，D 正确．答案BD4．(2015·重庆理综，5，6分)(难度★★★)若货物随升降机运动的v-t图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是()解析由v-t图象可知：过程①为向下匀加速直线运动(加速度向下，失重，F<mg)；过程②为向下匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程③为向下匀减速直线运动(加速度向上，超重，F>mg)；过程④为向上匀加速直线运动(加速度向上，超重，F>mg)；过程⑤为向上匀速直线运动(处于平衡状态，F ＝mg)；过程⑥为向上匀减速直线运动(加速度向下，失重，F<mg)．综合选项分析可知B选项正确．答案 B5．(2015·江苏单科，6，4分)(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()A．t＝2 s时最大B．t＝2 s时最小C．t＝8.5 s时最大D．t＝8.5 s时最小解析由题图知，在上升过程中，在0～4 s内，加速度方向向上，F N－mg ＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故A正确，B错误；由题图知，在7～10 s 内加速度方向向下，由mg－F N＝ma知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，故C错误，D正确．答案AD6．(2014·北京理综，18，6分)(难度★★)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是()A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析物体由静止开始向上运动时，物体和手掌先一起加速向上，物体处于超重状态，之后物体和手掌分离前，应减速向上，物体处于失重状态，故A、B均错误；当物体和手分离时，二者速度相同，又因均做减速运动，故分离条件为a手>a物，分离瞬间物体的加速度等于重力加速度，则手的加速度大于重力加速度，选项D正确，C错误．答案 D7．(2013·福建理综，17，6分)(难度★★)在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)．导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为()A．m2·kg·s－4·A－1B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1D．m2·kg·s－1·A－1解析物理公式与方程的意义是：等式两边单位统一，数值相等．由电势差定义式U＝Wq＝F·sI·t可知电压的单位：V＝N·mA·s＝kg·m·s－2·mA·s＝kg·m2·s－3·A－1，所以B正确．答案 B8．(2013·广东理综，19，4分)(难度★★)(多选)如图，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道．甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有()A．甲的切向加速度始终比乙的大B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D．甲比乙先到达B处解析由轨道倾斜度知甲的切向加速度先是大于乙的，后是小于乙的，A项错误；由机械能守恒定律可知，甲、乙在同一高度时速度大小相等，B项正确；开始时甲的加速度大于乙的加速度，故甲开始时下滑较快，C项错误；因开始时甲的平均加速度较大，其在整个过程中的平均速度大于乙的平均速度，所以甲比乙先到达B处，D项正确．答案BD9．(2013·浙江理综，19，6分)(难度★★)(多选)如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m 时，以5 m/s的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2.关于热气球，下列说法正确的是()A．所受浮力大小为4 830 NB．加速上升过程中所受空气阻力保持不变C．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD．以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N解析刚开始上升时，空气阻力为零，F浮－mg＝ma，解得F浮＝m(g＋a)＝460×(10＋0.5) N＝4 830 N，A正确；加速上升过程，随着速度增大，空气阻力增大，B项错误；浮力和重力不变，而随着空气阻力的增大，加速度会逐渐减小，直至为零，故上升10 s后的速度v＜at＝5 m/s，C项错误；匀速上升时，F浮＝F f＋mg，所以F f＝F浮－mg＝4 830 N－4 600 N＝230 N，D项正确．答案AD10．(2012·天津理综，8，6分)(难度★★★)(多选)如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等，则()A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大解析0～t1时间内物块A仍处于静止状态，F的功率为零，A错；t1～t3时间内F＞f m，对物块A列方程得F－f m＝ma，F先增大后减小，因此加速度a 先增大后减小，但v一直增大，当F最大时，a最大，B正确；t3时刻F＝f m，a＝0，物块A速度达到最大，故C错误，D正确．答案BD11．(2012·安徽理综，17，6分)(难度★★)如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则()A．物块可能匀速下滑B ．物块仍以加速度a 匀加速下滑C ．物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D ．物块将以小于a 的加速度匀加速下滑解析设斜面倾角为θ，对物块由牛顿第二定律列式：mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，得a ＝g sin θ－μg cos θ＝g (sin θ－μcos θ)，加上恒力F 后：(mg ＋F )sin θ－μ(mg ＋F )cos θ＝ma ′得a ′＝（mg ＋F ）sin θ－μ（mg ＋F ）cos θm ＝mg ＋F m (sin θ－μcos θ)，因mg ＋Fm ＞g ，所以a ′＞a ，C 正确．答案 C12．(2011·北京理综，18，6分)(难度★★)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，重力加速度为g .据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为( )A ．gB ．2gC ．3gD ．4g解析 “蹦极”运动的最终结果是人悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于人的重力，由图可知，绳的拉力最终趋于恒定时等于重力且等于35F 0，即F 0＝53mg .当绳的拉力最大时，人处于最低点且合力最大，故加速度也最大，此时F 最大＝95F 0＝3mg ，方向竖直向上，由ma ＝F 最大－mg ＝3mg －mg ＝2mg 得最大加速度为2g ，故B 正确．答案 B13．(2015·新课标全国Ⅰ，25，20分)(难度★★★★)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 cm ，如图(a)所示．t ＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t ＝1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1 s 时间内小物块的v-t 图线如图(b)所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10 m/s 2.求：(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2； (2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离．解析 (1)根据图象可以判定碰撞前小物块与木板共同速度为 v ＝4 m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v ＝4 m/s小物块受到滑动摩擦力而向右做匀减速直线运动，加速度大小 a 2＝4－01 m/s 2＝4 m/s 2.根据牛顿第二定律有μ2mg ＝ma 2，解得μ2＝0.4木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t ＝1 s ，位移x ＝4.5 m ，末速度v ＝4 m/s 其逆运动则为匀加速直线运动可得x ＝v-t ＋12a 1t 2 解得a 1＝1 m/s 2小物块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，由牛顿第二定律得：μ1(m ＋15m )g ＝(m ＋15m )a 1，即 μ1g ＝a 1 解得μ1＝0.1(2)碰撞后，木板向左做匀减速运动，依据牛顿第二定律有μ1(15m ＋m )g ＋μ2mg ＝15ma 3 可得a 3＝43 m/s 2对滑块，加速度大小为a 2＝4 m/s 2由于a 2＞a 3，所以滑块速度先减小到0，所用时间为t 1＝1 s 的过程中，木板向左运动的位移为x 1＝v-t 1－12a 3t 21＝103 m, 末速度v 1＝83 m/s 滑块向右运动的位移x 2＝v ＋02t 1＝2 m此后，小物块开始向左加速，加速度大小仍为a 2＝4 m/s 2 木板继续减速，加速度大小仍为a 3＝43 m/s 2 假设又经历t 2二者速度相等，则有a 2t 2＝v 1－a 3t 2 解得t 2＝0.5 s此过程中，木板向左运动的位移x 3＝v 1t 2－12a 3t 22＝76 m ，末速度v 3＝v 1－a 3t 2＝2 m/s滑块向左运动的位移x 4＝12a 2t 22＝0.5 m此后小物块和木板一起匀减速运动，二者的相对位移最大为 Δx ＝x 1＋x 2＋x 3－x 4＝6 m小物块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6 m(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度大小为a 1＝1 m/s 2 向左运动的位移为x 5＝v 232a 1＝2 m所以木板右端离墙壁最远的距离为x ＝x 1＋x 3＋x 5＝6.5 m 答案 (1)0.1 0.4 (2)6 m (3)6.5 m14．(2015·新课标全国Ⅱ，25，20分)(难度★★★★)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害．某地有一倾角为θ＝37°(sin 37°＝35)的山坡C ，上面有一质量为m 的石板B ，其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆A (含有大量泥土)，A 和B 均处于静止状态，如图所示．假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为m (可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，A 、B 间的动摩擦因数μ1减小为38，B 、C 间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A 、B 开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s 末，B 的上表面突然变为光滑，μ2保持不变．已知A 开始运动时，A 离B 下边缘的距离l ＝27 m ，C 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度大小g ＝10 m/s 2.求：(1)在0～2 s时间内A和B加速度的大小；(2)A在B上总的运动时间．解析(1)在0～2 s时间内，A和B的受力如图所示，其中F f1、F N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，F f2、F N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示．由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得F f1＝μ1F N1 ①F N1＝mg cos θ②F f2＝μ2F N2 ③F N2＝F N1＋mg cos θ④规定沿斜面向下为正.设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f1＝ma1 ⑤mg sin θ－F f2＋F f1＝ma2 ⑥联立①②③④⑤⑥式，并代入题给条件得a1＝3 m/s2 ⑦a2＝1 m/s2 ⑧(2)在t1＝2 s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则v1＝a1t1＝6 m/s ⑨v 2＝a 2t 1＝2 m/s⑩2 s 后，设A 和B 的加速度分别为a 1′和a 2′.此时A 与B 之间摩擦力为零，同理可得 a 1′＝6 m/s 2 ⑪a 2′＝－2 m/s 2⑫由于a 2′＜0，可知B 做减速运动．设经过时间t 2，B 的速度减为零，则有 v 2＋a 2′t 2＝0⑬联立⑩⑫⑬式得t 2＝1 s在t 1＋t 2时间内，A 相对于B 运动的距离为x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 1t 21＋v 1t 2＋12a 1′t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2t 21＋v 2t 2＋12a 2′t 22＝12 m ＜27 m⑮此后B 静止不动，A 继续在B 上滑动．设再经过时间t 3后A 离开B ，则有l －x ＝(v 1＋a 1′t 2)t 3＋12a 1′t 23⑯可得t 3＝1 s(另一解不合题意，舍去)⑰设A 在B 上总的运动时间t 总，有 t 总＝t 1＋t 2＋t 3＝4 s答案 (1)3 m/s 2 1 m/s 2 (2)4 s15．(2014·新课标全国Ⅰ，24，12分)(难度★★★★)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s ，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120 m ．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．解析设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a 0，安全距离为s ，反应时间为t 0，由牛顿第二定律和运动学公式得μ0mg ＝ma 0①s ＝v 0t 0＋v 22a 0②式中，m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度．设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ，依题意有μ＝25μ0③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ，安全行驶的最大速度为v ，由牛顿第二定律和运动学公式得μmg ＝ma ④ s ＝v-t 0＋v 22a ⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得 v ＝20 m/s(72 km/h)⑥ 答案 20 m/s(72 km/h)16．(2013·山东理综，22，15分)(难度★★★★)如图所示，一质量m ＝0.4 kg 的小物块，以v 0＝2 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t ＝2 s 的时间物块由A 点运动到B 点，A 、B 之间的距离L ＝10 m ．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝33.重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求物块加速度的大小及到达B 点时速度的大小．(2)拉力F 与斜面夹角多大时，拉力F 最小？拉力F 的最小值是多少？解析 (1)设物块加速度的大小为a ，到达B 点时速度的大小为v ，由运动学公式得L ＝v 0t ＋12at 2①v ＝v 0＋at②联立①②式，代入数据得a ＝3 m/s 2③v ＝8 m/s④(2)设物块所受支持力为F N ，所受摩擦力为F f ，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得 F cos α－mg sin θ－F f ＝ma ⑤F sin α＋F N －mg cos θ＝0 ⑥又F f ＝μF N⑦联立⑤⑥⑦式得F ＝mg （sin θ＋μcos θ）＋ma cos α＋μsin α⑧由数学知识得cos α＋33sin α＝233sin(60°＋α) ⑨ 由⑧⑨式可知对应F 最小时与斜面间的夹角α＝30°⑩联立③⑧⑩式，代入数据得F 的最小值为 F min ＝1335N⑪答案 (1)3 m/s 2 8 m/s (2)30°1335 N17．(2013·新课标全国Ⅱ，25，18分)(难度★★★★)一长木板在水平地面上运动，在t ＝0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图象如图所示．已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g ＝10 m/s 2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t ＝0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．解析 (1)从t ＝0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止．由图可知，在t 1＝0.5 s 时，物块和木板的速度相同．设t ＝0到t ＝t 1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a 1和a 2，则a 1＝v 1t 1①a 2＝v 0－v 1t 1②式中v 0＝5 m/s 、v 1＝1 m/s 分别为木板在t ＝0、t ＝t 1时速度的大小．设物块和木板的质量为m ，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，由牛顿第二定律得μ1mg ＝ma 1③(μ1＋2μ2)mg ＝ma 2 ④ 联立①②③④式得μ1＝0.20 ⑤ μ2＝0.30 ⑥(2)在t 1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向．设物块与木板之间的摩擦力大小为f ，物块和木板的加速度大小分别为a 1′和a 2′，则由牛顿第二定律得 f ＝ma 1′ ⑦2μ2mg －f ＝ma 2′ ⑧ 假设f ＜μ1mg ，则a 1′＝a 2′；由⑤⑥⑦⑧式得f ＝μ2mg ＞μ1mg ，与假设矛盾．故f ＝μ1mg ⑨由⑦⑨式知，物块加速度的大小a 1′等于a 1；物块的v-t 图象如图中点划线所示．由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为s 1＝2×v 212a 1 ⑩s 2＝v 0＋v 12t 1＋v 212a 2′⑪物块相对于木板的位移的大小为s ＝s 2－s 1⑫联立①⑤⑥⑧⑨⑩⑪⑫式得s ＝1.125 m ⑬答案 (1)0.20 0.30 (2)1.125 m。

高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案)

高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1. 如图，有一水平传送带以8m/s的速度匀速运动，现将一小物块(可视为质点)轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，已知传送带左、右端间的距离为4m , g 取10m/s2.求：(1)刚放上传送带时物块的加速度；(2)传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间.【答案】(1) a g 4m/s2(2) t 1s【解析】【分析】先分析物体的运动情况：物体水平方向先受到滑动摩擦力，做匀加速直线运动；若传送带足够长，当物体速度与传送带相同时，物体做匀速直线运动•根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度，由运动学公式求出物体速度与传送带相同时所经历的时间和位移，判断以后物体做什么运动，若匀速直线运动，再由位移公式求出时间.【详解】(1 )物块置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得：mg ma代入数据得：a g 4m/s2(2 )设物体加速到与传送带共速时运动的位移为S o根据运动学公式可得：2as0 v22运动的位移：§ —8 4m2at,则有则物块从传送带左端到右端全程做匀加速直线运动，设经历时间为2解得t 1s【点睛】物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力.2. 四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用. 一架质量m=2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=36N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N. (g取10 m/s2)(1) 无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞.求在t=5s时离地面的高度h;(2) 当无人机悬停在距离地面高度H=100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落•求无人机坠落到地面时的速度V；(3) 接(2)问，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力•为保证安全着地(到达地面时速度为零)，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t i.5亦【答案】(1) 75m (2) 40m/s (3) 口s3【解析】【分析】【详解】(1 )由牛顿第二定律F- mg - f=ma代入数据解得a=6m/s2代入数据解得h=75m.(2)下落过程中mg- f=ma i 代入数据解得「：t「一落地时速度v2=2a i H,代入数据解得v=40m/s(3 )恢复升力后向下减速运动过程F-mg+f=ma2代入数据解得-「「亠2 2设恢复升力时的速度为V m，则有「丄''由V m=a i t l代入数据解得3. 如图所示，在光滑水平面上有一段质量不计，长为6m的绸带，在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块A、B,现同时对A、B两滑块施加方向相反，大小均为F=12N的水平拉力，并开始计时.已知A滑块的质量mA=2kg, B滑块的质量mB=4kg, A、B滑块与绸带之间的动摩擦因素均为卩=0.5 A、B两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绸带的伸长，求：(1)t=0时刻，A、B两滑块加速度的大小；(2)0到3s时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量.【答案】⑴印1%2& 0・5%2 ；(2)30J【解析】【详解】(1)A滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为f A ,水平运动，则竖直方向平衡：N A mg , f A N A ；解得：f A mg ①A滑块在绸带上水平向右滑动，0时刻的加速度为a!,由牛顿第二定律得： F f A m A a,――②B滑块和绸带一起向左滑动，0时刻的加速度为a2由牛顿第二定律得： F f B m B a2――③；2 2联立①②③解得：a 1m /s , a20.5m /s ；(2)A滑块经t滑离绸带，此时A、B滑块发生的位移分别为X i和X2Lx, x221 .2x, a,t22X2 a2t2代入数据解得：x, 2m , x2 1m, t 2s2秒时A滑块离开绸带，离开绸带后A在光滑水平面上运动，B和绸带也在光滑水平面上运动，不产生热量，3秒时间内因摩擦产生的热量为：Q f A x1x2代入数据解得：Q 30J .4•滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小孔，小孔内充满空气•当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的气垫”从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦•然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大•假设滑雪者的速度超过 4 m/s 时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由0.25变为烬=0.125 .一滑雪者从倾角为0= 37°勺坡顶A由静止开始自由下滑，滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示•不计空气阻力，坡长为 1 = 26 m, g取10 m/s2, sin37 = 0.6, cos 37 = 0.8.求:(1) 滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间;(2) 滑雪者到达B处的速度；(3) 滑雪者在水平雪地上运动的最大距离.【答案】1s 卜护詞99.2m【解析】【分析】由牛顿第二定律分别求出动摩擦因数恒变化前后的加速度，再由运动学知识可求解速度位移和时间.【详解】m^s[n ff-/Zjm^cos 0(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a仁甜=4m/s2解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间：t= =1sII⑵由静止到动摩擦因素发生变化的位移：x i=，a i t2=2mt? - 0动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度：a2= =5m/s2m由V B2-v2=2a2(L-x i)解得滑雪者到达B处时的速度：V B=16m/s⑶设滑雪者速度由V B=16m/s减速到v i=4m/s期间运动的位移为X3,则由动能定理有:—1 1-- j - ；解得X3=96m速度由V i=4m/s减速到零期间运动的位移为X4,则由动能定理有：1 ?-^m^x A= d-^nvl；解得x 4=3.2m所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为X=X3+X4=96+ 3.2=99.2m5. 如图，竖直墙面粗糙，其上有质量分别为m A =1 kg、m B =0.5 kg的两个小滑块A和B, A在B的正上方，A、B相距h=2. 25 m, A始终受一大小F1=|0 N、方向垂直于墙面的水平力作用，B 始终受一方向竖直向上的恒力F2作用.同时由静止释放A和B,经时间t=0.5 s,A、B恰相遇•已知A、B与墙面间的动摩擦因数均为口=0.2，重力加速度大小g=10m/s2.求：(1) 滑块A的加速度大小a A；(2) 相遇前瞬间，恒力F2的功率P.2【答案】（1）a A 8m/s ；（2）P 【解析】【详解】（1）A、B受力如图所示：A、B分别向下、向上做匀加速直线运动, 水平方向：F N F l竖直方向：m A g f m A a A且：f F N 对A ：联立以上各式并代入数据解得：a A1 （2 ）对A由位移公式得：X A c21 2对B由位移公式得：x B a B t22由位移关系得：x B h x A由速度公式得B的速度：V B a B t 对B由牛顿第二定律得：F? m B g 恒力F2的功率：P F2V B联立解得：P= 50W 8m/s2 2mBaB 50W6. 如图所示，在风洞实验室里，粗糙细杆与竖直光滑圆轨AB相切于A点，B为圆弧轨道的最高点，圆弧轨道半径R=1m，细杆与水平面之间的夹角0=37°. 一个m=2kg的小球穿在细杆上，小球与细杆间动摩擦因数尸0.3 •小球从静止开始沿杆向上运动，2s后小球刚好到达A点，此后沿圆弧轨道运动，全过程风对小球的作用力方向水平向右，大小恒定为40N.已知g=10m/s2, sin37 =0.6, cos37°=0.8.求:(1) 小球在A点时的速度大小；(2) 小球运动到B点时对轨道作用力的大小及方向.【答案】(1)8m/s (2)12N【解析】【详解】(1)对细杆上运动时的小球受力分析，据牛顿第二定律可得：Fcos mgsin (Fsin mgcos ) ma代入数据得：a 4m/s2小球在A点时的速度v A at 8m/s⑵小球沿竖直圆轨道从A到B的过程，应用动能定理得：1 2 1 2FRsin37 mgR(1 cos37 ) mv B mv A2 2解得：V B 2m/s小球在B点时，对小球受力分析，设轨道对球的力竖直向上，由牛顿第二定律知：2V Bmg F N mR解得：F N=12N,轨道对球的力竖直向上由牛顿第三定律得：小球在最高点B对轨道的作用力大小为12N,方向竖直向下.7. 如图所示，传送带水平部分x ab=0.2m，斜面部分x b(=5.5m, bc 与水平方向夹角«=37 °,一个小物体A与传送带间的动摩擦因数尸0.25，传送带沿图示方向以速率v=3m/s运动，若把物体A轻放到a处，它将被传送带送到c点，且物体A不脱离传送带，经b点时速率不变.(取g=10m/s2, sin37 =0.6)求：(1) 物块从a 运动到 (2) 物块从b 运动到【答案】(1) 0.4s ；【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出在 ab 段做匀加速直线运动的加速度，结合运动学公式求出运动时间•到达b 点的速度小于传送带的速度，根据牛顿第二定律求出在bc 段匀加速运动的加速度，求出速度相等经历的时间，以及位移的大小，根据牛顿第二定律求出速度相等后的加速度，结合位移时间公式求出速度相等后匀加速运动的时间，从而得出b 到c 的时间. 【详解】(1)物体A 轻放在a 处瞬间，受力分析由牛顿第二定律得:mg ma 1解得:A 与皮带共速需要发生位移:xab代入数据解得:(2)到达b 点的速度:由牛顿第二定律得:b 的时间；c 的时间. (2) 1.25s .a i2.5m/s 2故根据运动学公式，物体 2v x 共2a9m 1.8m 0.2mA 从a 运动到b ： t i0.4sV b ait i1m/s 3m/s代入数据解得:a 2 8m/s 2物块在斜面上与传送带共速的位移是:N 2mg sin 37 2ma 2mg cos37 且 f 2N 22设从共速到下滑至 c 的时间为t 3,由x bcs 共1 2vt 3 a 3t 3，得2t3is综上，物块从b 运动到c 的时间为：t2t3i.25s解得 v ' =0.6m/s即物块和木板最终以 0.6m/s 的速度匀速运动. (3)物块先相对木板向右运动，此过程中物块的加速度为时间物块和木板具有相同的速度 v','对物块受力分析:va 1t 1解得：t ,2m/s 3解得 s=0.5m ；t i 后物块相对木板向左运动，这再经仍为a i ,对木板：F- mg Ma 32 2v V b代入数据解得：时间为： t2因为 g sin37 6m/s > g cos37 由牛顿第二定律得： mg sin37 f 2 ma 3N 2 mg cos37，且 f 2 N 2代入数据解得：a 3 4m/s 2 2a 20.5m 5.5ma 2Vb 381s 0.25s2m/s 2，物块继续加速下滑此过程中物块相对木板前进的距离:Wi2 2& 5s 后系统动量守恒，最终达到相同速度 v ；则 mv i MV 2 m M va i ,木板的加速度为，经t i对木板：F mg Ma 2由运动公式: v 0 a 2t 1 t 2时间滑落，此过程中板的加速度 a 3,物块的加速度9.水平面上固定着倾角 0 =37的斜面，将质量 m=lkg 的物块A 从斜面上无初速度释放，其加速度a=3m/s 2。

2016年高考物理试题分类汇编解析

2016年高考物理试题分类汇编及答案解析专题一、直线运动一、选择题1. （全国新课标I 卷，21）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v t -图像如图所示。

已知两车在3t s =时并排行驶，则（）。

A. 在1s t =时，甲车在乙车后 B. 在0t =时，甲车在乙车前7.5m C. 两车另一次并排行驶的时刻是2s t =D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m 【答案】BD【解析】根据v t -图，甲、乙都沿正方向运动。

3s t =时，甲、乙相遇，=30m/s v 甲，=25m/s v 乙，由位移和v t -图面积对应关系，0～3内的位移：1=330m=45m 2x ⨯⨯甲，()1=310+25m=52.5m 2x ⨯⨯乙。

故0t =时，甲乙相距1-=7.5m x x x ∆=乙甲，即甲在乙前方7.5m ，B 选项正确。

0～1内，1=110m=5m 2x '⨯⨯甲，()1=110+15m=12.5m 2x '⨯⨯乙，2=7.5m x x x 乙甲''∆=-，说明甲、乙第一次相遇。

A 、C 错误。

甲、乙两次相遇地点之间的距离为=45m 5m=40m x x x 甲甲'=--，所以D 选项正确。

2.（全国新课标II 卷，19）两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中从静止开始下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则（）。

A ．甲球用的时间比乙球长B ．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C ．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D ．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功。

【答案】BD【解析】由已知可设f kR = ① 则受力分析得：F mg f =-合 ② F ma =合 ③343m R πρ=⋅ ④由①②③④得243k a g R πρ=-⋅ 由m m >甲乙 ρρ=甲乙可知a a >甲乙 C 错由v-t 图可知甲乙位移相同，则：v v >甲乙 B 对 t t <甲乙 A 错由功的定义可知 =W f x ⋅克服 x x =甲乙 f f >甲乙则W W >甲克服乙克服 D 对3.（全国新课标III 卷，16）.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t 内位移为s ，动能变为原来的9倍。

高考物理考点分类解析三、牛顿运动定律

中国最大的教育门户网站 E 度高考网高考物理考点分类解析三、牛顿运动定律★1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止.（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持.（2）定律说明了任何物体都有惯性.（3）不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律.（4）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.（1）惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关.因此说，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.（2）质量是物体惯性大小的量度.★★★★3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式F 合 =ma（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础.（2）对牛顿第二定律的数学表达式F 合 =ma ，F 合是力，ma 是力的作用效果，特别要注意不能把ma 看作是力.（3）牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.（4）牛顿第二定律F 合 =ma ，F 合是矢量，ma 也是矢量，且ma 与F 合的方向总是一致的.F 合可以进行合成与分解，ma 也可以进行合成与分解.4. ★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上.（1）牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的，因而力总是成对出现的，它们总是同时产生，同时消失.（2）作用力和反作用力总是同种性质的力.（3）作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可叠加.5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.6.超重和失重（1）超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力F N （或对悬挂物的拉力）大于物体的重力mg ，即F N =mg+ma.（2）失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN （或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g 时F N =0，物体处于完全失重.（3）对超重和失重的理解应当注意的问题①不管物体处于失重状态还是超重状态，物体本身的重力并没有改变，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）不等于物体本身的重力.②超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.③在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等. 6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度，用隔离法求力。

2016高考全国3卷理综物理试题[解析版]

绝密★启封并使用完毕前试题类型：Ⅲ注意事项：1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。

3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。

4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷（选择题共126分）本卷共21小题，每小题6分，共126分。

可能用到的相对原子质量：二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项是符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分。

有选错的得0分。

14．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【答案】B【考点定位】考查了物理学史【方法技巧】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一15．关于静电场的等势面，下列说法正确的是A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】试题分析：等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A 错误；电场线与等势面垂直，B 正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C 错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D 错误；【考点定位】考查了电势，等势面，电场力做功【方法技巧】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功，等势面越密，电场强度越大，等势面越疏，电场强度越小16．.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t 内位移为s ，动能变为原来的9倍。

(五年高考真题)高考物理专题三牛顿运动定律

（五年高考真题）2016届高考物理专题三牛顿运动定律（全国通用）考点一牛顿运动定律的理解1．(2015·安徽理综，15，6分)(难度★★)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为 ( )A ．kg ·A 2·m 3B ．kg ·A -2·m 3·s -4C ．kg ·m 2·C -2D ．N ·m 2·A -2 解析由F ＝k q 1q 2r 2得k ＝Fr 2q 1q 2，则k 的单位为：N ·m 2·C -2＝kg ·m ·S -2·m 2·(A·S)-2＝kg·m 3·A -2·S -4，故B 正确．答案 B2．(2015·海南单科，8，5分)(难度★★★)(多选)如图，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b ，b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ，整个系统处于静止状态．现将细线剪断．将物块a 的加速度的大小记为a 1，S 1和S 2相对于原长的伸长分别记为Δl 1和Δl 2，重力加速度大小为g .在剪断的瞬间( )A ．a 1＝3gB ．a 1＝0C ．Δl 1＝2Δl 2D ．Δl 1＝Δl 2 解析设物体的质量为m ，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细线的瞬间a 受到重力和弹簧S 1的拉力T 1，剪断前对b 、c 和弹簧组成的整体分析可知T 1＝2mg ，故a 受到的合力F ＝mg ＋T 1＝mg ＋2mg ＝3mg ，故加速度a 1＝F m＝3g ，A 正确，B 错误；设弹簧S 2的拉力为T 2，则T 2＝mg ，根据胡克定律F ＝k Δx 可得Δl 1＝2Δl2，C正确，D错误．答案AC3. (2014·北京理综，19，6分)(难度★★)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是( )A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小解析根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，A项正确；而小球不受力时状态不变，小球受力时状态发生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，不是实验直接结论，所以B和C选项错误；而D项不是本实验所说明的问题，故错误．答案 A4．(2014·山东理综，15，6分)(难度★★)(多选)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图．在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有( )A．t1B．t2C．t3D．t4解析v-t图象中，纵轴表示各时刻的速度，t1、t2时刻速度为正，t3、t4时刻速度为负，图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度，t1、t4时刻加速度为正，t2、t3时刻加速度为负，根据牛顿第二定律，加速度与合外力方向相同，故t1时刻合外力与速度均为正，t3时刻合外力与速度均为负，A、C正确，B、D错误．答案AC5．(2013·新课标全国Ⅰ，14，6分)(难度★★)如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是( )A．物体具有惯性B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关C．物体运动的距离与时间的平方成正比D．物体运动的加速度与重力加速度成正比解析由图表可知，图表中的物理量未涉及物体的惯性、质量以及加速度与重力加速度的关系，所以A、B、D错误；由表中数据可以看出，在前1秒、前2秒、前3秒……内位移与时间的平方成正比，所以C正确．答案 C6．(2013·新课标全国Ⅱ，14，6分)(难度★★)一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图象是( )解析物块的受力如图所示，当F不大于最大静摩擦力时，物块仍处于静止状态，故其加速度为0；当F大于最大静摩擦力后，由牛顿第二定律得F－μF N＝ma，即F＝μF N ＋ma，F与a成线性关系．选项C正确．答案 C7．(2013·山东理综，14，5分)(难度★★)(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有( )A．力不是维持物体运动的原因B．物体之间普遍存在相互吸引力C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反解析伽利略利用“理想斜面实验”，否定了亚里士多德的“要维持物体的运动就需要外力”的观点，A正确；伽利略将逻辑推理和科学实验相结合，否定了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的观点，C正确；物体间普遍存在的相互吸引力及物体间相互作用力的特点是由牛顿发现或研究的规律，B、D错误．答案AC8．(2013·浙江理综，17，6分)(难度★★★)如图所示，水平木板上有质量m＝1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小．取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是( )A．5 s内拉力对物块做功为零B．4 s末物块所受合力大小为4.0 NC．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D．6～9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2解析由图象可知F f max＝4 N，F f滑＝3 N．由F f滑＝μF N＝μmg，可得μ＝0.3，C错误；4 s末，F＝F f max＝4 N，合力为零，B错误；4 s后，F＞F f max，物块滑动，拉力对物体做功，A错误；6～9 s内，F＝5 N，F f＝3 N，由牛顿第二定律得F－F f＝ma，解得a＝2.0 m/s2，D正确．答案 D9．(2012·新课标全国卷，14，6分)(难度★★)(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动解析物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，A正确；没有力的作用，物体也可能保持匀速直线运动状态，B错误，D 正确；行星在圆周轨道上保持匀速率运动而不是“匀速直线运动”，所以不能称其为惯性，C错误．答案AD10．(2012·江苏物理，4，3分)(难度★★)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t 关系的图象，可能正确的是( )解析物体向上运动时，空气阻力向下，加速度由重力和空气阻力的合力提供，且a ＞g .当物体速度变小时，空气阻力变小，加速度变小；物体到达最高点时，空气阻力为零，加速度为重力加速度，不为零，故C 正确．答案 C考点二牛顿运动定律的应用1．(2015·新课标全国Ⅱ，20，6分)(难度★★★)(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时，P 和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( )A ．8B ．10C ．15D ．18解析设PQ 西边有n 节车厢，每节车厢的质量为m ，则F ＝nma ①PQ 东边有k 节车厢，则F ＝km ·23a ②联立①②得3n ＝2k ，由此式可知n 只能取偶数，当n ＝2时，k ＝3，总节数为N ＝5当n ＝4时，k ＝6，总节数为N ＝10当n ＝6时，k ＝9，总节数为N ＝15当n ＝8时，k ＝12，总节数为N ＝20，故选项B 、C 正确．答案 BC2．(2015·新课标全国Ⅰ，20，6分)(难度★★★)(多选)如图(a)，一物块在t ＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t 图线如图(b)所示．若重力加速度及图中的v 0、v 1、t 1均为已知量，则可求出( )A ．斜面的倾角B ．物块的质量C ．物块与斜面间的动摩擦因数D ．物块沿斜面向上滑行的最大高度解析由v-t 图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a ＝v 0t 1，根据牛顿第二定律得mg sin θ＋μmg cos θ＝ma ，即g sin θ＋μg cos θ＝v 0t 1.同理向下滑行时g sin θ－μg cos θ＝v 1t 1，两式联立得sin θ＝v 0＋v 12gt 1，μ＝v 0－v 12gt 1cos θ.可见能计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数，选项A 、C 正确；物块滑上斜面时的初速度v 0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为v 02，所以沿斜面向上滑行的最远距离为x ＝v 02t 1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为x sin θ＝v 02t 1×v 0＋v 12gt 1＝v 0（v 0＋v 1）4g，选项D 正确；仅根据v-t 图象无法求出物块的质量，选项B 错误．答案 ACD3. (2015·海南单科，9，5分)(难度★★★)(多选)如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块．开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑．当升降机加速上升时( )A ．物块与斜面间的摩擦力减小B ．物块与斜面间的正压力增大C ．物块相对于斜面减速下滑D ．物块相对于斜面匀速下滑解析当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式F f＝μF N可知物体与斜面间的摩擦力增大，故A错误，B正确；设斜面的倾角为θ，物体的质量为m，当匀速运动时有mg sin θ＝μmg cos θ，即sin θ＝μcos θ，假设物体以加速度a向上运动时，有F N＝m(g＋a)cos θ，F f＝μm(g＋a)cos θ，因为sin θ＝μcos θ，所以m(g＋a)sin θ＝μm(g＋a)cos θ，故物体仍做匀速下滑运动，C错误，D正确．答案BD4．(2015·重庆理综，5，6分)(难度★★★)若货物随升降机运动的v-t图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是( )解析由v-t图象可知：过程①为向下匀加速直线运动(加速度向下，失重，F<mg)；过程②为向下匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程③为向下匀减速直线运动(加速度向上，超重，F>mg)；过程④为向上匀加速直线运动(加速度向上，超重，F>mg)；过程⑤为向上匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程⑥为向上匀减速直线运动(加速度向下，失重，F<mg)．综合选项分析可知B选项正确．答案 B5．(2015·江苏单科，6，4分)(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( )A．t＝2 s时最大B．t＝2 s时最小C．t＝8.5 s时最大D．t＝8.5 s时最小解析由题图知，在上升过程中，在0～4 s内，加速度方向向上，F N－mg＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故A正确，B错误；由题图知，在7～10 s内加速度方向向下，由mg－F N＝ma 知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，故C错误，D正确．答案AD6．(2014·北京理综，18，6分)(难度★★)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析物体由静止开始向上运动时，物体和手掌先一起加速向上，物体处于超重状态，之后物体和手掌分离前，应减速向上，物体处于失重状态，故A、B均错误；当物体和手分离时，二者速度相同，又因均做减速运动，故分离条件为a手>a物，分离瞬间物体的加速度等于重力加速度，则手的加速度大于重力加速度，选项D正确，C错误．答案 D7．(2013·福建理综，17，6分)(难度★★)在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)．导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为( )A．m2·kg·s－4·A－1B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1D．m2·kg·s－1·A－1解析物理公式与方程的意义是：等式两边单位统一，数值相等．由电势差定义式U ＝W q＝F ·s I ·t 可知电压的单位：V ＝N ·m A ·s ＝kg ·m ·s －2·m A ·s ＝kg·m 2· s －3·A －1，所以B 正确．答案 B8．(2013·广东理综，19，4分)(难度★★)(多选)如图，游乐场中，从高处A 到水面B 处有两条长度相同的光滑轨道．甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A 处自由滑向B 处，下列说法正确的有( )A ．甲的切向加速度始终比乙的大B ．甲、乙在同一高度的速度大小相等C ．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D ．甲比乙先到达B 处解析由轨道倾斜度知甲的切向加速度先是大于乙的，后是小于乙的，A 项错误；由机械能守恒定律可知，甲、乙在同一高度时速度大小相等，B 项正确；开始时甲的加速度大于乙的加速度，故甲开始时下滑较快，C 项错误；因开始时甲的平均加速度较大，其在整个过程中的平均速度大于乙的平均速度，所以甲比乙先到达B 处，D 项正确．答案 BD9．(2013·浙江理综，19，6分)(难度★★)(多选)如图所示，总质量为460 kg 的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s 2，当热气球上升到180 m 时，以5 m/s 的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g ＝10 m/s 2.关于热气球，下列说法正确的是( )A．所受浮力大小为4 830 NB．加速上升过程中所受空气阻力保持不变C．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD．以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N解析刚开始上升时，空气阻力为零，F浮－mg＝ma，解得F浮＝m(g＋a)＝460×(10＋0.5) N＝4 830 N，A正确；加速上升过程，随着速度增大，空气阻力增大，B项错误；浮力和重力不变，而随着空气阻力的增大，加速度会逐渐减小，直至为零，故上升10 s 后的速度v＜at＝5 m/s，C项错误；匀速上升时，F浮＝F f＋mg，所以F f＝F浮－mg＝4 830 N－4 600 N＝230 N，D项正确．答案AD10．(2012·天津理综，8，6分)(难度★★★)(多选)如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等，则( )A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大解析0～t1时间内物块A仍处于静止状态，F的功率为零，A错；t1～t3时间内F＞f m，对物块A列方程得F－f m＝ma，F先增大后减小，因此加速度a先增大后减小，但v一直增大，当F最大时，a最大，B正确；t3时刻F＝f m，a＝0，物块A速度达到最大，故C错误，D正确．答案 BD11．(2012·安徽理综，17，6分)(难度★★)如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F ，则( )A ．物块可能匀速下滑B ．物块仍以加速度a 匀加速下滑C ．物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D ．物块将以小于a 的加速度匀加速下滑解析设斜面倾角为θ，对物块由牛顿第二定律列式：mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，得a ＝g sin θ－μg cos θ＝g (sin θ－μcos θ)，加上恒力F 后：(mg ＋F )sin θ－μ(mg ＋F )cos θ＝ma ′得a ′＝（mg ＋F ）sin θ－μ（mg ＋F ）cos θm＝mg ＋Fm(sin θ－μcos θ)，因mg ＋Fm＞g ，所以a ′＞a ，C 正确．答案 C12．(2011·北京理综，18，6分)(难度★★)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，重力加速度为g .据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为( )A ．gB ．2gC ．3gD ．4g解析 “蹦极”运动的最终结果是人悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于人的重力，由图可知，绳的拉力最终趋于恒定时等于重力且等于35F 0，即F 0＝53mg .当绳的拉力最大时，人处于最低点且合力最大，故加速度也最大，此时F 最大＝95F 0＝3mg ，方向竖直向上，由ma ＝F 最大－mg ＝3mg －mg ＝2mg 得最大加速度为2g ，故B 正确．答案 B13．(2015·新课标全国Ⅰ，25，20分)(难度★★★★)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 cm ，如图(a)所示．t ＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t ＝1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1 s 时间内小物块的v-t 图线如图(b)所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10 m/s 2.求：(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2； (2)木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离．解析 (1)根据图象可以判定碰撞前小物块与木板共同速度为v ＝4 m/s碰撞后木板速度水平向左，大小也是v ＝4 m/s小物块受到滑动摩擦力而向右做匀减速直线运动，加速度大小a 2＝4－01m/s 2＝4 m/s 2. 根据牛顿第二定律有μ2mg ＝ma 2，解得μ2＝0.4木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间t ＝1 s ，位移x ＝4.5 m ，末速度v ＝4 m/s 其逆运动则为匀加速直线运动可得x ＝v-t ＋12a 1t 2解得a 1＝1 m/s 2小物块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，由牛顿第二定律得：μ1(m ＋15m )g ＝(m ＋15m )a 1，即 μ1g ＝a 1 解得μ1＝0.1(2)碰撞后，木板向左做匀减速运动，依据牛顿第二定律有μ1(15m ＋m )g ＋μ2mg ＝15ma 3可得a 3＝43m/s 2对滑块，加速度大小为a 2＝4 m/s 2由于a 2＞a 3，所以滑块速度先减小到0，所用时间为t 1＝1 s 的过程中，木板向左运动的位移为x 1＝v-t 1－12a 3t 21＝103 m, 末速度v 1＝83 m/s滑块向右运动的位移x 2＝v ＋02t 1＝2 m此后，小物块开始向左加速，加速度大小仍为a 2＝4 m/s 2木板继续减速，加速度大小仍为a 3＝43 m/s 2假设又经历t 2二者速度相等，则有a 2t 2＝v 1－a 3t 2 解得t 2＝0.5 s此过程中，木板向左运动的位移x 3＝v 1t 2－12a 3t 22＝76 m ，末速度v 3＝v 1－a 3t 2＝2 m/s滑块向左运动的位移x 4＝12a 2t 22＝0.5 m此后小物块和木板一起匀减速运动，二者的相对位移最大为 Δx ＝x 1＋x 2＋x 3－x 4＝6 m小物块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6 m(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度大小为a 1＝1 m/s 2向左运动的位移为x 5＝v 232a 1＝2 m所以木板右端离墙壁最远的距离为x ＝x 1＋x 3＋x 5＝6.5 m 答案 (1)0.1 0.4 (2)6 m (3)6.5 m14．(2015·新课标全国Ⅱ，25，20分)(难度★★★★)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害．某地有一倾角为θ＝37°(sin 37°＝35)的山坡C ，上面有一质量为m 的石板B ，其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆A (含有大量泥土)，A 和B 均处于静止状态，如图所示．假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为m (可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，A 、B 间的动摩擦因数μ1减小为38，B 、C 间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A 、B 开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s 末，B 的上表面突然变为光滑，μ2保持不变．已知A 开始运动时，A 离B 下边缘的距离l ＝27 m ，C 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度大小g ＝10 m/s 2.求：(1)在0～2 s时间内A和B加速度的大小；(2)A在B上总的运动时间．解析 (1)在0～2 s时间内，A和B的受力如图所示，其中F f1、F N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，F f2、F N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示．由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得F f1＝μ1F N1 ①F N1＝mg cos θ②F f2＝μ2F N2 ③F N2＝F N1＋mg cos θ④规定沿斜面向下为正.设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f1＝ma1 ⑤mg sin θ－F f2＋F f1＝ma2 ⑥联立①②③④⑤⑥式，并代入题给条件得a1＝3 m/s2 ⑦a2＝1 m/s2 ⑧(2)在t1＝2 s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则v1＝a1t1＝6 m/s ⑨v 2＝a 2t 1＝2 m/s ⑩2 s 后，设A 和B 的加速度分别为a 1′和a 2′.此时A 与B 之间摩擦力为零，同理可得a 1′＝6 m/s 2 ⑪a 2′＝－2 m/s 2⑫由于a 2′＜0，可知B 做减速运动．设经过时间t 2，B 的速度减为零，则有v 2＋a 2′t 2＝0 ⑬联立⑩⑫⑬式得t 2＝1 s在t 1＋t 2时间内，A 相对于B 运动的距离为x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 1t 21＋v 1t 2＋12a 1′t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2t 21＋v 2t 2＋12a 2′t 22＝12 m ＜27 m⑮此后B 静止不动，A 继续在B 上滑动．设再经过时间t 3后A 离开B ，则有l －x ＝(v 1＋a 1′t 2)t 3＋12a 1′t 23⑯可得t 3＝1 s(另一解不合题意，舍去)⑰设A 在B 上总的运动时间t 总，有t 总＝t 1＋t 2＋t 3＝4 s答案 (1)3 m/s 21 m/s 2(2)4 s15．(2014·新课标全国Ⅰ，24，12分)(难度★★★★)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s ，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120 m ．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．解析设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a 0，安全距离为s ，反应时间为t 0，由牛顿第二定律和运动学公式得 μ0mg ＝ma 0① s ＝v 0t 0＋v 202a 0②式中，m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度．设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ，依题意有μ＝25μ0③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ，安全行驶的最大速度为v ，由牛顿第二定律和运动学公式得μmg ＝ma ④ s ＝v-t 0＋v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v ＝20 m/s(72 km/h )⑥答案 20 m/s(72 km/h)16．(2013·山东理综，22，15分)(难度★★★★)如图所示，一质量m ＝0.4 kg 的小物块，以v 0＝2 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t ＝2 s 的时间物块由A 点运动到B 点，A 、B 之间的距离L ＝10 m ．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝33.重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求物块加速度的大小及到达B 点时速度的大小．(2)拉力F 与斜面夹角多大时，拉力F 最小？拉力F 的最小值是多少？解析 (1)设物块加速度的大小为a ，到达B 点时速度的大小为v ，由运动学公式得L ＝v 0t ＋12at 2①v ＝v 0＋at②联立①②式，代入数据得a ＝3 m/s 2③v ＝8 m/s ④(2)设物块所受支持力为F N ，所受摩擦力为F f ，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得F cos α－mg sin θ－F f ＝ma ⑤F sin α＋F N －mg cos θ＝0⑥又F f ＝μF N⑦联立⑤⑥⑦式得F ＝mg （sin θ＋μcos θ）＋ma cos α＋μsin α⑧由数学知识得cos α＋33sin α＝233sin(60°＋α) ⑨ 由⑧⑨式可知对应F 最小时与斜面间的夹角α＝30° ⑩联立③⑧⑩式，代入数据得F 的最小值为F min ＝1335N ⑪答案 (1)3 m/s 28 m/s (2)30°1335N 17．(2013·新课标全国Ⅱ，25，18分)(难度★★★★)一长木板在水平地面上运动，在t ＝0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图象如图所示．已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g ＝10 m/s 2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t ＝0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．解析 (1)从t ＝0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止．由图可知，在t 1＝0.5 s 时，物块和木板的速度相同．设t ＝0到t ＝t 1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a 1和a 2，则a 1＝v 1t 1①a 2＝v 0－v 1t 1②式中v 0＝5 m/s 、v 1＝1 m/s 分别为木板在t ＝0、t ＝t 1时速度的大小．设物块和木板的质量为m ，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，由牛顿第二定律得μ1mg ＝ma 1③(μ1＋2μ2)mg ＝ma 2 ④联立①②③④式得μ1＝0.20 ⑤ μ2＝0.30 ⑥(2)在t 1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向．设物块与木板之间的摩擦力大小为f ，物块和木板的加速度大小分别为a 1′和a 2′，则由牛顿第二定律得 f ＝ma 1′ ⑦2μ2mg －f ＝ma 2′ ⑧假设f ＜μ1mg ，则a 1′＝a 2′；由⑤⑥⑦⑧式得f ＝μ2mg ＞μ1mg ，与假设矛盾．故f ＝μ1mg ⑨由⑦⑨式知，物块加速度的大小a 1′等于a 1；物块的v-t 图象如图中点划线所示．由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为s 1＝2×v 212a 1⑩s 2＝v 0＋v 12t 1＋v 212a 2′⑪物块相对于木板的位移的大小为s ＝s 2－s 1⑫联立①⑤⑥⑧⑨⑩⑪⑫式得s ＝1.125 m ⑬答案 (1)0.20 0.30 (2)1.125 m。

高考物理真题分类汇编第三章牛顿运动定律

第三章牛顿运动定律3.1牛顿第一定律3.2牛顿第三定律3.3牛顿第二定律的理解3.4瞬时加速度问题3.5由受力判断运动（定性）3.6由受力确定运动3.7由运动判断受力(定量)3.8由运动判断受力（定性）3.9竖直方向运动的牛顿第二定律问题3.10 超重和失重3.11叠加块(相对静止)3.12连接体问题3.13含滑轮的连接体问题3.14传送带问题3.15牛顿第二定律在图像问题中的应用3.16牛顿第二定律在临界极值问题中的应用3.17力学中的推断题3.18高考真题精选：牛顿运动定律3.19实验：验证牛顿第二定律3.20力和运动的关系（定量计算）3.21 力和运动的关系（定性分析）3.1牛顿第一定律2012新课标14.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。

早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用，物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动（2005广东物理卷）1．一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（）Ａ．车速越大，它的惯性越大Ｂ．质量越大，它的惯性越大Ｃ．车速越大，刹车后滑行的路程越长Ｄ．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大2013新课标一14. 右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。

表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。

根据表中的数据.伽利略可以得出的结论是A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比3.2牛顿第三定律2005上海3A．对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利略存2003全国16、在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动。

江苏省2016年高考物理复习试题：导航卷三牛顿运动定律的应用含答案

导航卷三牛顿运动定律应用满分：100分时间：60分钟一.单项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分。

每小题只有一个选项符合题意。

)1．(2014·北京理综，19)伽利略创造把实验.假设和逻辑推理相结合科学方法，有力地促进了人类科学认识发展。

利用如图所示装置做如下实验：小球从左侧斜面上O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。

斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低材料时，小球沿右侧斜面上升到最高位置依次为 1.2.3。

根据三次实验结果对比，可以得到最直接结论是()A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力作用，它运动状态将发生改变D．小球受到力一定时，质量越大，它加速度越小2．(2014·北京理综，18)应用物理知识分析生活中常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。

例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。

对此现象分析正确是()A．手托物体向上运动过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手瞬间，物体加速度大于重力加速度D．在物体离开手瞬间，手加速度大于重力加速度3．(2014·福建理综，15)如右图，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。

对于该运动过程，若用h.s.v.a分别表示滑块下降高度.位移. 速度和加速度大小，t 表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律是()4．(2015·重庆理综，5)若货物随升降机运动v－t图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机支持力F与时间t关系图象可能是()二.多项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分。

每小题有多个选项符合题意。

全部选对得7分，选对但不全得4分，错选或不答得0分。

) 5．(2014·山东理综，15)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化图象如图。

2016年高考物理真题试卷汇编：考点3 牛顿运动定律(含答案和解析)

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
【解析】选 B、D。设小球的密度为 ,其质量 m= 4r3 ,设阻力与球的半径的比
3
值为
k,根据牛顿第二定律得:a=
(mg m
kr)
=g-
kr ( 4r3
)
=g-
3k 4r 2
,由此可见,由
m
甲>
3
m 乙, 甲= 乙,r 甲>r 乙可知 a 甲>a 乙,选项 C 错误;由于两球由静止下落,两小球下落
考点 3 牛顿运动定律
一、选择题
1.(2016·全国卷 II·T19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于
乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成
正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则 ( )
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
相同的距离则由 x= 1 at;由 v2=2ax 可知,甲球末速度
2
a
的大小大于乙球末速度的大小,选项 B 正确;由于甲球质量大于乙球质量,所以甲
球半径大于乙球半径,甲球所受的阻力大于乙球所受的阻力,则两小球下落相同
的距离甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功,选项 D 正确。
二、计算题 6. （2016·海南高考·T13）水平地面上有质量分别为 m 和 4m 的物块 A 和 B,
两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与 A 相连,动滑轮与 B 相连,如图所示。初始时,绳处于水平拉直状态。若物块 A 在水平向右的恒力 F 作用下向右移动了距离 s,重力加速度大小为 g。求:

【三年高考】2016-2018年物理试题分项解析：专题03-牛顿运动定律含答案

2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题03 牛顿运动定律1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x之间关系的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。

2．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是A. B. C. D.【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题【答案】 C【解析】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故C正确，A、B、D错误；故选C。

【点睛】人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态。

3．用国际单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是A. B. C. D.【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题【答案】 A【解析】根据，，可得，故A正确，B、C、D错误；4．通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是A. 亚里士多德B. 伽利略C. 笛卡尔D. 牛顿【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题【答案】 B5．（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块（）A. 加速度先减小后增大B. 经过O点时的速度最大C. 所受弹簧弹力始终做正功D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 AD点到O点过程，弹簧由压缩恢复原长弹力做正功，从O点到B点的过程，弹簧伸长，弹力做负功，故选项C 错误；从A到B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功，故选项D正确。

2016年高考物理热点题型和提分专题 3.3牛顿运动定律的综合应用(解析版)含解析

【高频考点解读】1。

理解牛顿第二定律的内容、表达式及性质。

2。

应用牛顿第二定律解决实际问题．【热点题型】题型一对超重、失重的理解例1．如图3.3。

1所示，与轻绳相连的物体A和B跨过定滑轮，质量m A〈m B,A由静止释放,不计绳与滑轮间的摩擦，则在A向上运动的过程中，轻绳的拉力( )图3.3。

1A．T＝m A g B．T〉m A gC．T＝m B g D．T>m B g【提分秘籍】（1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。

(2)物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度,这也是判断物体超重或失重的根本所在。

（3)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a＝g的加速度效果，不再有其他效果。

此时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、液体不再产生压强和浮力等。

【举一反三】在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3。

3。

2所示,在这段时间内下列说法中正确的是（）图3。

3.2A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为错误!,方向一定竖直向下题型二动力学中整体法与隔离法的应用例2、)如图3.3.4所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。

绳子两端的物体下落（上升)的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度,所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。

已知物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，绳子不可伸长,如果m＝错误!M，求：图3.3。

4（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值；（2）系统由静止释放后运动过程中物体C对B的拉力。

2016年高考物理真题专题汇编专题C：牛顿运动定律含解析(1)

牛顿运动定律C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律C2 牛顿第二定律单位制1．［2016·全国卷Ⅰ］一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变,则（）A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D．质点单位时间内速率的变化量总是不变［解析] BC 由牛顿第二定律，质点的加速度总是与该恒力方向相同,且加速度恒定,单位时间内速度的变化量不变，但速率的变化量可能不同,选项C正确，选项D错误；当恒力与速度方向不在同一直线上时,质点做匀变速曲线运动，速度方向与恒力方向不相同,但速度方向不可能总与该恒力方向垂直，选项B正确;只有当恒力与速度同向，做匀加速直线运动时，速度方向才与该恒力方向相同，选项A 错误．2．［2016·全国卷Ⅱ] 两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则（）A．甲球用的时间比乙球长B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功2．BD [解析］设f＝kR，则由牛顿第二定律得F合＝mg－f＝ma，而m＝错误!πR3·ρ，故a＝g－错误!，由m甲>m乙、ρ甲＝ρ乙可知a甲>a乙，故C错误；因甲、乙位移相同，由v2＝2ax可知,v甲〉v乙，B正确；由x＝错误!at2可知,t甲〈t乙,A错误；由功的定义可知，W克服＝f·x，又f甲〉f乙，则W甲克服〉W乙克服，D正确．3．［2016·全国卷Ⅱ］如图1.，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点．已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM〈∠OMN〈错误!.在小球从M点运动到N点的过程中（）图1。

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