高考物理最新模拟题精选训练(牛顿运动定律的综合应用)

专题04 与图象相关问题

1．（14分）（2016安徽省皖南八校第三次联考）放在水平地面上的一个物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物块速度V与时间t的关系如图所示，已知物块与地面间动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，试求：

（1）物块的质量m多大？

（2）0-6s时间内物块的平均速度多大？

【参照答案】（1）1kg （2）1m/s.

2．（10分）（2016北京海淀联考）图15甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t

的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图15乙所示。取g= 10m/s2，根据F-t图象求：

（1）运动员的质量；

（2）运动员在运动过程中的最大加速度；

（3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度。 【参照答案】（1）50kg （2）40 m/s 2

（2）3.2m

（2）由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为F m =2500N ，设运动员的最大加速度为a m ，则

F m -mg =ma m ……………………………………………2分 a m =

m mg F -=50

5002500-m/s 2=40 m/s 2

……………………1分 （3）由图像可知远动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s 或9.4s ，再下落到蹦床上的时刻为8.4s 或11s ，它们的时间间隔均为1.6s 。根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为0.8s 。………………………………………2分

设运动员上升的最大高度为H ，则

H =

221gt =28.0102

1

⨯⨯m=3.2m ………………………………………2分 3. (15分）（2016四川省自贡市联考）一同学想研究电梯上升过程 的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5 kg 的重物和一套便携式DIS 实 验系统，重物悬挂在力传感器上.电梯从第一 层开始启动，中间不间断一直到最高层停止. 在这个过程中，显示器上显示出的力随时间 变化的关系如图所示.取重力加速度g=1O m/s 2根据图象中的数据，求：

(1) 电梯在最初加速阶段的加速度a 1与最后减速阶段的加速度a 2的大小； (2) 电梯在3.0-13.0s 时段内的速度v 1的大小与电梯在19.0s 内上升的髙度H 。 【参照答案】（1）0.8 m/s 2

（2）H =69.6 m

（2） v 1=a 1t 1=4.8 m/s

在3.0 ~13.0 s 时段的t =10 s 内作匀速运动，由运动规律有： H =

21121t a +v 1t +v 1t 2+22221t a

代入数据解之得： H =69.6 m

4．（10分）(2016北京朝阳联考)质量m =1.0kg 的物块静置于粗糙水平面上，水平面与物块的

动摩擦因数μ=0.4。现给物块施加一水平向右的推力F ，推力作用于物块的时间为10s ，物块在推力作用下运动，其加速度a 随时间的变化如图（a ）所示。g 取10m/s 2

。

（1） 类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v ─t 图像求位移的

方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图所示a ─t 图像，求物块10s 末的速度大小；

（2）在图（b ）中画出10s 内推力随时间变化的F －t 图线，并标出纵坐标的值； （3）求推力F 在10s 内作用于物块的冲量。 【参照答案】（1）32m/s （2）如图 （3）72Ns

5.（14分）（2016河南名校联考）如图甲所示，长木板B 固定在光滑水平面上；可看做质点的物体A 静止叠放在B 的最左端，现用F=6 N 的水平力向右拉物体A ，A 经过5s 运动到B 的最右端，其v-t 图像如图乙所示，已知A 、B 的质量分别为l kg 和4kg ，A 、B 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力；g=102/m s 。 (1)求物体A 、B 间的动摩擦因数；

(2)若B 不固定，求A 运动到B 的最右端所用的时间。

【参照答案】（1）0.4 （2）7.07s 【名师解析】

（1）根据v —t 图象可知物体A 的加速度a A =t

v ∆∆=2m/s 2

。 对A ，由牛顿第二定律，F-μm A g=m A a A ， 解得：μ=0.4.

（2）由图象知，木板长度等于v —t 图象面积，L=25m 。 B 不固定，在摩擦力作用下，B 的加速度a B =

B

A m g

m μ=1 m/s 2

。

设A 运动到B 的最右端所用时间为t ，根据题意可得：

21a A t 2-2

1a B t 2

=L ， 解得t=7.07s 。

6. （2016甘肃联考）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-时间图像如图所示。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。 【参照答案】（1）0.30 （2）1.125m

由图可知，在t1=0.5s时，物块和木板的速度相同。设t=0到t=t1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则

①

②

式中v0=5m/s、v1=1m/s分别为木板在t=0、t=t1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

③

④

联立①②③④式得⑤

⑥