2012年高考物理试题分类汇编：03牛顿运动定律

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2012年高考物理试题分类汇编：牛顿运动定律

1．（2012上海卷）．如图，光滑斜面固定

于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜

面，且始终保持相对静止，A上表面水平。

则在斜面上运动时，B受力的示意图为（

）

答案：A

2．(2012全国理综).（11分）

图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

（1）完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标

1

a

为纵坐标，在坐标纸上做出

1

m

a

关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则

1

a

与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。

（2）完成下列填空：

（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。

（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。

【解析与答案】（1）间距相等的点。（2）线性 （2）（i ）远小于m (ii)2

1

3213)(50)5(2t s s t s s a ∆-=∆-=

cm s 43.225.168.31=-= cm s 72.628.700.123=-=

s m t s s a /15.2)02.05(210)43.272.6()5(22

2

213=⨯⨯⨯-=∆-=-.

(iii)设小车的质量为'm ，则有a m m F )'(+=，变形得

F m m F a '11+=,所以m a

-1

图象的斜率为k F =1，所以作用力k F 1=，m a

-1

图象的截距为b F m ='，所以k b m ='。 3．（2012广东卷）图4是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B 处安装一

个压力传感器，其示数N 表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 是，下列表述正确的有 A .N 小于滑块重力 B .N 大于滑块重力 C .N 越大表明h 越大 D .N 越大表明h 越小 答案：BC

4．（2012北京高考卷）．（18分）

摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米．电梯的简化模型如图1所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a 是随时间t 变化的，已知电梯在t =0时由静止开始上升，a ─t 图像如图2所示． 电梯总质量m =2.0×103kg ．忽略一切阻力，重力加速度g 取10m /s 2． （1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F 1和最小拉力F 2；

（2）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υ─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2所示a ─t 图像，求电梯在第1s 内的速度改变量Δυ1和第2s 末的速率υ2；

（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P ；再求在0─11s 时间内，拉力和重力对电梯所做的总

功W ．

．（18分）

（1）由牛顿第二定律，有 F -mg = ma

由a ─t 图像可知，F 1和F 2对应的加速度分别是a 1=1.0m/s 2，a 2=-1.0m/s 2

F 1= m (g +a 1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104

N

F 2= m (g +a 2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104

N （2）类比可得，所求速度变化量等于第1s 内a ─t 图线下的面积 Δυ1=0.50m/s

同理可得， Δυ2=υ2-υ0=1.5m/s υ0=0，第2s 末的速率 υ2=1.5m/s

（3）由a ─t 图像可知，11s~30s 内速率最大，其值等于0~11s 内a ─t 图线下的面积，有 υm =10m/s

此时电梯做匀速运动，拉力F 等于重力mg ，所求功率

P =F υm =mg ⋅υm =2.0×103×10×10W=2.0×105

W 由动能定理，总功

W =E k 2-E k 1=12m υm 2

-0=12

×2.0×103

×102

J=1.0×105

J

5．（2012山东卷）．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v t -图像如

图所示。以下判断正确的是 A ．前3s 内货物处于超重状态 B ．最后2s 内货物只受重力作用

C ．前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同

D ．第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒 答案：AC

6．（2012四川卷）．如图所示，劲度系数为k 的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m 的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x 0，此时物体静止。撤去F 后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x 0。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。则

A ．撤去F 后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

B ．撤去F 后，物体刚运动时的加速度大小为

g m

kx μ-0

C ．物体做匀减速运动的时间为2

g

x μ0

D ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为)(0k

mg

x mg μμ-

答案：BD

7．(2012全国新课标).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