2014年版高考物理3牛顿运动定律常考的3个问题目二轮典型例题目

2014年版高考物理3牛顿运动定律常考的3个问题目二轮典型例题目

训练3　牛顿运动定律常考的3个问题 基础巩固 ‎1．(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 ‎2．如图3－10所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动，前方固定一个弹簧，当木块接触弹簧后 (　　)． 图3－10‎ A．将立即做变减速运动 B．将立即做匀减速运动 C．在一段时间内仍然做加速运动，速度继续增大 D．在弹簧处于最大压缩量时，物体的加速度为零 ‎3．(2012·江苏卷，5)如图3－11所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是 (　　)．‎ A. 图3－11‎ B. C.－(m＋M)g D.＋(m＋M)g ‎4．2011年7月以来，“奥的斯电梯”在北京、上海、深圳、惠州等地频出事故，致使大家“谈奥色变”，为此省质监局派出检修人员对电视塔的观光电梯作了检修，如图3－12所示是检修人员搭乘电梯从一楼到八楼上下的v－t图象(电梯向上运动为正)，下列说法正确的是 (　　)．‎ 图3－12‎ A．检修人员在4 s末返回出发点 B．检修人员在0～4 s和在4～8 s内的位移相同 C．检修人员在0～2 s和2～4 s内速度方向相反 D．检修人员在2～6 s内对地板的压力相同 ‎5．一质点受到10 N的力的作用时，其加速度为‎2 m/s2；若要使小球的加速度变为‎5 m/s2，则应该给小球施的力的大小为 (　　)．‎ A．10 N B．20 N ‎ C．50 N D．25 N ‎6．(2012·安徽皖北高三联考)如图3－13所示，公交车的车顶上某处固定一个与竖直方向成θ角的轻杆，轻杆粘合着一小铁球．另一处用一根细线悬挂另一相同的小铁球，当小车做直线运动时，发现细线保持与竖直方向成α角，若θ>α，则下列说法正确的是(　　)． 图3－13‎ A．两小铁球所受的合力均为零 B．杆对小铁球的作用力大小等于小铁球的重力 C．轻杆对小铁球的作用力方向沿着轻杆方向向上 D．轻杆对小铁球的作用力方向与细线平行向上 ‎7．电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上有一质量为m的物体．当电梯静止时弹簧被压缩了x；当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是 (　　)．‎ A．以大小为‎2g的加速度加速上升 B．以大小为‎2g的加速度减速下降 C．以大小为g的加速度加速上升 D．以大小为g的加速度减速下降 ‎8．(2012·天津卷，8)如图3－14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fm与滑动摩擦力大小相等，则 (　　)．‎ 图3－14‎ 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 能力提升 ‎9．(2012·安徽卷，17)如图3－15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，则物块(　　)．‎ A．可能匀速下滑 图3－15‎ B．仍以加速度a匀加速下滑 C．将以大于a的加速度匀加速下滑 D．将以小于a的加速度匀加速下滑 ‎ ‎10．如图3－16甲所示，静止在水平面C上的长木板B左端放着小物块A，某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随t的变化规律如图乙所示．设A、B和B、C之间的滑动摩擦力大小分别为f1和f2，各物体之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力，且f1>f2，则在A、B没有分离的过程中，下面可以定性地描述长木板B运动情况的v－t图象是 (　　)．‎ 图3－16‎ ‎11．(2012·潍坊抽测)如图3－17甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩‎0.4 m锁定．t ‎＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝‎2.0 kg，取g＝‎10 m/s2.求：‎ 图3－17‎ ‎(1)滑块与地面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)弹簧的劲度系数．‎ ‎12．如图3－18所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，光滑表面BC与水平面夹角为θ＝37°.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取‎10 m/s2，求：‎ 图3－18‎ ‎(1)斜面BC的长度；‎ ‎(2)滑块的质量；‎ ‎(3)运动过程中滑块克服摩擦力做的功．‎ 参考答案 训练3　牛顿运动定律常考的3个问题 ‎1．AD　[物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正确．]‎ ‎2．C　[物体在力F作用下向左加速，接触弹簧后受到弹簧向右的弹力，合外力向左逐渐减小，加速度向左逐渐减小，速度增大，当弹簧的弹力大小可以等于力F时合外力为0，加速度为0，速度最大，物体继续向左运动，弹簧弹力大于力F，合外力向右逐渐增大，加速度向右逐渐增大，速度减小，最后速度减小到0，此时加速度最大，综上所述，A、B、D错误，C正确．]‎ ‎3．A　[由题意知当M恰好不能脱离夹子时，M受到的摩擦力最大，F取最大值，设此时提升加速度为a，由牛顿第二定律得，对M有：‎2f－Mg＝Ma①‎ 对m有：F－‎2f－mg＝ma②‎ 联立①②两式解得F＝，选项A正确．]‎ ‎4．D　[由vt图线可知：检修人员在0～2 s从静止开始向上做匀加速直线运动；2～4 s向上做匀减速直线运动，直到停下；4～6 s从静止开始向下做匀加速直线运动，6～8 s向下做匀减速直线运动，直到停下．故检修人员4 s末到八楼，8 s末返回出发点，选项A错误；在vt图线中，图线与坐标轴所围面积表示检修人员运动位移的大小，则在0～4 s和在4～8 s内的位移大小相等，方向相反，选项B错误；在0～2 s和2～4 s内速度都为正值，方向都向上，选项C错误；在2～6 s内，检修人员运动的加速度方向都向下，且相等，对检修人员受力分析，由牛顿第二定律可得：mg－F＝ma，F＝mg－ma，由牛顿第三定律可知，检修人员在2～6 s内对地板的压力相同，选项D正确．]‎ ‎5．D　[根据F1＝ma1，把F1＝10 N，a1＝‎2 m/s2，代入，得m＝‎5 kg，再由F2＝ma2，把m＝‎5 kg，a2＝‎5 m/s2代入，解得F2＝25 N．]‎ ‎6．D　[细线的拉力一定沿着绳子的收缩方向，而细杆的作用力就不一定沿着细杆方向．两相同的小铁球，受到重力相等，当车子以加速度a 向右加速前进时，轻杆对小铁球的作用力与细线对小铁球的作用力完全相同，轻杆对小铁球的作用力方向与细线平行向上．本题选项D正确．]‎ ‎7．CD　[物体静止时，kx＝mg，当电梯运动时，取向上为正方向，由牛顿第二定律得：2kx－mg＝ma，可求出：a＝g，方向竖直向上，因此电梯可能以大小为g的加速度加速上升，也可能以大小为g的加速度减速下降，故A、B均错误，C、D正确．]‎ ‎8．BD　[在0～t1时间内物块A所受的合力为零，物块A处于静止状态，根据P＝Fv知，力F的功率为零，选项A错误；在t2时刻物块A受到的合力最大，根据牛顿第二定律知，此时物块A的加速度最大，选项B正确；物块A在t1～t2时间内做加速度增大的加速运动，在t2～t3时间内做加速度减小的加速运动，t3时刻，加速度等于零，速度最大，选项C错误、选项D正确．]‎ ‎9．C　[设斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律，知物块的加速度a＝>0，即μ0，故a′>a，物块将以大于a的加速度匀加速下滑．故选项C正确、选项A、B、D错误．]‎ ‎10．C　[当Ff1时，A、B两物体开始相对滑动，以后木板B开始做匀加速直线运动，所以只有C正确．]‎ ‎11．解析　(1)由题中图象知，滑块脱离弹簧后的加速度大小 a1＝＝m/s2＝‎5 m/s2，①‎ 由牛顿第二定律得：μmg＝ma1，②‎ 解得：μ＝0.5.③‎ ‎(2)刚释放时滑块的加速度 a2＝＝ m/s2＝‎30 m/s2，④‎ 由牛顿第二定律得：kx－μmg＝ma2，⑤‎ 解得：k＝175 N/m.⑥‎ 答案　(1)0.5　(2)175 N/m ‎12.解析　(1)分析滑块受力，由牛顿第二定律得：a1＝gsin θ＝‎6 m/s2‎ 通过图象可知滑块在斜面上运动的时间为：t1＝1 s 由运动学公式得：s＝a1t＝‎3 m.‎ ‎(2)滑块对斜面的压力为 N1′＝mgcos θ 木块对传感器的压力为F1＝N1′sin θ 由图象可知：F1＝12 N 解得m＝‎2.5 kg.‎ ‎(3)滑块滑到B点时的速度为：v1＝a1t1＝‎6 m/s，‎ 由图象可知：f1＝5 N，t2＝2 s，‎ 滑块受到的摩擦力f＝f1＝5 N，‎ a2＝＝‎2 m/s2，‎ s2＝v1t2－a2t＝‎8 m，‎ W＝fs2＝40 J.‎ 答案　见解析