浙江省2021高考物理一轮复习专题三牛顿运动定律精练含解析

浙江省2021高考物理一轮复习专题三牛顿运动定律精练含解析

专题三　牛顿运动定律 ‎【考情探究】‎ 考点 考向 ‎5年考情 预测热度 考试要求 考题示例 关联考点 素养要素 牛顿运 动定律 牛顿第一定律 c ‎2018.04选考,1,3分 物理学史 科学推理 ‎★★★☆☆‎ 牛顿第二定律 c ‎2015.10选考,19,9分 ‎2016.04选考,19,9分 ‎2016.10选考,19,9分 ‎2017.04选考,19,9分 匀变速直线 运动规律 运动与相互 作用观念 ‎★★★☆☆‎ 力学单位制 b ‎2019.04选考,1,3分 ‎2018.11选考,3,3分 ‎2018.04选考,3,3分 ‎2017.11选考,2,3分 ‎2015.10选考,1,3分 ‎2016.10选考,2,3分 ‎2017.04选考,1,3分 能量、电磁 学物理量 解释 ‎★★★★☆‎ 牛顿第三定律 c ‎2019.04选考,6,3分 ‎2016.04选考,19,9分 受力分析 运动与相互 作用观念 ‎★★★☆☆‎ 牛顿运 动定律 的应用 牛顿运动 定律应用 d ‎2018.04选考,19,9分 ‎2015.10选考,19,9分 ‎2016.04选考,19,9分 ‎2016.10选考,19,9分 匀变速直 线运动规 律、动能 定理 模型建构、‎ 运动与相 互作用观 念 ‎★★★★☆‎ 共点力平衡 条件及应用 c ‎2015.10选考,11,3分 ‎2015.10选考,13,3分 库仑力 科学推理 ‎★★★★☆‎ 超重与失重 b ‎2019.04选考,12,3分 ‎2018.04选考,8,3‎ 匀变速直 线运动规律 解释 ‎★★☆☆☆‎ - 10 -‎ 分 ‎2017.04选考,12,3分 分析解读　　1.牛顿运动定律是经典物理学中最基本、最重要的规律,是力学知识的基础。复习时应从物理意义角度重新对概念、现象进行认识和理解,多加熟悉理想斜面实验、牛顿第一定律、加速度和力的关系、运动和力的关系、超重与失重问题等。‎ ‎2.牛顿运动定律属于力学主干内容,涉及方法、思想较多。近两年浙江省物理选考中多以选择题和计算 题的形式考查牛顿运动定律。‎ - 10 -‎ ‎【真题探秘】‎ 破考点　练考向 ‎【考点集训】‎ 考点一　牛顿运动定律 ‎1.(2018浙江6月学考,13,2分)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 答案　B ‎2.(2018浙江4月选考,3,3分)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.kg·m2/s2 　B.kg·m/s2 　C.N/m D.N·m 答案　A ‎3.(2019浙江6月学考,7,2分)如图所示,把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A。则关于A对B的作用力FAB与B对A的作用力FBA的说法正确的是(　　)‎ A.FAB大小大于FBA大小 B.FAB大小等于FBA大小 C.FAB先于FBA产生 D.FAB后于FBA产生 答案　B 4. ‎(2018浙江6月学考,14,2分)雨滴在1.5 km左右的高空形成并开始下落,落到地面的速度一般不超过 ‎8 m/s。若雨滴沿直线下落,则其下落过程(　　)‎ A.做自由落体运动 B.加速度逐渐增大 C.总时间约为17 s - 10 -‎ D.加速度小于重力加速度 答案　D ‎5.[2018浙江杭州地区(含周边)重点中学期末,5]如图所示是一支旅行用的牙膏,该牙膏的外壳是由薄铝皮做的,根据你的知识和生活经验,判断下列说法正确的是(　　)‎ A.该牙膏外壳被挤压后发生的形变为弹性形变 B.牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的弹力作用 C.挤牙膏时手对牙膏壳的作用力大小等于牙膏壳对手的作用力大小 D.挤牙膏时手对牙膏壳的作用力小于牙膏壳对手的作用力 答案　C 4. ‎(2019浙江诸暨海亮实验中学月考,13)如图所示,商场工作人员用与水平方向成53°角的斜向上的力F拉木箱,木箱由静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动,途中依次经过A、B、C三点。已知AB=BC=6 m,由A到B和B到C经历的时间分别为t1=4 s,t2=2 s,木箱质量m=20 kg,木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g=‎ ‎10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:‎ ‎(1)木箱的加速度以及A到出发点O的距离;‎ ‎(2)工作人员对木箱的拉力大小。‎ 答案　(1)0.25 m　(2)110 N 考点二　牛顿运动定律的应用 ‎1.(2018浙江4月选考,8,3分)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是(　　)‎ 答案　C ‎2.(2018浙江金华一中段考,10)如图,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减少到0.3 kg时,将会出现的情况是(g=10 m/s2)(　　)‎ A.弹簧测力计的读数将变小 B.A仍静止不动 C.A对桌面的摩擦力不变 D.A所受的合力将要变大 - 10 -‎ 答案　B ‎3.(2018浙江6月学考,22,7分)某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征,使用质量m=0.05 kg的流线型人形模型进行模拟实验。实验时让模型从h=0.8 m高处自由下落进入水中,假设模型入水后受到大小恒为f=0.3 N的阻力和F=1.0 N的恒定浮力,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时的阻力,g=10 m/s2,试求模型:‎ ‎(1)落到水面时速度v的大小;‎ ‎(2)在水中能到达的最大深度H;‎ ‎(3)从开始下落到返回水面所需时间t。‎ 答案　(1)4 m/s　(2)0.5 m　(3)1.15 s ‎4.(2020届浙江浙南名校联盟联考一,17)道路交通中两个红绿灯路口距离太近也会影响车辆的快速通行。家住温州市区的小明同学坐轿车上学时要经过距离为300米两个红绿灯路口。已知红灯、绿灯延时25秒,该路段限速为20 m/s。设司机的反应时间为1秒,轿车与人的总质量2 000 kg,阻力是轿车与人总重的0.1,轿车加速和减速的加速度最大值是5 m/s2。‎ ‎(1)求轿车牵引力的最大值;‎ ‎(2)有一次小明坐轿车距离第一个红绿灯路口100米时,正以20 m/s的速度前进,发现绿灯只有4秒了,计算说明小明的车是否会闯红灯;‎ ‎(3)又有一次小明坐轿车停在第二个红绿灯路口后面时,有人告诉他前面还有12辆车停在停止线后(设相邻两辆车头间距离为5米),这时绿灯显示为19秒,计算说明小明的车是否在这个绿灯时间内通过该路口。‎ 答案　(1)12 000 N　(2)不会闯红灯　(3)能通过 炼技法　提能力 ‎【方法集训】‎ 方法1　应用牛顿运动定律解决多过程问题 ‎1.(2018浙江嘉兴一中期中)在寒冷的冬天,路面很容易结冰,在冰雪路面上汽车一定要低速行驶。在冰雪覆盖的路面上,车辆遇紧急情况刹车时,车轮会抱死而“打滑”。如图所示,假设某汽车以12 m/s的速度行驶至一个斜坡的顶端A时,突然发现坡底前方有一位行人正以2 m/s的速度做同向匀速运动,司机立即刹车,但因冰雪路面太滑,汽车仍沿斜坡滑行。已知斜坡高AB=5 m,长AC=13 m,司机刹车时行人距坡底C点的距离CE=33 m,从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面的动摩擦因数为0.2。假设汽车经过A、C点时,速度大小保持不变。求:(g=10 m/s2)‎ - 10 -‎ ‎(1)汽车沿斜坡滑下的加速度大小;‎ ‎(2)汽车刚运动到C点时,行人相对于C点的位移大小;‎ ‎(3)试分析此种情况下,行人是否有危险?如果有,请通过计算说明。‎ 答案　(1)2 m/s2　(2)35 m ‎(3)汽车在水平冰雪路面上的加速度大小μmg=ma2‎ 汽车在水平路面上减速至v=v人=2 m/s时滑动的位移 x1=vC‎2‎‎-‎v‎2‎‎2‎a‎2‎=48 m 经历的时间t2=vC‎-va‎2‎=6 s 人发生的位移x2=v人(t1+t2)=14 m 因x1-x2=34 m>33 m,故行人有危险,应抓紧避让。‎ ‎2.游乐场中的跳楼机可以让游客体验到刺激的超重和失重。某跳楼机最大高度为103 m,游戏过程为卡座从塔顶开始自由下落,在某一高度改为减速下降至离地3 m 时速度接近为0,由于普通人竖直方向承受减速下降的加速度不能超过4g,取g=10 m/s2,则在下降过程中:‎ ‎(1)游客对卡座的最大压力是其体重的多少倍?‎ ‎(2)游客能体验到的最长失重时间为多长?‎ ‎(3)下落速度最大时的前两秒内与后两秒内的位移之比是多少?‎ 答案　(1)5倍　(2)4 s　(3)3∶1‎ 方法2　传送带问题的分析技巧 ‎1.(2018浙江宁波镇海中学检测)如图甲所示,已知足够长的传送带与水平面成θ=15°角,质量m=1 kg的小物体以v0=2 m/s的速度由P沿传送带滑入,物体滑入瞬间,传送带以加速度a无初速度逆时针加速转动,a-t图像如图乙所示,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,试分析5秒时小物体加速度的大小并求5秒内小物体相对于传送带的位移大小。(g =10 m/s2,sin 15°=0.26,cos 15°=0.96)‎ 答案　3.56 m/s2　1.78 m ‎2.(2018浙江义乌群星学校月考)如图所示,传送带的倾角θ=37°,从A到B的长度为LAB=16 m,传送带以v0=10 m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速度地放一个质量为m=0.5 kg 的 - 10 -‎ 物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,则物体从A运动到B所需的时间是多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)‎ 答案　2 s 方法3　瞬时问题的分析方法 ‎1.(2018浙江宁波北仑中学期中)如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬间A和B的加速度大小为a1和a2,则(　　)‎ A.a1=0,a2=0‎ B.a1=a,a2=m‎2‎m‎1‎‎+‎m‎2‎a C.a1=m‎1‎m‎1‎‎+‎m‎2‎a,a2=m‎2‎m‎1‎‎+‎m‎2‎a D.a1=a,a2=m‎1‎m‎2‎a 答案　D ‎2.(2019浙江杭州模拟一,4)如图所示,三个物块A、B、C的质量满足mA=2mB=3mC,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用细绳相连,当系统静止后,突然剪断A、B间的细绳,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正方向)(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.-g、2g、0 B.-2g、2g、0‎ C.-‎5‎‎6‎g、‎5‎‎3‎g、0 D.-2g、g、g 答案　C 方法4　连接体问题的分析方法 ‎1.(2018浙江东阳中学月考)如图所示,质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上,P、Q接触面的倾角为θ,现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左做匀加速直线运动,下列说法正确的是(　　)‎ - 10 -‎ A.木块Q对地面的压力小于2mg B.若Q与地面间的动摩擦因数为μ,则μ=‎F‎2mg C.若P、Q之间光滑,则加速度a=g tan θ D.地面与Q间的滑动摩擦力随推力F的增大而增大 答案　C ‎2.(2018浙江重点中学联考,10)1966年科学家曾在太空中完成了测定质量的实验。实验时,用双子星号宇宙飞船去接触正在轨道上运动的火箭组(火箭组成的发动机已熄火)。接触以后,开动双子星号飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速,测得7 s内飞船和火箭组的速度变化量为0.91 m/s。若飞船与火箭组接触前开动双子星号飞船的推进器(推进器两次工作状态相同),使飞船加速,测得5 s内飞船的速度变化量为1.32 m/s。已知双子星号宇宙飞船的质量m1=3 400 kg,则火箭组的质量m2约为(　　)‎ A.1 500 kg B.3 500 kg C.5 000 kg D.6 000 kg 答案　B 方法5　临界问题 ‎1.(2019浙江重点中学联考,4)如图1所示,P、Q两物体叠放在一起,放在光滑的水平面上,从静止开始受到一变力的作用,该力与时间的关系如图2所示,P、Q始终相对静止,则在2t0时间内,下列说法正确的是(　　)‎ A.t0时刻,P、Q间静摩擦力最大 B.2t0时刻,P、Q间静摩擦力最小 C.t0时刻,P、Q的运动速度最小 D.2t0时刻,P、Q的运动位移最大 答案　D ‎2.(2018浙江东阳中学月考)如图,自然长度为L0、劲度系数为k的轻弹簧,其一端固定于倾角为45°的光滑斜面体的顶端P处,另一端拴一质量为m的小球。‎ ‎(1)当斜面体以多大的加速度向左加速运动时,球对斜面体的压力为零?‎ ‎(2)当斜面体以a=2g的加速度向左加速运动时,轻弹簧的长度为多少?‎ 答案　(1)g　(2)L0+‎‎5‎mgk ‎【五年高考】‎ A组　自主命题·浙江卷题组 ‎1.(2019浙江4月选考,1,3分)下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是(　　)‎ - 10 -‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.功/焦耳 B.质量/千克 C.电荷量/库仑 D.力/牛顿 答案　B ‎2.(2018浙江11月选考,3,3分)用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位,下列正确的是(　　)‎ A.N/C B.V/m C.kg·m/(C·s2) D.kg·m/(A·s3)‎ 答案　D ‎3.(2015浙江1月学考,10,2分)如图所示,小文同学在电梯中体验加速上升和加速下降的过程,这两个过程(　　)‎ A.都是超重过程 B.都是失重过程 C.加速上升是失重过程,加速下降是超重过程 D.加速上升是超重过程,加速下降是失重过程 答案　D ‎4.(2019浙江4月选考,12,3分)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁)(　　)‎ A.A球将向上运动,B、C球将向下运动 B.A、B球将向上运动,C球不动 C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动 D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动 答案　D ‎5.(2018浙江4月选考,19,9分)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示,有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=8 s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2。求:‎ ‎(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;‎ ‎(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小;‎ ‎(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示)‎ - 10 -‎ 答案　(1)16 m ‎(2)在企鹅卧倒以后将经历两个运动过程,第一个过程是从卧倒到运动至最高点,第二个过程是从最高点滑到出发点,两个过程根据牛顿第二定律分别有 mg sin 37°+μmg cos 37°=ma1‎ mg sin 37°-μmg cos 37°=ma2‎ 代入数据解得a1=8 m/s2,a2=4 m/s2‎ ‎(3)2‎34‎ m/s ‎6.(2017浙江4月选考,19,9分)游船从某码头沿直线行驶到湖对岸,小明对游船运动过程进行观测,记录数据如表。‎ 运动过程 运动时间 运动状态 匀加速运动 ‎0~40 s 初速度v0=0;末速度v=4.2 m/s 匀速运动 ‎40~640 s v=4.2 m/s 匀减速运动 ‎640~720 s 靠岸时的速度vt=0.2 m/s ‎　　(1)求游船匀加速运动过程中加速度大小a1及位移大小x1;‎ ‎　　(2)若游船和游客的总质量M=8 000 kg,求游船匀减速运动过程中所受的合力大小F;‎ ‎　　(3)求游船在整个行驶过程中的平均速度大小。‎ 答案　(1)a1=Δv‎1‎Δt‎1‎=‎4.2‎‎40‎ m/s2=0.105 m/s2‎ x1=v‎2‎Δt1=2.1×40 m=84 m ‎(2)a2=Δv‎3‎Δt‎3‎=‎4.2-0.2‎‎720-640‎ m/s2=0.05 m/s2‎ F=Ma2=400 N ‎(3)x2=v·Δt2=4.2×600 m=2 520 m x3=v+‎vt‎2‎·Δt3=176 m x=x1+x2+x3=2 780 m 故 - 10 -‎