高考物理总复习考前三个月专题一力与运动第讲牛顿运动定律与直线运动试题Word格式.docx

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两滑块在木板上滑动，考查牛顿运动定律与匀变速直线运动规律的综合应用

2016年

卷Ⅰ21题（6分）

结合v－t图象考查追及相遇问题

卷Ⅱ19题（6分）

两球下落，受空气阻力，考查牛顿第二定律与匀变速直线运动规律

卷Ⅲ16题（6分）

结合动能变化考查加速度与平均速度

2015年

卷Ⅰ20题（6分）

物块在斜面上运动，结合v－t图象考查牛顿第二定律

板块模型的多过程问题，结合v－t图象考查牛顿第二定律及匀变速直线运动规律

卷Ⅱ20题（6分）

火车连接体问题，考查a与m、F的关系

卷Ⅱ25题（20分）

泥石流、板块模型的多过程问题，考查牛顿第二定律与匀变速直线运动规律

考情分析　该部分是高考重点考查内容，匀变速直线运动问题一般结合牛顿运动定律，在选择题和计算题中均有考查，形式灵活，情景多样，贴近生活，选择题难度中等，计算题多以板块模型、多过程问题为主再结合v－t图象，难度较大．单纯直线运动问题一般在选择题中结合v－t图象考查，难度不大．

知识方法链接

1．解题思路

（1）分析运动过程，画出过程示意图．

（2）标出已知量、未知量．

（3）选择合适公式，列方程求解．

注意：

（1）多过程问题中两过程间的连接点的速度是连接两运动的纽带，是解题的关键，要先设出．

（2）多过程问题用v－t图象辅助分析会更形象、简捷．

（3）v、x、a等物理量是矢量，注意规定正方向，尤其是在一个过程中速度方向发生变化的情况．

2．牢记解决匀变速直线运动问题的四种常用方法

3．处理刹车类问题的思路：

先判断刹车时间，再进行分析计算．

4．图象问题要“四看”“一注意”

（1）看坐标轴：

看清坐标轴所表示的物理量，明确因变量（纵轴表示的量）与自变量（横轴表示的量）之间的制约关系．

（2）看图象：

识别两个相关量的变化趋势，从而分析具体的物理过程．

（3）看纵坐标、“斜率”和“面积”：

v－t图象中根据坐标值、“斜率”和“面积”可分析速度、加速度和位移的大小、方向特点．

（4）看交点：

明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点的物理意义．

（5）一注意：

利用v－t图象分析两个物体的运动时，要注意两个物体的出发点，即注意它们是从同一位置出发，还是从不同位置出发．若从不同位置出发，要注意出发时两者的距离．

真题模拟精练

1．（2017·

湖南怀化市一模）如图1所示，甲、乙两车同时由静止从A点出发，沿直线AC运动．甲以加速度a3做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度为v.乙以加速度a1做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为a2的匀加速运动，到达C点时的速度亦为v.若a1≠a2≠a3，则（　　）

图1

A．甲、乙不可能同时由A到达C

B．甲一定先由A到达C

C．乙一定先由A到达C

D．若a1＞a3，则甲一定先由A到达C

答案　A

2．（多选）某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图象不可能的是（v是速度、t是时间）（　　）

答案　ABC

3．（多选）（2017·

湖北省部分重点中学调研）两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方（v2）随位置（x）的变化图象如图2所示，下列判断正确的是（　　）

图2

A．汽车A的加速度大小为4m/s2

B．汽车A、B在x＝6m处的速度大小为2m/s

C．汽车A、B在x＝8m处相遇

D．汽车A、B在x＝9m处相遇

答案　BC

解析　根据匀变速直线运动的速度位移关系公式v2－v＝2ax得：

v2＝v＋2ax，可知v2－x图象的斜率等于2a.对于汽车A，则有2aA＝m/s2＝－4m/s2，可得aA＝－2m/s2，加速度大小为2m/s2，故A错误．汽车A、B在x＝6m处的速度大小设为v.由题图知：

对于汽车A，有v＝36m2/s2，得A的初速度v0＝6m/s，由v2－v＝2aAx得v＝＝m/s＝2m/s，故B正确．对于汽车B，初速度为0，加速度为aB＝＝m/s2＝1m/s2，设经过时间t两车相遇，则有v0t＋aAt2＝aBt2，得t＝4s，则x＝aBt2＝×

1×

42m＝8m，即汽车A、B在x＝8m处相遇，故C正确，D错误．故选B、C.

1．分析动力学问题的流程

（1）抓好两个分析：

受力分析与运动过程分析，特别是多过程问题，一定要明确各过程受力的变化、运动性质的变化、速度方向的变化等．

（2）求解加速度是解决问题的关键．

2．陌生的图象要先找图象的函数关系式（根据动力学规律对运动过程列方程，找出两物理量在运动过程中任一位置的关系，分离出因变量即可），由函数关系式确定截距、斜率等的物理意义．

4．（2017·

湖南湘潭市二模）如图3所示，地面上放有一质量为m的物块（视为质点），物块与水平地面间的动摩擦因数为，现用一斜向右上的力F（与水平方向的夹角θ及力的大小未知）拉物块使之在地面上向右运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

图3

A．若物块向右加速运动，则物块与地面间可能没有摩擦力

B．若物块向右加速运动，则F与摩擦力的合力一定竖直向上

C．若物块向右匀速运动，则F的最小值为mg

D．若物块向右匀速运动，则F的最小值为mg

5．（多选）（2017·

广东深圳市二模）如图4所示，倾角为θ的固定斜面上放置一矩形木箱，箱中有垂直于底部的光滑直杆，箱和杆的总质量为M，质量为m的铁环从杆的上端由静止开始下滑，铁环下滑的过程中木箱始终保持静止，在铁环到达箱底之前（　　）

图4

A．箱对斜面的压力大小为（m＋M）gcosθ

B．箱对斜面的压力大小为Mgcosθ

C．箱对斜面的摩擦力大小为（m＋M）gsinθ

D．箱对斜面的摩擦力大小为Mgsinθ

6．（多选）（2017·

广东汕头市一模）假设小球在空气中下落过程受到的空气阻力与球的速率成正比，即F阻＝kv，比例系数k决定于小球的体积，与其他因素无关．让体积相同而质量不同的小球在空气中由静止下落，它们的加速度与速度的关系图象如图5所示，则（　　）

图5

A．小球的质量越大，图象中的a0越大

B．小球的质量越大，图象中的vm越大

C．小球的质量越大，速率达到vm时经历的时间越短

D．小球的质量越大，速率达到vm时下落的距离越长

答案　BD

解析　根据牛顿第二定律得mg－F阻＝ma，据题F阻＝kv，解得a＝g－v，当v＝0时，a＝a0＝g，与小球的质量无关．当a＝0时，v＝vm＝，可知小球的质量m越大，图象中的vm越大，故A错误，B正确．Δt＝||＝随着m的增大而增大，即小球的质量越大，速率达到vm时经历的时间越长，故C错误．m越大，vm越大，速率达到vm时经历的时间越长，下落的距离越长，故D正确．故选B、D.

7．（2017·

全国卷Ⅱ·

24）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1（s1<

s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图6所示．训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；

冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗．训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处．假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求：

图6

（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；

（2）满足训练要求的运动员的最小加速度．

答案　

（1）　

（2）

解析　

（1）设冰球的质量为m，冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ，由运动学公式得

v－v＝2a1s0①

由牛顿第二定律－μmg＝ma1

解得μ＝②

（2）冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最小．设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2，所用的时间为t.由运动学公式得

v－v＝2a1s0③

v0－v1＝a1t④

s1＝a2t2⑤

联立③④⑤式得

a2＝

1．分析“滑块—木板”模型时要抓住一个转折和两个关联

（1）一个转折——滑块与木板达到相同速度或者滑块从木板上滑下是受力和运动状态变化的转折点．

（2）两个关联——转折前、后受力情况之间的关联和滑块、木板位移和板长之间的关联．

（3）两物体发生相对运动的临界条件——加速度相同且两物体间的摩擦力为最大静摩擦力，分析此临界条件前、后物体的运动状态是解题的关键．

2．灵活应用整体法与隔离法

（1）整体法：

在连接体问题中，如果不需要求物体之间的相互作用力，且连接体的各部分具有相同的加速度，一般采用整体法列牛顿第二定律方程．

（2）隔离法：

如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体，一般采用隔离法列牛顿第二定律方程．

8．（多选）如图7所示，水平地面上有一楔形物块a，倾角为θ＝37°

，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上．a与b之间光滑，a与b以共同速度在地面轨道的光滑段向左匀速运动．当它们刚运行至轨道的粗糙段时（物块a与粗糙地面间的动摩擦因数为μ，g＝10m/s2），有（　　）

图7

A．若μ＝0.1，则细绳的拉力为零，地面对a的支持力变小

B．若μ＝0.1，则细绳的拉力变小，地面对a的支持力不变

C．若μ＝0.75，则细绳的拉力为零，地面对a的支持力不变

D．若μ＝0.75，则细绳的拉力变小，地面对a的支持力变小

解析　在光滑段运动时，物块a及物块b均处于平衡状态，对a、b整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡．对b受力分析，如图，受重力、支持力和绳子的拉力，根据共点力平衡条件，有Fcosθ－FNsinθ＝0，Fsinθ＋FNcosθ－mg＝0，由两式解得F＝mgsinθ，FN＝mgcosθ，当它们刚刚运动至轨道的粗糙段时，减速滑行，系统有水平向右的加速度，而b向右的加速度最大为am＝gtanθ＝10×

m/s2＝7.5m/s2，此时绳对b没有拉力．若μ＝0.1，则物块a、b仍相对静止，竖直方向加速度为零，由牛顿第二定律得：

Fsinθ＋FNcosθ－mg＝0，FNsinθ－Fcosθ＝ma，由两式解得F＝mgsinθ－macosθ，FN＝mgcosθ＋masinθ，即绳的拉力F将变小，而a对b的支持力变大；

再对a、b整体受力分析，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向只受摩擦力，故地面对a的支持力不变，故A错误，B正确；

若μ＝0.75，a的加速度为7.5m/s2，物块b的重力和其受到的支持力正好提供其运动的加速度，故绳的拉力为零；

再对a、b整体受力分析，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向只受摩擦力，故地面对a的支持力不变，故C正确，D错误．

9.（2017·

全国卷Ⅲ·

25）如图8所示，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1kg和mB＝5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；

木板的质量为m＝4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦