全品复习方案18高考物理大一轮复习真题汇编C单元牛顿运动定律Word格式文档下载.docx

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C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

19．BD　[解析]设f＝kR，则由牛顿第二定律得F合＝mg－f＝ma，而m＝

πR3·

ρ，故a＝g－

，由m甲>

m乙、ρ甲＝ρ乙可知a甲>

a乙，故C错误；

因甲、乙位移相同，由v2＝2ax可知，v甲>

v乙，B正确；

由x＝

at2可知，t甲<

t乙，A错误；

由功的定义可知，W克服＝f·

x，又f甲>

f乙，则W甲克服>

W乙克服，D正确．

21．C2、E3[2016·

全国卷Ⅱ]如图1，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<

∠OMN<

.在小球从M点运动到N点的过程中（　　）

图1

A．弹力对小球先做正功后做负功

B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度

C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零

D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差

21．BCD　[解析]小球在M点时弹簧处于压缩状态，在N点时弹簧处于伸长状态，则在由M到N过程中有一点弹簧处于原长状态，设该点为B点，另设小球在A点时对应的弹簧最短，如图所示．从M点到A点，弹簧压缩量变大，弹力做负功，从A点到B点弹簧从压缩逐渐恢复至原长，弹力做正功，从B点到N点弹簧从原长逐渐伸长，弹力做负功，选项A错误．小球在A点时，水平方向上弹簧的弹力与杆的弹力相平衡，小球受到的合外力F合＝mg，故加速度a＝g；

小球在B点时，弹簧处于原长，杆对小球没有作用力，小球受到的合外力F合＝mg，故加速度a＝g，B正确．在A点时，弹簧的弹力F弹垂直于杆，小球的速度沿杆向下，则P弹＝F弹vcosα＝0，C正确．从M点到N点，小球与弹簧所组成的系统机械能守恒，则Ek增＝Ep减，即EkN－0＝Ep重M－Ep重N＋Ep弹M－Ep弹N，由于在M、N两点弹簧弹力大小相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则弹性势能Ep弹N＝Ep弹M，故EkN＝Ep重M－Ep重N，D正确．

24．C2　D4　E2[2016·

全国卷Ⅲ]如图1所示，在竖直平面内有由

圆弧AB和

圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接．AB弧的半径为R，BC弧的半径为

.一小球在A点正上方与A相距

处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动．

（1）求小球在B、A两点的动能之比；

（2）通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点．

24．[答案]

（1）5　

（2）能

[解析]

（1）设小球的质量为m，小球在A点的动能为EkA，由机械能守恒得EkA＝mg

　①

设小球在B点的动能为EkB，同理有EkB＝mg

　②

由①②式得

＝5　③

（2）若小球能沿轨道运动到C点，小球在C点所受轨道的正压力N应满足N≥0　④

设小球在C点的速度大小为vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有N＋mg＝

　⑤

由④⑤式得，vC应满足mg≤m

　⑥

由机械能守恒有mg

＝

mv

　⑦

由⑥⑦式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C点．

10．C2　D4　E2[2016·

天津卷]我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图1所示，质量m＝60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度vB＝24m/s，A与B的竖直高度差H＝48m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1530J，g取10m/s2.

（1）求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；

（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？

[答案]

（1）144N　

（2）12.5m

[解析]

（1）运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，则有v

＝2ax　①

由牛顿第二定律有mg

－Ff＝ma　②

联立①②式，代入数据解得Ff＝144N　③

（2）设运动员到达C点时的速度为vC，在由B到达C的过程中，由动能定理有

mgh＋W＝

－

　④

设运动员在C点所受的支持力为FN，由牛顿第二定律有FN－mg＝m

由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立④⑤式，代入数据解得R＝12.5m

10．A2C2[2016·

四川卷]避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图

竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面．一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止．已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；

货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍．货物与货车分别视为小滑块和平板，取cosθ＝1，sinθ＝0.1，g＝10m/s2.求：

（1）货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；

（2）制动坡床的长度．

10．[答案]

（1）5m/s2，方向沿制动坡床向下　

（2）98m

[解析]

（1）设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢间的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则

f＋mgsinθ＝ma1

f＝μmgcosθ

联立以上二式并代入数据得a1＝5m/s2

a1的方向沿制动坡床向下．

（2）设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为v＝23m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0＝38m的过程中，用时为t，货物相对制动坡床的运动距离为s2.货车受到制动坡床的阻力大小为F，F是货车和货物总重的k倍，k＝0.44，货车长度l0＝12m，制动坡床的长度为l，则

Mgsinθ＋F－f＝Ma2

F＝k（m＋M）g

s1＝vt－

a1t2

s2＝vt－

a2t2

s＝s1－s2

l＝l0＋s0＋s2

联立并代入数据得

l＝98m.

4．C2[2016·

上海卷]如图1所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的（　　）

A．OA方向B．OB方向

C．OC方向D．OD方向

4．D　[解析]根据牛顿第二定律，合外力方向与加速度方向相同，小车和球的加速度向右，所受合外力也向右，D正确．

C3超重和失重

C4实验：

验证牛顿定律

23．C4[2016·

全国卷Ⅲ]某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；

轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．

（2）将n（依次取n＝1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；

用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制st图像，经数据处理后可得到相应的加速度a.

（3）对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的st图像如图（b）所示；

由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表．

n

1

2

3

4

5

a/（m·

s－2）

0.20

0.58

0.78

1.00

（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出an图像．从图像可以看出：

当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．

（5）利用an图像求得小车（空载）的质量为______kg（保留2位有效数字，重力加速度g取9.8m/s2）．

（6）若以“保持木板水平”来代替步骤

（1），下列说法正确的是________（填入正确选项前的标号）．

A．an图线不再是直线

B．an图线仍是直线，但该直线不过原点

C．an图线仍是直线，但该直线的斜率变大

23．[答案]（3）0.39（0.37～0.49均可）　（4）an图线如图所示

（5）0.45（0.43～0.47均可）　（6）BC

[解析]（3）系统做匀加速直线运动，s＝

at2，由图（b）可知，当t＝2s时，s＝0.78m，代入解得a＝0.39m/s2.

（4）由题意知描点法作图所得的必须是一条直线．

（5）对于挂在下面的n个钩码，有nmg－F＝nma；

对于小车（含剩下的钩码），有F＝[M＋（N－n）m]a；

两式相加得nmg＝（M＋Nm）a；

解得a＝

n，可见an图像的斜率表示

，

由an图可知斜率k＝0.196，所以

＝0.196，解得M＝0.45kg.

（6）木板水平时要考虑摩擦力的影响，

对于挂在下面的n个钩码，有nmg－F′＝nma；

对于小车（含剩下的钩码），有F′－μ[M＋（N－n）m]g＝[M＋（N－n）m]a；

两式相加得nmg－μ[M＋（N－n）m]g＝（M＋Nm）a，

去中括号得n（mg＋μmg）－μ（M＋Nm）g＝（M＋Nm）a，

移项化简得n（mg＋μmg）＝（M＋Nm）（a＋μg），

·

n－μg＝

n－9.8μ，

可见an图像仍是一条直线，但其斜率要变大，且不过坐标原点．

C5牛顿运动定律综合

22．E5　C5[2016·

全国卷Ⅰ]某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．

该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．

（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：

在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为__