高中物理专题牛顿运动定律Word文件下载.docx
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不论是超重还是失重，物体重力都没有发生变化。
超重时加速度向上，但对速度方向没有要求，所以存在加速上升和减速下降两种情况。
失重时加速度向下，同理存在加速下降和减速上升两种运动情况。
完全失重时不是物体不受重力，物体重力不变，只是物体由于重力而产生的现象都将消失，比如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。
【试题演练】
1．如图所示，物体A被平行于斜面的细线拴在斜面的上端，整个装置保持静止状态，斜面被固定在台秤上，物体与斜面间无摩擦，装置稳定后，当细线被烧断物体下滑时与静止时比较，台秤的示数：
（）
A．增加B．减小C．不变D．无法确定
【答案】B
…②，水平方向：
…③，对物块受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有
…④
有由①②③④得到：
，故变小，B正确
【名师点睛】本题关键是对物块、物块和斜面体整体多次受力分析，然后根据牛顿第二定律、共点力平衡条件列式求解；
要注意整体法对于有相对运动的物体系统同样适用．
2．足够长的水平传送带以v0＝2m/s的速度匀速运行．t＝0时，在最左端轻放一个小滑块，t＝2s时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，g＝10m/s2.关于滑块相对地面运动的v－t图象正确的是：
【答案】D
【名师点睛】物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
3．（多选）传送带以v1的速度匀速运动，物体以v2的速度滑上传送带，物体速度方向与传送带运行方向相反，如图所示，已知传送带长度为L，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，则以下判断正确的是：
A．当v2、μ、L满足一定条件时，物体可以从A端离开传送带，且物体在传送带上运动的时间与v1无关
B．当v2、μ、L满足一定条件时，物体可以从B端离开传送带，且物体离开传送带时的速度可能大于v1
C．当v2、μ、L满足一定条件时，物体可以从B端离开传送带，且物体离开传送带时的速度可能等于v1
D．当v2、μ、L满足一定条件时，物体可以从B端离开传送带，且物体离开传送带时的速度可能小于v1
【答案】ACD
【名师点睛】小滑块滑上传送带，判断出摩擦力的方向，根据合力得出加速度的大小和方向，判断出物块在整个过程中的运动情况，从而确定运动的时间以及离开传送带的速度．
【三年高考】15、16、17年高考真题及其解析
1．【2017·
新课标Ⅱ卷】
（12分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1<
s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。
训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度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
（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）
【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；
分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联，并能灵活选取运动公式；
难度中等。
2．【2017·
新课标Ⅲ卷】如图，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力，取重力加速度大小g=10m/s2。
（1）B与木板相对静止时，木板的速度；
（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。
（1）1m/s
（2）1.9m
【解析】
（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。
设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别是aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。
在物块B与木板达到共同速度前有
①
②
③
由牛顿第二定律得
④
⑤
⑥
设在t1时刻，B与木板达到共同速度，设大小为v1。
由运动学公式有
⑦
⑧
联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得
⑨
（也可用如图的速度–时间图线求解）
【名师点睛】本题主要考查多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化情况，A、B相对木板静止的运动时间不相等，应分阶段分析，前一阶段的末状态即后一阶段的初状态。
1．【2016·
海南卷】沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。
已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5s、5~10s、10~15s内F的大小分别为F1、F2和F3，则：
A．F1<
F2B．F2>
F3C．F1>
F3D．F1=F3
【答案】A
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。
2．【2016·
上海卷】如图，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
【解析】据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度也应该向右，故选项D正确。
【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。
3．【2016·
江苏卷】
（多选）如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中：
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大
D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面
【答案】BD
【解析】由题图知在拉动桌布的过程中鱼缸相对桌布向左运动，故鱼缸受到桌布对其向右的摩擦力作用，所以A错误；
因鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸在桌布上与在桌面上运动时所受摩擦力大小相等，加速度大小相等，鱼缸先在桌布上加速，然后在桌面上减速到停止，所以根据v=at知鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等，所以B正确；
若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将不变，所以C错误；
若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸与桌布可能相对滑动也可能相对静止，鱼缸在桌面运动的时间都会变长，所以鱼缸可能滑出桌面，所以D正确．
【方法技巧】本题重在分析清楚鱼缸的受力情况、运动情况。
先在桌布上加速，后在桌面上减速。
鱼缸受桌布的滑动摩擦力与猫拉力的大小无关。
4．【2016·
全国新课标Ⅰ卷】一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则：
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
【答案】BC
【名师点睛】本题主要考查牛顿运动定律。
特别注意以前我们碰到的问题经常是去掉一个恒力，本题增加了一个恒力，从牛顿运动定律角度来看没有什么区别。
根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小，根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。
要特别注意的是，质点有可能做匀变速曲线运动。
1．【2015·
上海·
3】如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是：
A．
B．
C．
D．
【解析】小鸟沿虚线斜向上加速飞行，说明合外力方向沿虚线斜向上，小鸟受两个力的作用，空气的作用力和重力，如下图所示：
【名师点睛】本题以实际情境为命题背景，考查力与运动的关系、合力与分力的关系等知识点，意在考查考生对物理基本规律的理解能力和灵活运用物理规律解决实际问题的能力。
本题的要点是理解合力和分力的关系，对小鸟进行受力分析可以较快解决问题。
2．【2015·
江苏·
6】一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力：
A．t=2s时最大B．t=2s时最小C．t=8.5s时最大D．t=8.5s时最小
【答案】AD
【名师点睛】本题主要是识图能力，利用加速度与时间的关系，结合牛顿第二定律F=ma，由运动分析物体的受力情况。
3．【2015·
全国新课标Ⅰ·
20】
（多选）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图线如图（b）所示。
若重力加速度及图中的
、
均为已知量，则可求出：
A．斜面的倾角
B．物块的质量
C．物块与斜面间的动摩擦因数
D．物块沿斜面向上滑行的最大高度
【解析】小球滑上斜面的初速度
已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度即
，所以沿斜面向上滑行的最远距离
，根据牛顿第二定律，向上滑行过程
，向下滑行
，整理可得
，从而可计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，选项AC对。
根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度
，选项D对。
仅根据速度时间图像，无法找到物块质量，选项B错。
【名师点睛】速度时间图像的斜率找到不同阶段的加速度，结合受力分析和运动学规律是解答此类题目的不二法门。
4．【2015·
重庆·
5】若货物随升降机运动的
图像如题5图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力
与时间关系的图像可能是：
【名师点睛】图象从六个方面认识：
一看轴，二看线，三看斜率，四看面，五看截距，六看点。
超重和失重、平衡状态是由竖直方向的加速度决定。
5．【2015·
海南·
8】
（多选）如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；
整个系统处于静止状态；
现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间：
A．a1=3gB．a1=0C．△l1=2△l2D．△l1=△l2
【答案】AC
【名师点睛】做本类型题目时，需要知道剪断细线的瞬间，弹簧来不及发生变化，即细线的拉力变为零，弹簧的弹力吧不变，然后根据整体和隔离法分析。
【两年模拟】16、17年名师模拟题及其解析
天津市和平区高三上学期期末质量调查】如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，下列判断正确的是：
A．在第一过程中，运动员始终处于失重状态
B．在第二过程中，运动员始终处于超重状态
C．在第二过程中运动员的机械能始终在增大
D．在第一过程中运动员的动能始终在减小
【答案】C
【解析】在第一过程中，运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，动能变大，运动员处于失重状态；
随床面的形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，动能减小，运动员处于超重状态．在第二过程中，开始时运动员重力小于弹力，运动员向上做加速运动，运动员处于超重状态；
随床面的形变的减小，弹力逐渐减小，弹力小于重力时，运动员向上做减速运动，运动员处于失重状态，故ABD错误；
在第二过程中弹力一直对运动员做正功，运动员的机械能始终在增大，选项C正确；
故选C.
【名师点睛】本题主要考查了对超重失重现象的理解，加速度向下时为失重，加速度向上为超重；
人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了。
2．【2017·
广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】2015年11月30日，蹦床世锦赛在丹麦落下帷幕，中国代表团获得8金3银2铜，领跑世锦赛的奖牌榜．一位运动员从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，利用仪器测得该运动员从高处开始下落到弹回的整个过程中，运动速度随时间变化的图象如图所示，图中Oa段和cd段为直线．由图可知，运动员发生超重的时间段为：
A．0～t1
B．t1～t2
C．t2～t4
D．t4～t5
【解析】由题意知速度方向向下时为正方向，运动员发生超重时具有向上的加速度，反映在v-t图象中时是斜率为负的时间段，所以只有在t2～t4
阶段运动员处于超重状态．故C正确．故选C.
【名师点睛】本题考查了超重和失重的条件，记住：
加速度向上超重，加速度向下失重。
3．【2017·
西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下图中正确的是：
【名师点睛】本题是为速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，属于基础题。
4．【2017·
开封市高三第一次模拟】如图（甲）所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。
木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，木板B的加速度a与拉力F关系图象如图（乙）所示，则小滑块A的质量为：
A．4kgB．3kgC．2kgD．1kg
【名师点睛】知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析．
5．【2017·
西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°
，如图所示，以下说法正确的是（已知cos53°
＝0.6，sin53°
＝0.8）：
A．细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为
g
B.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为
C．小球静止时弹簧的弹力大小为
mg
D．小球静止时细绳的拉力大小为
【解析】小球静止时，分析受力情况，如图，由平衡条件得：
弹簧的弹力大小为：
F=mgtan53°
=
mg；
细绳的拉力大小为：
．故CD均错误．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：
．故A错误，B正确．故选B.
【名师点睛】本题中小球先处于平衡状态，由平衡条件求解各力的大小，后烧断细绳，小球处于非平衡条件，抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键。
6．（多选）【2017·
天津市五区县高三上学期期末考试】如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。
已知m1=3kg，m2=2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力。
现用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2，为保持细线不断，则：
A．F1的最大值为10NB．F1的最大值为15N
C．F2的最大值为10ND．F2的最大值为15N
【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；
解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体、隔离法，运用牛顿第二定律进行求解。
7．（多选）【2017·
广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】如图8所示，斜劈B固定在弹簧上，斜劈A扣放在B上，A、B相对静止，待系统平衡后用竖直向下的变力F作用于A，使A、B缓慢压缩弹簧，弹簧一直在弹性限度内，则下面说法正确的是：
A．压缩弹簧的过程中，B对A的摩擦力逐渐增大
B．压缩弹簧的过程中，A可能相对B滑动
C．当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，B对A的作用力先增大后减小
D．当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，A、B分离时，弹簧恢复原长
【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解，知道撤去F后，AB开始具有相同的加速度，当弹簧恢复原长时，两者发生脱离。
8．（多选）【2017·
广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1kg，B的质量是2kg，A、B间的动摩擦因数是0.3，其它摩擦不计。
由静止释放C，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮，g=10m/s2）。
下列说法正确的是：
A．A、B两物体发生相对滑动
B．A物体受到的摩擦力大小为2.5N
C．B物体的加速度大小是2.5m/s2
D．细绳的拉力大小等于10N
【解析】假设A、B不发生相对滑动，整体的加速度
，隔离对A分析，
，可知假设成立，即A、B两物体不发生相对滑动，A所受的摩擦力为2.5N，加速度为
，故A错误BC正确；
隔离对C分析，根据牛顿第二定律得
，解得
，故D错误．
【名师点睛】1、当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；
而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法．
2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．
9．【2017·
天津市五区县高三上学期期末考试】
（12分）如图甲所示，光滑平台右侧与一长为L=2.5m的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一小滑块以初速度v0=5m/s滑上木板，恰好滑到木板右端停止。
现让木板右端抬高，如图乙所示，使木板与水平地面的夹角
，让滑块以相同的初速度滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g=10m/s2，sin37°
=0.6，cos37°
=0.8。
求：
（1）滑块与木板之间的动摩擦因数μ；
（2）滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。
由
⑥式，解得
………………………⑦
设滑块下滑时的加速度为a2，下滑的时间为t2，有
…………………………………⑧
…………………………………⑨
由⑧⑨式解得
…………………………………
滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间
解题时先求解加速度是联系力和运动的桥梁，结合运动公式求解；
此题还可以用动量定理求解时间.
10．【2017·
山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】如图所示，可看做质点的小物块放在长木板的正中央，长木板置于光滑水平面上，两物体皆静止；
已知长木板质量为M=4.0kg，长度为L=3.0m，小物块质量为m=1.0kg，小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.2；
两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2，试求：
（1）用水平向右的恒力F作用于小物块，当F满足什么条件，两物块才能发生相对滑动？
（2）若一开始就用水平向右5.5N的恒力作用与小物块，则小物块经过多长时间从长木板上掉下？
（1）F>
2.5N
（2）1s
【名师点睛】题涉及到相对运动的过程，列牛顿第二定律方程时一定要先确定研究对象，要认真分析物体的受力情况和运动情况，并能熟练地运用匀变速直线运动的公式。
1．【湖南省张家界市第一中学2016届高三3月月考】如图所示，质量为M的三角形木块a放在水平面上，把另一质量为m的木块b放在a的斜面上，斜面倾角为α，对a施一水平力F，使b不沿斜面滑动，不计一切摩擦，则b对a的压力大小为：
A.
B.
C.
D.
【名师点睛】整体法隔离法是本题的关键。
首先由整体受力得到加速度的大小和方向。
进而分析滑b，不计一切摩擦，则得到b的受力和合力方向大小。
根据几何关系即可得到支持力的大小，压力大小等于支持力。
选项中的M和m要区分清楚，不然容易错选B项。
2．【贵州省贵阳市第一中学2016届高三第七次月考理科综合】如图5所示，质量均为
的A、B两小球用两轻弹簧连接悬挂于天花板上并处于静止状态，已知重力加速度为。
现在B上再施加一竖直向下的大小为
的力，在力刚作用于B球的瞬间：
A、B求加速度大小为
，A球加速度大小为
B、B求加速度大小为
C、B求加速度大小为，A球加速度大小为
D、
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