届高考物理考点分类汇编第三章 牛顿运动定律.docx
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届高考物理考点分类汇编第三章牛顿运动定律
第三章 牛顿运动定律
考点一 牛顿运动定律
1．（2013·新课标全国Ⅰ，6分）下图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。
表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。
根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是（ ）
1
1
32
4
2
130
9
3
298
16
4
526
25
5
824
36
6
1192
49
7
1600
64
8
2104
A.物体具有惯性
B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关
C．物体运动的距离与时间的平方成正比
D．物体运动的加速度与重力加速度成正比
解析：
选C 本题考查物理学史及物理方法，意在考查考生对研究物理问题常用方法的理解和推理能力。
由表可以看出第二列数据与第一列为二次方关系，而第三列数据与第一列在误差范围内成正比，说明物体沿斜面通过的距离与时间的二次方成正比，故选项C正确。
2．（2013·新课标全国Ⅱ，6分）一物块静止在粗糙的水平桌面上。
从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。
假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。
能正确描述F与a之间关系的图像是（ ）
解析：
选C 本题考查摩擦力、牛顿第二定律等基础知识点，意在考查考生应用相关知识分析问题、解决问题的能力。
设物块所受滑动摩擦力为f，在水平拉力F作用下，物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，F－f＝ma，F＝ma＋f，所以能正确描述F与a之间关系的图像是C，选项C正确，A、B、D错误。
3．（2013·安徽理综，6分）如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。
在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为（重力加速度为g）（ ）
A．T＝m（gsinθ＋acosθ） FN＝m（gcosθ－asinθ）
B．T＝m（gcosθ＋asinθ） FN＝m（gsinθ－acosθ）
C．T＝m（acosθ－gsinθ） FN＝m（gcosθ＋asinθ）
D．T＝m（asinθ－gcosθ） FN＝m（gsinθ＋acosθ）
解析：
选A 本题考查受力分析和牛顿第二定律，意在考查考生对力和运动关系的理解。
对小球受力分析，并沿水平、竖直方向正交分解。
水平方向：
Tcosθ－FNsinθ＝ma，竖直方向：
Tsinθ＋FNcosθ＝mg。
联立求解得选项A正确。
4．（2012·新课标全国，6分）伽俐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
解析：
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，故A对；根据惯性定律可知没有力的作用，物体将保持原来的状态，即静止状态或者匀速直线运动状态，故B错；行星在圆轨道上的运动是变速运动，是在万有引力作用下的运动，所以C错；运动物体如果不受力作用，将保持原来的运动状态，即继续以同一速度沿着同一直线运动，D对。
答案：
AD
5．（2012·安徽理综，6分）如图所示，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（ ）
A．物块可能匀速下滑
B．物块仍以加速度a匀加速下滑
C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑
解析：
对物块进行受力分析，设斜面的角度为θ，可列方程mgsinθ－μmgcosθ＝ma，sinθ－μcosθ＝a/g，当加上力F后，由牛顿第二定律得（mg＋F）sinθ－μ（mg＋F）cosθ＝ma1，即mgsinθ－μmgcosθ＋Fsinθ－Fcosθ＝ma1，ma＋Fsinθ－μFcosθ＝ma1，Fsinθ－μFcosθ＝F（sinθ－μcosθ）＝Fa/g，Fa/g大于零，代入上式知，a1大于a。
物块将以大于a的加速度匀加速下滑。
只有C项正确。
答案：
C
6．（2012·江苏，3分）如图所示，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．2f（m＋M）/M
B．2f（m＋M）/m
C．2f（m＋M）/M－（m＋M）g
D．2f（m＋M）/m＋（m＋M）g
解析：
当夹子与木块两侧间的摩擦力达到最大摩擦力f时，拉力F最大，系统向上的加速度为a。
先以m为研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律可知：
F－2f－mg＝ma，
再以M为研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律可知：
2f－Mg＝Ma，
两式联立可解得F＝，A正确。
答案：
A
7．（2010·山东理综，4分）如图甲所示，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．图乙中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．图乙中正确的是（ ）
解析：
本题考查牛顿第二定律、受力方向、滑动摩擦力、直线运动和速度图象、加速度图象、摩擦力图象及路程随时间变化的图象等知识点，意在考查考生对知识的理解和运用能力．物体在斜面上下滑，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力为恒力，加速度为恒量，物体做匀加速直线运动，其加速度图象应为一平行时间横轴的直线段，速度v＝at，其速度图象应为一向上倾斜的直线段，路程s＝at2/2，路程随时间变化的图象应为一开口向上的抛物线，选项A、B、D错误；物体滑到水平面上后，在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其摩擦力大于在斜面上运动时的摩擦力，所以选项C正确．
答案：
C
8．（2009辽宁、宁夏理综，6分）如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为（ ）
A．物块先向左运动，再向右运动
B．物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动
C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动
D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零
解析：
根据受力分析可知，当撤掉拉力后，木板向右做减速运动，物块向右做加速运动，直到两者速度相等后，一起做匀速运动．故B、C正确．
答案：
BC
考点二 超重和失重
9．（2010·浙江理综，6分）如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是（ ）
A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零
B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力
解析：
本题考查牛顿运动定律的应用——超重和失重的知识．A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确．
答案：
A
10．（2009·广东，4分）某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v－t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（ ）
解析：
由F－t图象知：
t0～t1时间内该人，具有该人向下的加速度，t1～t2时间内匀速或静止，t2～t3时间内，该人具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：
t0～t3时间内，故A、D正确．
答案：
AD
考点三 牛顿运动定律的综合应用
11．（2013·重庆理综，6分）图甲为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。
分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应图乙中的（ ）
甲 乙
A．①、②和③ B．③、②和①
C．②、③和①D．③、①和②
解析：
选B 本题考查牛顿运动定律及图像分析，意在考查考生的图像分析能力。
根据斜面模型，小球在光滑的斜面上时，对斜面的压力为FN＝mgcosθ，压力FN与其最大值的比值为cosθ，此比值与θ的图线对应图像中的③；下滑过程中小球的加速度a＝gsinθ，加速度与其最大值的比值为sinθ，此比值与θ的图线对应图像中的②；重力加速度是恒定值，与其最大值的比值为1，此比值与θ的图线对应图像中的①。
所以B项正确；A、C、D项错误。
12．（2013·浙江理综，6分）如图所示，水平木板上有质量m＝1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。
取重力加速度g＝10m/s2，下列判断正确的是（ ）
A．5s内拉力对物块做功为零
B．4s末物块所受合力大小为4.0N
C．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4
D．6s～9s内物块的加速度大小为2.0m/s2
解析：
选D 本题考查物体的受力分析和运动分析，意在考查考生对力的平衡条件、牛顿第二定律及图象的理解。
由Fft图象知物块所受的最大静摩擦力为4N，滑动摩擦力为3N,4s末物块所受的合力为零，则B项错误；因前4s内物块处于静止状态，5s内物块的位移即第5s内物块的位移不为零，则5s内拉力对物块所做的功不为零，故A项错误；由μmg＝3N，得物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.3，则C项错误；6s～9s内物块所受的合力为5N－3N＝2N，由F合＝ma，得物块的加速度大小a＝2m/s2，故D项正确。
13．（2013·浙江理综，6分）如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动。
若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10m/s2。
关于热气球，下列说法正确的是（ ）
A．所受浮力大小为4830N
B．加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C．从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s
D．以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N
解析：
选AD 本题考查热气球的受力分析和运动分析，意在考查考生对力的平衡条件、牛顿第二定律的运用能力。
热气球从地面刚开始上升时，由牛顿第二定律有：
F合＝F浮－mg＝ma，得热气球所受的浮力F浮＝m（g＋a）＝460×（10＋0.5）N＝4830N，则A项正确；加速上升过程中，速度增大，所受空气阻力也增大，则B项错误；热气球以5m/s的速度匀速上升时，由平衡条件知所受的空气阻力Ff＝F浮－mg＝4830N－460×10N＝230N，则D项正确；热气球从地面上升10s内，它做变加速运动，故10s时其速度大小不是5m/s，则C项错误。
14．（2013·浙江理综，6分）一长木板在水平地面上运动，在t＝0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示。
己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。
物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。
取重力加速度的大小g＝1
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