天津版高考理科物理专题三 牛顿运动定律.docx

天津版高考理科物理专题三 牛顿运动定律.docx

《天津版高考理科物理专题三 牛顿运动定律.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天津版高考理科物理专题三 牛顿运动定律.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

天津版高考理科物理专题三牛顿运动定律

专题三　牛顿运动定律

挖命题

【考情探究】

考点

考向

5年考情

预测热度

考题示例

学业水平

关联考点

素养要素

牛顿第一、

三定律

对牛顿第一定律的理解

★☆☆

作用力与反作用力

超重和失重

对超重和失重的理解

★☆☆

牛顿第二

定律及其

应用

对牛顿第二定律的理解

2014天津理综,10,16分

4

动量定理、动能定理

运动与相互作用

观念、科学论证

★★★

牛顿第二定律的瞬时性问题

动力学的两类基本问题

2016天津理综,8,6分

4

模型建构、运动

与相互作用观念

2015天津理综,10,16分

3

动量定理、动能定理

运动与相互作用

观念、科学论证

动力学图像问题

分析解读　　本专题主要内容为牛顿三大定律,其中又以牛顿第二定律为重点内容,揭示运动与力的本质关系。

高考考查内容包括瞬时性问题、传送带问题、板块模型、超重失重、两类动力学问题等,也会结合功与功率、动量等知识组成综合问题。

考查形式常以选择题或综合计算题出现。

考生需注重对基本概念和规律的理解,建立清晰的运动与相互作用观念,提高解决实际问题的能力,能够将实际问题理想化、模型化。

【真题典例】

破考点

【考点集训】

考点一　牛顿第一、三定律

1.教科书中这样表述牛顿第一定律:

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

其中“改变这种状态”指的是改变物体的（　　）

A.加速度B.速度C.位置D.受力

答案　B

2.下列情况中物体速度不为零而加速度为零的是（　　）

A.倾斜传送带上的货物匀速运行时

B.单摆的摆球运动到平衡位置时

C.弹簧振子运动到最大位移处时

D.向上抛出的小球到达最高点时

答案　A

3.下列说法正确的是（　　）

A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力

B.凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力

C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力,就是一对作用力和反作用力

D.相互作用的一对力中,作用力和反作用力的命名是任意的

答案　D

考点二　超重和失重

4.为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。

在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,此时电梯的运动状态可能是（　　）

A.匀速上升B.加速上升

C.匀速下降D.加速下降

答案　B

5.（多选）如图所示,某同学站在体重计上观察超重与失重现象。

由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。

她稳定站立时,体重计的示数为A0,关于实验现象,下列说法正确的是（　　）

A.“起立”过程,体重计的示数一直大于A0

B.“下蹲”过程,体重计的示数一直小于A0

C.“起立”、“下蹲”过程,都能出现体重计的示数大于A0的现象

D.“起立”过程,先出现超重现象后出现失重现象

答案　CD

考点三　牛顿第二定律及其应用

6.（2016上海单科,4,3分）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

答案　D

7.（2015海南单科,8,5分）（多选）如图,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。

现将细线剪断。

将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g。

在剪断的瞬间,（　　）

A.a1=3gB.a1=0

C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2

答案　AC

8.如图所示,质量m=0.78kg的金属块放在水平桌面上,在大小F=3.0N、方向与水平方向夹角θ=37°的拉力作用下,以v=4.0m/s的速度向右做匀速直线运动。

已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度g=10m/s2,求:

（1）金属块与桌面间的动摩擦因数μ;

（2）撤去拉力F后金属块在桌面上能滑行的距离d。

答案　

（1）0.40　

（2）2.0m

9.如图所示,斜面AC长L=1m,倾角θ=37°,CD段为与斜面平滑连接的水平地面。

一个质量m=2kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下。

小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。

不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求:

（1）小物块在斜面上运动时的加速度大小a;

（2）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v;

（3）小物块在水平地面上滑行的时间t。

答案　

（1）2m/s2　

（2）2m/s　（3）0.4s

炼技法

【方法集训】

方法1　动力学中整体法与隔离法的应用

1.（2015课标Ⅱ,20,6分）（多选）在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。

当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为

a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。

不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为　（　　）

A.8B.10

C.15D.18

答案　BC

2.（2015课标Ⅱ,25,20分）下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。

某地有一倾角为θ=37°（sin37°=

）的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A（含有大量泥土）,A和B均处于静止状态,如图所示。

假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块）,在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为

B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;在第2s末,B的上表面突然变为光滑,μ2保持不变。

已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长。

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。

求:

（1）在0~2s时间内A和B加速度的大小;

（2）A在B上总的运动时间。

答案　

（1）3m/s2　1m/s2　

（2）4s

方法2　动力学中的临界极值问题

3.如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。

假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。

现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数）,木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。

下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（　　）

答案　A

4.如图所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时,B与A分离。

下列说法正确的是（　　）

A.B和A刚分离时,弹簧长度等于原长

B.B和A刚分离时,它们的加速度为g

C.弹簧的劲度系数等于

D.在B与A分离之前,它们做匀加速直线运动

答案　C

5.如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑。

若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速度v0=10m/s沿木板向上运动,随着θ的改变,小物块沿木板向上滑行的距离x将发生变化,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）求小物块与木板间的动摩擦因数;

（2）当θ角为何值时,小物块沿木板向上滑行的距离最小,并求出此最小值。

答案　

（1）

（2）60°　

m

过专题

【五年高考】

A组　基础题组

1.（2016课标Ⅲ,16,6分）一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍。

该质点的加速度为（　　）

A.

B.

C.

D.

答案　A

2.（2016课标Ⅰ,18,6分）（多选）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

3.（2018课标Ⅰ,15,6分）如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。

现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。

以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（　　）

答案　A

4.（2014北京理综,19,6分,）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。

利用如图所示的装置做如下实验:

小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。

斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。

根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是（　　）

A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置

B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态

C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变

D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小

答案　A

5.（2015海南单科,9,5分）（多选）如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。

开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。

当升降机加速上升时,（　　）

A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大

C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑

答案　BD

6.（2016天津理综,8,6分）（多选）我国高铁技术处于世界领先水平。

和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。

假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。

某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组（　　）

A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2

C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2

答案　BDB组　提升题组

1.（2017上海单科,5,3分）如图,在匀强电场中,悬线一端固定于地面,另一端拉住一个带电小球,使之处于静止状态。

忽略空气阻力,当悬线断裂后,小球将做（　　）

A.曲线运动B.匀速直线运动

C.匀加速直线运动D.变加速直线运动

答案　C

2.（2017上海单科,6,3分）一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。

当火车向右做匀减速运动时,水面形状接近于图（　　）

答案　A

3.（2015江苏单科,6,4分）（多选）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

4.（2017上海单科,17）如图,光滑固定斜面的倾角为30°,A、B两物体的质量之比为4∶1。

B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连,开始时A、B离地高度相同。

在C处剪断轻绳,当B落地前瞬间,A、B的速度大小之比为　　　　,机械能之比为　　　　（以地面为零势能面）。

答案　1∶2　4∶1

5.（2014课标Ⅰ,24,12分）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。

当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。

通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s,当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m。

设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。

答案　20m/s（或72km/h）

C组　教师专用题组

1.（2011北京理综,18,6分）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。

某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。

将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g。

据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为（　　）

A.gB.2gC.3gD.4g

答案　B

2.（2009北京理综,18,6分）如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。

滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。

若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则（　　）

A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑

B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ

C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ

D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ

答案　C

3.（2010福建理综,16,6分）质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。

从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。

重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为（　　）

A.18mB.54mC.72mD.198m

答案　B

4.（2010海南单科,3,3分）下列说法正确的是（　　）

A.若物体运动速率始终不变,则物体所受合力一定为零

B.若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动

C.若物体所受合力与其速度方向相反,则物体做匀减速直线运动

D.若物体在任意的相等时间间隔内位移相等,则物体做匀速直线运动

答案　D

5.（2010海南单科,6,3分）在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止。

现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑。

若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ,则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为（　　）

A.

B.

C.

D.

答案　A

6.（2010海南单科,8,4分）（多选）如图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块:

木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上。

若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为（　　）

A.加速下降B.加速上升

C.减速上升D.减速下降

答案　BD

7.（2010福建理综,22,20分）如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静置于水平面。

t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零、加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。

已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。

求

（1）物体A刚运动时的加速度aA;

（2）t=1.0s时,电动机的输出功率P;

（3）若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P'=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。

则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?

答案　

（1）0.5m/s2　

（2）7W　（3）3.03m

【三年模拟】

时间:

45分钟　分值:

80分

一、选择题（每小题6分,共42分）

1.（2019届杨村一中期中,11）（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

2.（2018河西三模,7）（多选）如图所示,质量为m的球置于斜面体上,被一个竖直挡板挡住,处于静止状态,现用一个力F拉斜面体,使斜面体在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是（　　）

A.竖直挡板对球的弹力一定增大

B.若加速度足够大,斜面体对球的弹力可能为零

C.斜面体对球的弹力保持不变

D.斜面体和挡板对球的弹力的合力等于ma

答案　AC

3.（2018耀华中学模拟,7）（多选）电梯在t=0时由静止开始上升,运动的a-t图像如图乙所示,电梯总质量m=2.0×103kg,电梯内乘客的质量m0=50kg,忽略一切阻力,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（　　）

A.第1s内乘客处于超重状态,第9s内乘客处于失重状态

B.第2s内乘客对电梯的压力大小为550N

C.第2s内钢索对电梯的拉力大小为2.2×104N

D.第2s内电梯对乘客的冲量大小为550N·s

答案　BD

4.（2018塘沽一中模拟,1）如图所示,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦不计,质量为m的物块B与地面间的动摩擦因数为μ,在与水平方向成α=60°角的斜向下的恒力F的作用下,A和B一起向右做加速运动,则A和B之间的作用力大小为　（　　）

A.

F+

μmgB.

μmg

C.

F-

μmgD.

F-

μmg

答案　A

5.（2019届耀华中学月考,8）如图所示,将两个质量分别为m1=1kg、m2=4kg的物体A、B置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接,两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在A、B上,则达到稳定状态后,下列说法正确的是　（　　）

A.弹簧测力计的示数是25N

B.弹簧测力计的示数是50N

C.在突然撤去F2的瞬间,B的加速度大小为7m/s2

D.在突然撤去F1的瞬间,A的加速度大小为13m/s2

答案　C

6.（2019届七校联考,7）如图所示,水平地面上放置一静止斜面体P,P上有一小物块Q,P与Q之间、P与地面之间均存在摩擦,开始Q、P均处于静止状态。

现给P和Q一个共同向右的初速度,P、Q之间始终保持相对静止状态,P和Q滑行过程中与P和Q都静止时相比,有（　　）

A.P与Q之间的压力不变

B.P与Q之间的压力增大

C.P与Q之间的压力减小

D.P与Q之间的压力可能增大也可能减小

答案　C

7.（2018蓟州一中模拟,8）（多选）如图所示,质量分别为3m和m的1、2两物块叠放在水平桌面上,物块2与桌面间的动摩擦因数为μ,物块1与物块2间的动摩擦因数为2μ。

物块1和物块2的加速度大小分别用a1、a2表示,物块1与物块2间的摩擦力大小用f1表示,物块2与桌面间的摩擦力大小用f2表示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

当水平力F作用在物块1上时,下列反映a和f变化的图线正确的是（　　）

答案　AC二、非选择题（共38分）

8.（2019届武清期中,14）（10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,以加速度a=0.5m/s2由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=8s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向上滑行（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。

已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。

求:

（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小;

（2）企鹅卧倒以肚皮贴着冰面向上滑行时,加速度的大小;

（3）企鹅卧倒后向上滑行的最大距离。

答案　

（1）16m　

（2）8m/s2　（3）1m

9.（2019届大港油田一中期中,19）（14分）如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上（斜面足够长）,对物体施一平行于斜面向上的拉力F,t=2s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图像如图乙所示（g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）。

求:

（1）拉力F的大小;

（2）4s末物体的速度大小v。

答案　

（1）15N　

（2）2m/s

10.（2019届蓟州期中,20）（14分）在一条水平的长传送带上放置一个物块,开始时传送带和物块均静止,物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4,现让传送带以a=5m/s2的加速度启动,速度达到v0=10m/s时开始匀速运动,经过一段时间,物块相对传送带不再滑动,g=10m/s2,求:

（1）传送带开始匀速运动时,物块的速度大小;

（2）物块在传送带上的划痕长度。

答案　

（1）8m/s　

（2）2.5m