《高考易错题集锦》专题一 牛顿运动定律21题.docx

1、高考易错题集锦专题一 牛顿运动定律21题绝密启用前2012-2013学年度?学校4月月考卷试卷副标题考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx题号一二三四五六七总分得分注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、选择题（题型注释）1如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力，F1，F2和摩擦力，处于静止状态。其中F1=10N，F2=2N。若撤去力F1则木块在水平方向受到的合外力为A.10N向左 B.6N向右 C.2N向左 D.0【答案】D【解析】【错解分析】错解的原因是不加分析生

2、搬硬套运用“物体在几个力作用下处于平衡状态，如果某时刻去掉一个力，则其他几个力的合力大小等于去掉这个力的大小，方向与这个力的方向相反”的结论的结果。实际上这个规律成立要有一个前提条件，就是去掉其中一个力，而其他力不变。本题中去掉F1后，由于摩擦力发生变化，所以结论不成立。【正解】由于木块原来处于静止状态，所以所受摩擦力为静摩擦力。依据牛二定律有F1-F2-f=0此时静摩擦力为8N方向向左。撤去F1后，木块水平方向受到向左2N的力，有向左的运动趋势，由于F2小于最大静摩擦力，所以所受摩擦力仍为静摩擦力。此时F2+f=0即合力为零。故D选项正确。【点评】摩擦力问题主要应用在分析物体运动趋势和相对运

3、动的情况，所谓运动趋势，一般被解释为物体要动还未动这样的状态。没动是因为有静摩擦力存在，阻碍相对运动产生，使物体间的相对运动表现为一种趋势。由此可以确定运动趋势的方向的方法是假设静摩擦力不存在，判断物体沿哪个方向产生相对运动，该相对运动方向就是运动趋势的方向。如果去掉静摩擦力无相对运动，也就无相对运动趋势，静摩擦力就不存在。2一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）A若小车向左运动，N可能为零B若小车向左运动，T可能为零C若小车向右运动，N不可能为零

4、D若小车向右运动，T不可能为零【答案】AB【解析】【错解分析】不能正确运用临界条件简化解题思路，解题时抓住N、T为零时受力分析的临界条件，小球与车相对静止，说明小球和小车只能有水平的加速度，作为突破口。由于误认为N不可能为零；T不可能为零，所以本题易错选C和D。斜面模型是高中重要模型之一，要彻底研究斜面，对平时训练过的斜面上的问题进行汇总，比如斜面平抛问题、物体沿着斜面上滑与下滑情景、斜面上的平衡问题等，一定会有所收获。【正解】对小球受力分析，当N为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A对C错；当T为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向

5、右减速运动或向左加速运动，B对D错。3如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为 Aa1=g a2=g Ba1=g a2=gCa1=2g a2=0 Da1=0 a2=g【答案】C【解析】【错解分析】错解：剪断细绳时，以(A+B)为研究对象，系统只受重力，所以加速度为g，所以A，B球的加速度为g。故选A。出现上述错解的原因是研究对象的选择不正确。由于剪断绳时，A，B球具有不同的加速度，不能做为整体研究。【正解】分别以A，B为研究对象，做剪断前和剪断时的受力分析。剪断前A，B静止。A球受三个力，拉力T、重力mg和

6、弹力F。B球受三个力，重力mg和弹簧拉力FA球：T-mg-F=0 B球：F-mg=0 由式，解得T=2mg，F=mg剪断时，A球受两个力，因为绳无弹性剪断瞬间拉力不存在，而弹簧有形米，瞬间形状不可改变，弹力还存在。如图，A球受重力mg、弹簧给的弹力F。同理B球受重力mg和弹力F。A球：-mg-F=maA B球：F-mg=maB 由式解得aA=-2g（方向向下）由式解得aB=0故C选项正确。【点评】（1）牛顿第二定律反映的是力与加速度的瞬时对应关系。合外力不变，加速度不变。合外力瞬间改变，加速度瞬间改变。本题中A球剪断瞬间合外力变化，加速度就由0变为2g，而B球剪断瞬间合外力没变，加速度不变。（

7、2）弹簧和绳是两个物理模型，特点不同。弹簧不计质量，弹性限度内k是常数。绳子不计质量但无弹性，瞬间就可以没有。而弹簧因为有形变，不可瞬间发生变化，即形变不会瞬间改变，要有一段时间。4一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是 ( ) A当一定时，a起大，斜面对物体的正压力越小B当一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小D当定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小【答案】BC【解析】【错解分析】不进行受力分析，认为越大，物体容易下滑，想当然地认为摩擦力变小【正解】对物体进行受力

8、分析，物体受斜面的支持力N，摩擦力f，重力mg，由牛顿定律可得： Nsing=fcosNcosg+fsin -mg=ma解得：N=m(g+a)cos，f=m(g+a)sin所以B C正确【答案】D【解析】【错解分析】错解：因为静摩擦力的最大值近似等于滑动摩擦力。fmax=N=0.26=12（N）。所以当F12N时，A物体就相对B物体运动。F12N时，A相对B不运动。所以A，B选项正确。产生上述错误的原因一致是对A选项的理解不正确，A中说两物体均保持静止状态，是以地为参考物，显然当有力F作用在A物体上，A，B两物体对地来说是运动的。二是受物体在地面上运动情况的影响，而实际中物体在不固定物体上运动

9、的情况是不同的。【正解】首先以A，B整体为研究对象。受力如图，在水平方向只受拉力F，根据牛顿第二定律列方程F=(mA+mB)a 再以B为研究对象，如图，B水平方向受摩擦力f=mBa 当f为最大静摩擦力时，式得（m/s2）代入式F=（6+2）6=48N由此可以看出当F48N时A，B间的摩擦力都达不到最大静摩擦力，也就是说，A，B间不会发生相对运动。所以D选项正确。【点评】物理解题中必须非常严密，一点的疏忽都会导致错误。避免错误发生的最好方法就是按规范解题。每一步都要有依据。6如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F

10、表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F ( )A.一定是拉力 B.一定是推力 C.一定定于0 D.可能是拉力，可能是推力，可能等于0【答案】D【解析】【错解分析】认为在最高点小球作圆周运动需要向心力，而向心力是杆对小球的拉力提供的，所以在最高点杆对小球的作用力是拉力【正解】球通过最高点的条件是v0情况(1)当球通过最高点，拉力为零时，mg =(2)当0v 时，此时F为拉力，F+mg=m 选D7如图所示，在倾角为。的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着只猫已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为

11、( )A.sina B.gsina C.sina D.2gsina【答案】C【解析】【错解分析】受力分析错误，误认为猫所受的摩擦力沿斜面向下，木板所受摩擦力向上【正解】猫和木板受力分析如图所示隔离猫，则 F=0，mgsm =F摩 隔离木板，mgsma+F摩=2ma 由牛顿第三定律F摩=F摩 联立。a=gsina C对8如图所示，运动员“10 m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是()A运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力

12、先减小后增大B运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小D运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小【答案】BD【解析】【正解】运动员由BC的过程中，先向下加速运动后向下减速运动，即先失重后超重，但跳板的形变量一直变大，所以跳板所受的压力一直变大，选项A错误、B正确；运动员由CB的过程中，先向上加速运动后向上减速运动，即先超重后失重，跳板所受的压力一直变小，选项C错误、D正确【点评】解答本题的关键是将BC的过程中分解为两个阶段，第一阶段的特点是向下加速运动，第二阶段的特点是向下减速

13、运动，利用牛顿第二定律分别对加速运动和减速运动阶段的加速度大小及方向变化规律作出判断，然后根据超重和失重知识得出结果第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题（题型注释）评卷人得分三、实验题（题型注释）评卷人得分四、计算题（题型注释）9如图所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m，当用于缓慢抬起一端时，木板受到的压力和摩擦力将怎样变化？【答案】摩擦力的变化是先增加后减小。压力一直减小【解析】【错解分析】错解：以木板上的物体为研究对象。物体受重力、摩擦力、支持力。因为物体静止，则根据牛顿第二定律有错解一：据式知道增加，f增加。错解二：另有错解认为据式知增加，N减小则f

14、=N说明f减少。错解一和错解二都没能把木板缓慢抬起的全过程认识透。只抓住一个侧面，缺乏对物理情景的分析。若能从木块相对木板静止入手，分析出再抬高会相对滑动，就会避免错解一的错误。若想到f=N是滑动摩擦力的判据，就应考虑滑动之前怎样，也就会避免错解二。【正解】以物体为研究对象，如图23物体受重力、摩擦力、支持力。物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动。静止时可以依据错解一中的解法，可知增加，静摩擦力增加。当物体在斜面上滑动时，可以同错解二中的方法，据f=N，分析N的变化，知f滑的变化。增加，滑动摩擦力减小。在整个缓慢抬起过程中y方向的方程关系不变。依据错解中式知压力一直减小。所以抬起木板的过程中，摩擦

15、力的变化是先增加后减小。压力一直减小。【点评】物理问题中有一些变化过程，不是单调变化的。在平衡问题中可算是一类问题，这类问题应抓住研究变量与不变量的关系。可从受力分析入手，列平衡方程找关系，也可以利用图解，用矢量三角形法则解决问题。如此题物体在未滑动时，处于平衡状态，加速度为零。所受三个力围成一闭合三角形。如图1。类似问题如图2用绳将球挂在光滑的墙面上，绳子变短时，绳的拉力和球对墙的压力将如何变化。从对应的矢量三角形图3不难看出，当绳子变短时，角增大，N增大，T变大。图4在AC绳上悬挂一重物G，在AC绳的中部O点系一绳BO，以水平力F牵动绳BO，保持AO方向不变，使BO绳沿虚线所示方向缓缓向上

16、移动。在这过程中，力F和AO绳上的拉力变化情况怎样？用矢量三角形（如图5）可以看出T变小，F先变小后变大。这类题的特点是三个共点力平衡，通常其中一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变，大小变，第三个力大小、方向均改变。还有时是一个力大小、方向不变，另一个力大小不变，方向变，第三个力大小、方向都改变。（1） （2） （3） （4） （5）10如图，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计，盘内放一个物体P处于静止。P的质量为12kg，弹簧的劲度系数k=800N/m。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在前0.2s内F是变化的，在0.2s以后F是恒力，则F的最小值

17、是多少，最大值是多少？【答案】F最大值N=0时，F= 210（N）F的最小值为N最大时，Fmin=90(N)【解析】【错解分析】错解：F最大值即N=0时，F=ma+mg=210(N)错解原因是对题所叙述的过程不理解。把平衡时的关系G=F+N，不自觉的贯穿在解题中。【正解】解题的关键是要理解0.2s前F是变力，0.2s后F的恒力的隐含条件。即在0.2s前物体受力和0.2s以后受力有较大的变化。以物体P为研究对象。物体P静止时受重力G、称盘给的支持力N。因为物体静止，F=0N=G=0 N=kx0 设物体向上匀加速运动加速度为a。此时物体P受力如图1受重力G，拉力F和支持力N据牛顿第二定律有F+N-

18、G=ma 当0.2s后物体所受拉力F为恒力，即为P与盘脱离，即弹簧无形变，由00.2s内物体的位移为x0。物体由静止开始运动，则将式，中解得的x0=0.15m代入式解得a=7.5m/s2F的最小值由式可以看出即为N最大时，即初始时刻N=N=kx。代入式得Fmin=ma+mg-kx0=12(7.5+10)-8000.15=90(N)F最大值即N=0时，F=ma+mg=210（N）【点评】本题若称盘质量不可忽略，在分析中应注意P物体与称盘分离时，弹簧的形变不为0，P物体的位移就不等于x0，而应等于x0-x（其中x即称盘对弹簧的压缩量）。11如图，有一水平传送带以2ms的速度匀速运动，现将一物体轻轻

19、放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，则传送带将该物体传送10m的距离所需时间为多少？【答案】t=5.2s【解析】【错解分析】错解：由于物体轻放在传送带上，所以v0=0，物体在竖直方向合外力为零，在水平方向受到滑动摩擦力（传送带施加），做v0=0的匀加速运动，位移为10m。据牛顿第二定律F=ma有f=mg=ma，a=g=5m/s2据初速为零的匀加速直线运动位移公式可知，上述解法的错误出在对这一物理过程的认识。传送带上轻放的物体的运动有可能分为两个过程。一是在滑动摩擦力作用下作匀加速直线运动；二是达到与传送带相同速度后，无相对运动，也无摩擦力，物体开始作匀速直线运动。关键问题应分析

20、出什么时候达到传送带的速度，才好对问题进行解答。【正解】以传送带上轻放物体为研究对象，如图在竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦力，做v0=0的匀加速运动。据牛二定律F=ma有水平方向：f=ma 竖直方向：N-mg=0 f=N 由式，解得a=5ms2设经时间tl，物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运动的速度公式v0=v0+at 解得t1=0.4s时间t1内物体的位移10（m）物体位移为0.4m时，物体的速度与传送带的速度相同，物体0.4s后无摩擦力，开始做匀速运动S2=v2t2 因为S2=S-S1=100.4=9.6（m），v2=2ms代入式得t2=4.8s则传送10m所需时间为t

21、=0.44.8=5.2s。【点评】本题是较为复杂的一个问题，涉及了两个物理过程。这类问题应抓住物理情景，带出解决方法，对于不能直接确定的问题可以采用试算的方法，如本题中错解求出一直做匀加速直线运动经过10m用2s，可以拿来计算一下，2s末的速度是多少，计算结果v=52=10（m/s），已超过了传送带的速度，这是不可能的。当物体速度增加到2m/s时，摩擦力瞬间就不存在了。这样就可以确定第2个物理过程。12如图，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30和60，AC绳能承受的最大的拉力为150N，而BC绳能承受的最大的拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？【答案】不能超过173.2

22、N【解析】【错解分析】错解：以重物为研究对象，重物受力如图213。由于重物静止，则有TACsin30=TBCsin60TACcos30+TBCcos60=G将TAC=150N，TBC=100N代入式解得G=200N。以上错解的原因是学生错误地认为当TAC=150N时，TBC=100N，而没有认真分析力之间的关系。实际当TBC=100N时，TBC已经超过150N。【正解】以重物为研究对象。重物受力如图2-13，重物静止，加速度为零。据牛顿第二定律列方程TACsin30TBCsin60= 0 TACcos30+TBCcos60G = 0 由式可知当时，AC将断而当TAC=150N时，TBC=86.

23、6100N将TAC=150N，TBC=86.6N代入式解得G=173.32N。所以重物的最大重力不能超过173.2N。13一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央桌布的一边与桌的AB边重合，如图所示已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2现突然以恒定加速度将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度满足的条件是什么?(以g表示重力加速度) 【答案】【解析】【错解分析】错解：不清楚运动过程而出错或无从下手不清楚运动过程和圆盘未从桌面掉下所满足的条件【正解】设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为a1，有声

24、mg=ma1，桌布抽出后，盘在桌面上做匀减速运动，以a2表示加速度的大小，有2mg=ma2设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1，离开桌布后在桌面上再运动距x2离后便停下，有=2a1x1， =2a2x2，盘没有从桌面上掉下的条件是x设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有x= 而x= 由以上各式解得14如图，m和M保持相对静止，一起沿倾角为的光滑斜面下滑，则M和m间的摩擦力大小是多少？【答案】f=mgsincos【解析】【错解分析】错解：以m为研究对象，如图物体受重力mg、支持力N、摩擦力f，如图建立坐标有再以mN为研究对象分析受力，如图，（mM）gsin=（

25、Mm）a据式，解得f=0所以m与M间无摩擦力。造成错解主要是没有好的解题习惯，只是盲目的模仿，似乎解题步骤不少，但思维没有跟上。要分析摩擦力就要找接触面，摩擦力方向一定与接触面相切，这一步是堵住错误的起点。犯以上错误的客观原因是思维定势，一见斜面摩擦力就沿斜面方向。归结还是对物理过程分析不清。【正解】因为m和M保持相对静止，所以可以将（mM）整体视为研究对象。受力，如图214，受重力（M十m）g、支持力N如图建立坐标，根据牛顿第二定律列方程x：(M+n)gsin=(M+m)a 解得a=gsin沿斜面向下。因为要求m和M间的相互作用力，再以m为研究对象，受力如图。根据牛顿第二定律列方程因为m，M

26、的加速度是沿斜面方向。需将其分解为水平方向和竖直方向如图。由式，解得f=mgsincos方向沿水平方向m受向左的摩擦力，M受向右的摩擦力。【点评】此题可以视为连接件问题。连接件问题对在解题过程中选取研究对象很重要。有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象。整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉，单个物体作研究对象主要解决相互作用力。单个物体的选取应以它接触的物体最少为最好。如m只和M接触，而M和m还和斜面接触。另外需指出的是，在应用牛顿第二定律解题时，有时需要分解力，有时需要分解加速度，具体情况分析，不要形成只分解力的认识。15如图质量为M，倾角为的楔形物A放在水平地面上。质量为m

27、的B物体从楔形物的光滑斜面上由静止释放，在B物体加速下滑过程中，A物体保持静止。地面受到的压力多大？【答案】Mg十mgcos【解析】【错解分析】错解：以A，B整体为研究对象。受力如图，因为A物体静止，所以N=G=（Mm）g。由于A，B的加速度不同，所以不能将二者视为同一物体。忽视了这一点就会造成错解。【正解】分别以A，B物体为研究对象。A，B物体受力分别如图a，b。根据牛顿第二定律列运动方程，A物体静止，加速度为零。x：Nlsin-f=0 y：N-Mg-Nlcos=0 B物体下滑的加速度为a，x：mgsin=ma y：Nl-mgcos=0 由式，解得N=Mgmgcos根据牛顿第三定律地面受到的

28、压力为Mg十mgcos。【点评】在解决物体运动问题时，在选取研究对象时，若要将几个物体视为一个整体做为研究对象，应该注意这几个物体必须有相同的加速度。16如图所示，木楔的质量M=10kg，倾角为=30，静止于粗糙水平地面上，木楔与地面间的动摩擦因数=0.2，在木楔的斜面上，有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4m时，其速度v=1.4m/s . 在这个过程中木楔处于静止状态，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向（取g=10m/s2） 【答案】f= 0.61N 方向与图设方向相同【解析】【错解分析】错解：f=N=f=mg=0.21010=20 N地面对木楔的摩擦力的大小

29、是20N，方向水平向左。【正解】由v2t-v20=2as 知a=v2/2s=0.7m/s2物块和木楔的受力如图所示：对物块，由牛顿第二定律得：mgsin -f1=ma f1=4.3Nmgcos-N1=0 N1=N对木楔，设地面对木楔的摩擦力如图所示，由平衡条件：f=N1sin-f1cos=0.61Nf的结果为正值，说明所设的方向与图设方向相同【点评】由于木楔没有动，不能用公式f=N计算木楔受到的摩擦力，题中所给出动摩擦因数的已知条件是多余的。首先要判断物块沿斜面向下做匀加速直线运动，由运动学公式v2t-v20=2as可得其加速度a=v2/2s=0.7m/s2，由于a gsin=5m/s2，可知物块受摩擦力作用。17如图所示，水平传送带AB长l8.3 m，质量为M1 kg的木块随传送带一起以v12 m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定)，木块与传送带间的动摩擦因数0.5.当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m20 g的子弹以v0300 m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v50 m/s，以后每隔1 s就有一颗子弹射中木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10 m/s2.求：(1)第一颗子弹射入木块并穿出时木块的速度