精品2018最新版本高考物理二轮总复习专题过关检测--专题：牛顿运动定律(全部含详细答案解析)-Word版
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示，质量为M=0.5kg 的物体B 和质量为m=0.2kg 的物体C ，用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起．物体B 放在水平地面上，物体C 在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放，物体C 就上下做简谐运动，且当物体C 运动到最高点时，物体B 刚好对地面的压力为0．已知重力加速度大小为g=10m/s 2．试求：①物体C 做简谐运动的振幅；②当物体C 运动到最低点时，物体C 的加速度大小和此时物体B 对地面的压力大小． 【答案】①0.07m ②35m/s 2 14N 【解析】 【详解】①物体C 放上之后静止时：设弹簧的压缩量为0x ． 对物体C ，有：0mg kx = 解得：0x =0.02m设当物体C 从静止向下压缩x 后释放，物体C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动，振幅A =x当物体C 运动到最高点时，对物体B ，有：0()Mg k A x =- 解得：A =0.07m②当物体C 运动到最低点时，设地面对物体B 的支持力大小为F ，物体C 的加速度大小为a .对物体C ，有：0()k A x mg ma +-= 解得：a =35m/s 2对物体B ，有：0()F Mg k A x =++ 解得：F =14N所以物体B 对地面的压力大小为14N2．如图，质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上，处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中，A 不带电，B 带正电、电荷量q=2×10－5C ．零时刻，A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着，从静止同时开始运动，2s 末细绳断开．已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度大小g=10m/s 2．求：(1)前2s 内，A 的位移大小； (2)6s 末，电场力的瞬时功率． 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】（1）B 所受电场力为F=Eq=6N ；绳断之前，对系统由牛顿第二定律：F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2； 由运动规律：x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ；（2）设绳断瞬间，AB 的速度大小为v 1，t 2=6s 时刻，B 的速度大小为v 2，则v 1=a 1t 1=2m/s ；绳断后，对B 由牛顿第二定律：F-μm B g=m B a 2 解得a 2=2m/s 2；由运动规律可知：v 2=v 1+a 2(t 2-t 1) 解得v 2=10m/s电场力的功率P=Fv ，解得P=60W3．如图所示，水平地面上固定着一个高为h 的三角形斜面体，质量为M 的小物块甲和质量为m 的小物块乙均静止在斜面体的顶端．现同时释放甲、乙两小物块，使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑，且分别在图中P 处和Q 处停下．甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能，重力加速度取g.求：小物块(1)甲沿斜面下滑的加速度； (2)乙从顶端滑到底端所用的时间；(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比． 【答案】(1) g(sin α－()2sin sin cos hg θθμθ-【解析】 【详解】(1) 由牛顿第二定律可得F 合=Ma 甲Mg sin α－μ·Mg cos α=Ma 甲 a 甲=g(sin α－μcos α)(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v ，根据动能定理得W 合=ΔE k mgh －μmgcos θ·θsin h=212mv v=cos 21sin gh θμθ⎛⎫- ⎪⎝⎭a 乙=g (sin θ－μcos θ) t =()2sin sin cos hg θθμθ-(3) 如图，由动能定理得Mgh －μ·Mg cos α·sin hα－μ·Mg (OP －cos sin h αα)=0mgh －μmg cos θ·θsin h－μmg (OQ －cos sin h θθ)=0 OP=OQ根据几何关系得222211x h OP x h OQ ++甲乙4．高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受，大大方便了人们的工作与生活．高铁每列车组由七节车厢组成，除第四节车厢为无动力车厢外，其余六节车厢均具有动力系统，设每节车厢的质量均为m ，各动力车厢产生的动力相同，经测试，该列车启动时能在时间t 内将速度提高到v ，已知运动阻力是车重的k 倍．求： (1)列车在启动过程中，第五节车厢对第六节车厢的作用力；(2)列车在匀速行驶时，第六节车厢失去了动力，若仍要保持列车的匀速运动状态，则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大？ 【答案】（1）13m (v t +kg ) （2）1415kmg 【解析】 【详解】(1)列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动，启动加速度为a =vt① 对整个列车，由牛顿第二定律得：F -k ·7mg =7ma ②设第五节对第六节车厢的作用力为T ，对第六、七两节车厢进行受力分析，水平方向受力如图所示，由牛顿第二定律得26F+T -k ·2mg =2ma ， ③ 联立①②③得T =-13m (vt+kg ) ④ 其中“-”表示实际作用力与图示方向相反，即与列车运动相反． (2)列车匀速运动时，对整体由平衡条件得F ′-k ·7mg =0 ⑤设第六节车厢有动力时，第五、六节车厢间的作用力为T 1，则有：26F '+T 1-k ·2mg =0 ⑥ 第六节车厢失去动力时，仍保持列车匀速运动，则总牵引力不变，设此时第五、六节车厢间的作用力为T 2， 则有：5F '+T 2-k ·2mg =0， ⑦ 联立⑤⑥⑦得T 1=-13kmg T 2=35kmg 因此作用力变化ΔT =T 2-T 1=1415kmg5．在水平长直的轨道上，有一长度为L 的平板车在外力控制下始终保持速度v 0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m 的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ，此时调节外力，使平板车仍做速度为v 0的匀速直线运动．(1)若滑块最终停在小车上，滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少？（结果用m ，v 0表示）(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m =1kg ，车长L =2m ，车速v 0=4m/s ，取g =10m/s 2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F ，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F 大小应该满足什么条件？ 【答案】（1）2012m v （2）6F N ≥【解析】解：根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度mga g mμμ==滑块相对车滑动的时间：0v t a=滑块相对车滑动的距离2002v s v t g=-滑块与车摩擦产生的内能Q mgs μ= 由上述各式解得2012Q mv =（与动摩擦因数μ无关的定值） （2）设恒力F 取最小值为1F ，滑块加速度为1a ，此时滑块恰好达到车的左端，则： 滑块运动到车左端的时间011v t a = 由几何关系有：010122v t Lv t -= 由牛顿定律有：11F mg ma μ+= 联立可以得到：10.5s t=，16F N =则恒力F 大小应该满足条件是：6F N ≥．6．某天，张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1m/s ，公交车的速度是15m/s ，他们距车站的距离为50m ．假设公交车在行驶到距车站25m 处开始刹车．刚好到车站停下，停车10s 后公交车又启动向前开去．张叔叔的最大速度是6m/s ，最大起跑加速度为2.5m/s 2，为了安全乘上该公交车，他用力向前跑去，求：(1)公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少． (2)分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车． 【答案】(1)4.5m/s 2 (2)能 【解析】试题分析:(1)公交车的加速度221110 4.5/2v a m s x -==- 所以其加速度大小为24.5/m s (2)汽车从相遇处到开始刹车时用时：11153x x t s v -==汽车刹车过程中用时：1210103v t s a -== 张叔叔以最大加速度达到最大速度用时：32322v v t s a -== 张叔叔加速过程中的位移：2323·72v v x t m +== 以最大速度跑到车站的时间243437.26x x t s s v -==≈ 因341210t t t t s +<++，张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车． 考点：本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律．7．2019年1月3日10时26分．中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
2018版高考物理知识复习与检测：第三章牛顿运动定律第2讲含答案
第2讲牛顿第二定律两类动力学问题一、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比．加速度的方向跟作用力的方向相同．2．表达式:F＝ma,F与a具有瞬时对应关系．3．力学单位制（1）单位制：由基本单位和导出单位共同组成．（2)基本单位:基本物理量的单位．力学中的基本物理量有三个，分别是质量、时间和长度，它们的国际单位分别是千克(kg)、秒（s)和米（m）．(3）导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．深度思考判断下列说法是否正确．（1）物体所受合外力越大，加速度越大．（√）(2)物体所受合外力越大,速度越大．（×)（3）物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小．（×）(4）物体的加速度大小不变一定受恒力作用．(×)二、动力学两类基本问题1．动力学两类基本问题(1）已知受力情况，求物体的运动情况．（2)已知运动情况,求物体的受力情况．2．解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图：深度思考如图1所示，质量为m的物体在水平面上由速度v A均匀减为v B的过程中前进的距离为x.图1(1)物体做什么运动？能求出它的加速度吗？(2)物体受几个力作用？能求出它受到的摩擦力吗？答案（1)匀减速直线运动能，由v错误!－v错误!＝2ax可得(2)受重力、支持力和摩擦力由F f＝ma，可求摩擦力三、超重和失重1．超重（1)定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象．(2）产生条件：物体具有向上的加速度．2．失重（1)定义:物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象．（2)产生条件：物体具有向下的加速度．3．完全失重（1）定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象．(2)产生条件:物体的加速度a＝g,方向竖直向下．4．实重和视重（1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关．（2）视重:当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．5．情景拓展（如图2所示）图21．(多选)关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是( ）A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同答案BD2．（多选）在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0。
专题03 牛顿运动定律测-2018年高考物理二轮复习讲练测 含解析
【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
） 1．如图，一截面为椭圆形的容器内壁光滑其质量为M ，置于光滑水平面上，内有一质量为m 的小球，当容器受到一个水平向右的力F 作用时，小球偏离平衡位置如图，则由此可知，此时小球对椭圆面的压力大小为： （ ）B ．22)(m M Fg m ++C ．22)(mF g m + D ．条件不足，以上答案均不对 【答案】B【名师点睛】本题是连接体问题，两个物体的加速度相同，采用整体法和隔离法相结合进行研究．先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再对小球研究，求出椭圆面对小球的支持力大小，由牛顿第三定律得到小球对椭圆面的压力大小．2．如图所示，A 、B 两球质量相同，光滑斜面的倾角为，图甲中，A 、B 两球用轻弹簧相连，图乙中A 、B 两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C 与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有： （ ）A ．两图中两球的加速度均为sin g θB ．两图中A 球的加速度均为0C ．图乙中轻杆的作用力一定不为0D ．图甲中B 球的加速度是图乙中B 球的加速度的2倍 【答案】D【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时，一定要注意，哪些力不变，（弹簧的的形变量来不及变化，弹簧的弹力不变），哪些力变化（如绳子断了，则绳子的拉力变为零，或者撤去外力了，则外力变为零，）然后结合整体隔离法，应用牛顿第二定律分析解题3．如图所示，物块M 在静止的足够长的传送带上以速度0v 匀速下滑，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由零逐渐增加到02v 后匀速运动的过程中，则以下分析正确的是： （ ）A ．M 下滑的速度不变B ．M 开始在传送带上加速到02v 后向下匀速运动C ．M 先向下匀速运动，后向下加速，最后沿传送带向下匀速运动D ．M 受的摩擦力方向始终沿传送带向上 【答案】C【解析】传送带静止时，物体匀速下滑，故sin mg f θ=，当传送带转动时，由于传送带的速度大于物块的速度，故物块受到向下的摩擦力，根据受力分析可知，物体向下做加速运动，当速度达到传送带速度，物块和传送带具有相同的速度匀速下滑，故C 正确．【名师点睛】解决本题的关键通过分析M 所受摩擦力的大小，判断出摩擦力和重力沿斜面的分力相等，然后判断出物体的运动特点．4．甲、乙两球质量分别为错误！未找到引用源。
2018年高考物理二轮复习保分小题自主演练：专题一第2讲直线运动与牛顿运动定律78张 含解析 精品
专题一力和运动第2讲直线运动与牛顿运动定律1．(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有()(导学号57180015)A．力不是维持物体运动的原因B．物体之间普遍存在相互吸引力C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，伽利略利用理想的完全光滑的斜面实验和逻辑推理发现力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，选项A正确；物体之间普遍存在相互吸引力是牛顿第一次提出的，选项B错误；亚里士多德认为重物比轻物下落得快，伽利略应用斜面结合数学推理及逻辑推理推翻了亚里士多德的观点，得出忽略空气阻力的情况下，重物与轻物下落得同样快的结论，选项C正确；物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反是牛顿第三定律的内容，选项D错误．答案：AC2．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如，平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是()A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析：手托物体向上运动，一定先向上加速，处于超重状态，但后面的运动可以是减速的，也可以是匀速的，不能确定，A、B错误；物体和手具有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体只受重力，物体的加速度等于重力加速度，但手的加速度应大于重力加速度，并且方向竖直向下，手与物体才能分离，所以C错误，D正确．答案：D3．一质点受多个力的作用，处于静止状态．现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小．在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是()A．a和v都始终增大B．a和v都先增大后减小C．a先增大后减小，v始终增大D．a和v都先减小后增大解析：质点受多个力的作用，处于静止状态，则多个力的合力为零，其中任意一个力与剩余所有力的合力大小相等、方向相反，使其中一个力的大小逐渐减小到零再恢复到原来的大小，则所有力的合力先变大后变小，但合力的方向不变，根据牛顿第二定律，a先增大后减小，v始终增大，故选C.答案：C4．物体从斜面(斜面足够长)底端以某一初速度开始向上做匀减速直线运动，经t秒到达位移的中点，则物体从斜面底端到最高点时共用时间为()A．2t B.2tC．(3－2)t D．(2＋2)t解析：物体沿斜面向上做匀减速直线运动，到最高点的速度为零，为了使问题简化，可以看成由最高点开始的初速度为零的匀加速直线运动，则前一半位移与后一半位移所用的时间之比为t1t2＝12－1，又t2＝t，解得t1＝(2＋1)t，因此总时间为t1＋t2＝(2＋2)t，D正确．答案：D一、单项选择题1．用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动．从t ＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零，则物体运动速度v随时间t的变化图线大致正确的是()(导学号57180094)解析：用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，说明水平力F(设大小为F0)等于滑动摩擦力F f，即F0＝F f.从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，其水平力F可表示为F0－kt，由牛顿运动定律得，(F0－kt)－F f＝ma，解得a＝－ktm，即加速度a随时间逐渐增大，所以其速度v随时间t的变化图线大致正确的是A.答案：A2．如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下．下滑位移x时的速度为v，其x-v2图象如图乙所示，g取10 m/s2，则斜面倾角θ为()A．30°B．45°C．60°D．75°解析：由x-v2图象可知小物块的加速度a＝5 m/s2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度a＝g sin θ，所以θ＝30°，A对，B、C、D错．答案：A3．(2017·陕西师大附中二模)如图所示为一台非铁性物质制成的天平．天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁．未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流(a端接电源正极，b端接电源负极)，调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起．当铁块A向上加速运动的过程中，下列判断正确的是()A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态解析：从题图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，螺线管下端是N极，上端是S极，电磁铁通电后，铁块A 被吸起，铁块A 向上加速运动的过程中，会导致超重现象，因而可知铁块受到向上的电磁力F 必然大于铁块的重力G ，当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉．故选C.答案：C4.如图所示，甲从A 地由静止匀加速跑向B 地，当甲前进距离为s 1时，乙从距A 地s 2处的C 点由静止出发，加速度与甲相同，最后二人同时到达B 地，则A 、B 两地距离为( )(导学号 57180095)A ．s 1＋s 2B.（s 1＋s 2）24s 1C.s 214（s 1＋s 2）D.（s 1＋s 2）2（s 1－s 2）s 1解析：设甲前进距离为s 1时，速度为v ，甲和乙做匀加速直线运动的加速度为a ，乙从C 点到达B 地所用的时间为t ，则有：v t ＋12at 2－12at 2＝s 2－s 1，根据速度—位移公式得，v 2＝2as 1，解得t ＝s 2－s 12as 1，则A 、B 的距离s ＝s 2＋12at 2＝（s 1＋s 2）24s 1，故B 正确． 答案：B5.(2017·怀化一模)如图所示，甲、乙两车同时由静止从A 点出发，沿直线AC 运动．甲以加速度a 3做初速度为零的匀加速运动，到达C 点时的速度为v .乙以加速度a 1做初速度为零的匀加速运动，到达B 点后做加速度为a 2的匀加速运动，到达C 点时的速度亦为v .若a 1≠a 2≠a 3，则( )A ．甲、乙不可能同时由A 达到CB ．甲一定先由A 达到CC ．乙一定先由A 达到CD ．若a 1＞a 3，则甲一定先由A 达到C解析：根据速度时间图线得，若a 1＞a 3，如图，因为末速度相等，位移相等，即图线与时间轴所围成的面积相等，则t 乙＜t 甲．若a 3＞a 1，如上图，因为末速度相等，位移相等，即图线与时间轴所围成的面积相等，则t 乙＞t 甲，通过图线作不出位移相等、速度又相等、时间也相等的图线，所以甲乙不能同时到达，故A 正确，B 、C 、D 错误，故选A.答案：A6.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 ．mg cos αB.Mg cos αC.FM （M ＋m ）cos αD.Fm （M ＋m ）sin α解析：不计一切摩擦，b 不滑动时即a 、b 相对静止，作为一个整体，在水平力F 作用下，一定沿水平面向左加速运动，根据牛顿运动定律有F＝(M＋m)a，则有a＝FM＋m.对木块b分析，不计摩擦，只受到自身重力mg和斜面支持力F N的作用．由于加速度水平向左，所以二者合力水平向左，大小为ma，如图所示，则有F N＝mgcos α，选项A、B错误．F N＝masin α＝mF（M＋m）sin α，选项C错误，选项D正确．答案：D二、多项选择题7．(2017·保定模拟)下图为一物体做直线运动的v-t图象，由图象所给信息可以判断，在0～t1和t1～t2时间内()(导学号57180096)A．0～t1时间内物体运动的位移比t1～t2时间内的位移大B．在0～t1和t1～t2时间内进行比较，它们的速度方向相同，加速度方向相反C．0～t1时间内物体的加速度比t1～t2时间内的加速度小D．在0～t1和t1～t2时间内进行比较，它们的速度方向相反，加速度方向相反解析：由图形的面积表示位移可知，0～t1时间内物体运动的位移比t1～t2时间内的位移大，A正确；在0～t1和t1～t2时间内进行比较，它们的速度方向均为正，即方向相同，由斜率的正负知加速度方向相反，B正确，D错误；由斜率的绝对值大小知0～t1时间内物体的加速度比t1～t2时间内的加速度小，C正确；故选ABC.答案：ABC8.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，在4 s 内该拉力随时间变化的关系如图所示，则()A．物体将做往复运动B．2 s末物体的加速度最大C．2 s末物体的速度最大D．4 s内物体的位移最大解析：0～2 s内向一方向做匀加速运动，2～4 s内仍向同一方向做匀减速运动，由于对称性，2 s末物体的速度最大，4 s末速度为0，4 s内位移最大．故C、D正确．答案：CD9.如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动．若物块与水平面间接触面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为F N1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是()(导学号57180097)A．a1＝a2B．a1＞a2C．F N1＝F N2D．F N1＜F解析：接触面光滑时，整体分析，由牛顿第二定律可得：F ＝(m A＋m B )a 1，可得a 1＝F m A ＋m B ＝F 2m；对B 受力分析，由牛顿第二定律可得F N1＝m B a 1＝F 2.当接触面粗糙时，整体分析，由牛顿第二定律可得：F －F f ＝(m A ＋m B )a 2，可得a 2＝F －F f m A ＋m B＝F －F f 2m ；对B 受力分析，F N2＝m B a 2＋F f 2＝F 2，所以选项A 错误，选项B 、C 、D 正确． 答案：BCD10．(2017·西安联考)如图所示，质量为m ＝1 kg 的物块A 停放在光滑的水平桌面上．现对物块施加一个水平向右的外力F ，使它在水平面上做直线运动．已知外力F 随时间t (单位为s)的变化关系为F ＝(6－2t )N ，则( )A ．在t ＝3 s 时，物块的速度为零B ．物块向右运动的最大速度为9 m/sC ．在0～6 s 内，物块的平均速度等于4.5 m/sD ．物块向右运动的最大位移大于27 m解析：水平面光滑，物体所受的合力等于F ，在0～3 s 内，物体受的力一直向右，一直向右做加速运动，可知3 s 时速度不为零，故A 错误．根据牛顿第二定律得，a ＝F m＝6－2t ，at 图象如图所示．图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，可知最大速度变化量为Δv ＝12×6×3 m/s ＝9 m/s ，可知物体向右运动的最大速度为9 m/s ，故B 正确．物体的速度时间图象如图所示，由图线与时间轴围成的面积表示位移知，位移x ＞12×6×9 m ＝27 m ，则平均速度v －＝x t ＞276m/s ＝4.5 m/s ，故D 正确，C 错误．故选BD. 答案：BD三、计算题11．如图所示，一长为200 m 的列车沿平直的轨道以80 m/s 的速度匀速行驶，当车头行驶到进站口O 点时，列车接到停车指令，立即匀减速停车，因OA 段铁轨不能停车，整个列车只能停在AB 段内，已知OA ＝1 200 m ，OB ＝2 000 m ，求：(导学号 57180098)(1)列车减速运动的加速度大小的取值范围；(2)列车减速运动的最长时间．解析：(1)若列车车尾恰好停在A 点右侧，减速运动的加速度大小为a 1，距离为x 1，则0－v 20＝－2a 1x 1x 1＝1 200 m ＋200 m ＝1 400 m解得a 1＝167m/s 2 若列车车头恰好停在B 点，减速运动的加速度大小为a 2，距离为x OB＝2 000 m，则0－v20＝－2a2x OB 解得a2＝1.6 m/s2故加速度大小a的取值范围为1.6 m/s2≤a≤167m/s2.(2)当列车车头恰好停在B点时，减速运动时的时间最长，则0＝v0－a2t解得t＝50 s.答案：(1)1.6 m/s2≤a≤167m/s2(2)50 s12．如图所示，一足够长的固定光滑斜面倾角θ＝37°，两物块A、B的质量m A＝1 kg、m B＝4 kg.两物块之间的轻绳长L＝0.5 m，轻绳可承受的最大拉力为F T＝12 N，对B施加一沿斜面向上的力F，使A、B由静止开始一起向上运动，力F逐渐增大，g取10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．(1)若某一时刻轻绳被拉断，求此时外力F的大小；(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3 m/s，轻绳断后保持外力F 不变，求当A运动到最高点时，A、B之间的间距．解析：(1)对A、B整体分析，根据牛顿第二定律得F－(m A＋m B)g·sin θ＝(m A＋m B)aA物体：F T－m A g sin θ＝m A a代入数据解得F＝60 N.(2)设沿斜面向上为正方向，A物体：－m A g sin θ＝m A a A设A物体运动到最高点所用时间为t，则有v0＝－a A t 此过程A物体的位移为x A＝v－A·tB物体：F－m B g sin θ＝m B a Bx B＝v0t＋12a B t2代入数据解得两者间距为x＝x B－x A＋L＝2.375 m. 答案：(1)60 N(2)2.375 m。
2018版高考物理知识复习与检测：第三章 牛顿运动定律
第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律惯性1．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因．2．惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．深度思考判断下列说法是否正确．(1)牛顿第一定律不能用实验验证．(√)(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果．(×)(3)物体运动时受到惯性力的作用．(×)(4)物体匀速运动时才有惯性，加速时没有惯性．(×)二、牛顿第三定律1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力．2．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．3．表达式：F＝－F′.深度思考由于作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以作用效果可以抵消，合力为零，这种认识对吗？答案不对解析作用力与反作用力作用在两个物体上，不可相互抵消．1．(人教版必修1P70第1至3题改编)(多选)下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是( )A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标B．地球自西向东自转，你向上跳起来后，还会落到原地C．安全带的作用是防止汽车刹车时由于惯性作用发生危险D．有的同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力答案BC2．(人教版必修1P82做一做改编)(多选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果(如图1所示)，分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是( )图1A．作用力与反作用力同时产生B．作用力与反作用力作用在同一物体上C．作用力与反作用力大小相等D．作用力与反作用力方向相反答案ACD3．手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对于这一现象，下列说法正确的是( ) A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小答案 C4．(粤教版必修1P71第1题)沼泽的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其表面行走时容易下陷．若人下陷的过程是先加速后匀速运动，下列判断正确的是( )A．加速运动时人对沼泽地的压力大于沼泽地对他的支持力B．加速运动时人对沼泽地的压力小于沼泽地对他的支持力C．人对沼泽地的压力先大于后等于沼泽地对他的支持力D．人对沼泽地的压力大小总等于沼泽地对他的支持力答案 D命题点一牛顿第一定律的理解和应用例1 伽利略创造性的把实验、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2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( )图1A．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解析根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、D三个选项，从题目不能直接得出，所以选项A正确．例2 (多选)一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的讨论，正确的是( )A．车速越大，它的惯性越大B．质量越大，它的惯性越大C．车速越大，刹车后滑行的位移越长D．车速越大，刹车后滑行的位移越长，所以惯性越大答案BC解析要理解质量是惯性大小的唯一决定因素，惯性是物体的固有属性，其大小仅由物体的质量决定，质量越大，惯性越大，所以选项A错误，B正确．滑行位移应由刹车时的速度确定，因为刹车过程中，其加速度是一定的，根据v2－v20＝2ax，所以车速越大，其滑行位移越大，而与其惯性大小无关，所以选项C正确，D错误．1．(多选)伽利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答案AD解析物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，则A项正确．没有力的作用，物体可能保持匀速直线运动状态或静止状态，则B 错．行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的向心力作用，其运动状态是不断变化的，则C错．D项符合惯性定义，是正确的．2．(多选)如图3所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是( )图3A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动答案BC3．关于惯性的大小，下列说法中正确的是( )A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大C．两个物体只要质量相同，那么惯性的大小就一定相同D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小答案 C4．某同学为了取出如图4所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则( )图4A ．此同学无法取出羽毛球B ．羽毛球会从筒的下端出来C ．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D ．该同学是在利用羽毛球的惯性答案 D解析 羽毛球筒被手击打后迅速向下运动，而羽毛球具有惯性要保持原来的静止状态，所以会从筒的上端出来，D 正确．命题点二 牛顿第三定律的理解与应用1．相互作用力的特点：“三同、三异、三无关”．(1)三同⎩⎪⎨⎪⎧ 同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧ 反向异体，即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果(3)三无关⎩⎪⎨⎪⎧ 与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关2．一对平衡力与作用力、反作用力的不同点例3 (多选)如图5所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是( )图5A．水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力①紧压；②静止．答案BD解析水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B 正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确．5．某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是( ) A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力答案 C6．(多选)用手托着一块砖，开始时静止不动，后来手突然向上加速运动，下列判断正确的是( )A．静止时，砖受到的支持力等于砖的重力B．加速时，砖对手的压力大于砖的重力C．静止时，砖受到的支持力等于砖对手的压力D．加速时，砖受到的支持力大于砖对手的压力答案ABC解析静止时，重力与支持力是一对平衡力，大小相等，A正确；不论静止还是加速，支持力和压力都是一对相互作用力，大小相等，故C正确，D错误；加速时，支持力大于重力，则压力大于重力，故B正确．命题点三“转移研究对象法”在受力分析中的应用1．“转移研究对象法”在受力分析中的应用，其本质是牛顿第三定律的应用．2．由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．例4 建筑工人用如图6所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg的工人站在水平地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以1.0 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求：地面受到的压力和摩擦力的大小．(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)图6答案524 N 132 N解析建筑材料受力分析如图甲所示由牛顿第二定律得：F1－mg＝ma代入数据解得：F1＝220 N因此绳对人的拉力F2＝F1＝220 N工人受力分析如图乙所示由平衡条件得：F2·cos 53°＝F fF2·sin 53°＋F N＝Mg代入数据解得：F N＝524 N，F f＝132 N由牛顿第三定律得：人对地面的压力大小为524 N，地面受到的摩擦力大小为132 N.7．如图7所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是( )图7A．地面对斜面体的摩擦力大小为F cosθB．地面对斜面体的支持力为(M＋m)gC．物体对斜面体的摩擦力的大小为FD．斜面体对物体的作用力竖直向上答案 A解析由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受力情况可得：地面对斜面体的摩擦力大小为F cosθ，地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g＋F sinθ，故A对，B错；隔离物体进行受力分析，物体对斜面体的摩擦力大小为F＋mg sinθ，故C错；将斜面体作为施力物体，则斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上，D错．题组1 对牛顿第一定律和惯性的理解1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是( )A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案BCD解析亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，A错误；伽利略通过“理想实验”得出：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；由牛顿第一定律知，D正确．2．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A处有一相对桌面静止的小球．由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B 点，则说明列车是减速且在向南拐弯的图是( )答案 A解析由于列车原来做匀速运动，小球和列车保持相对静止，现在列车要减速，由于惯性小球必向前运动，C、D错；又因列车要向南拐弯，由做曲线运动的条件知列车要受到向南的力的作用，即桌子受到向南的力的作用，所以小球相对桌面向北运动，A对，B错．3．如图1所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球( )图1A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定答案 B解析因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰．4．“严禁超载，严禁超速，严禁疲劳驾驶”是预防车祸的有效办法．下列说法正确的是( ) A．汽车超速会增大汽车的惯性B．汽车超载会减小汽车的刹车距离C．疲劳驾驶会缩短司机的反应时间D．汽车超载会增大汽车的惯性答案 D题组2 对牛顿第三定律的理解5．(多选)如图2所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是( )图2A．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B．细绳对小球的拉力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力D．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力答案BC6．(多选)下列关于作用力和反作用力的说法正确的是( )A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力C．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等答案BD解析作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失，物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力，选项A错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，选项B正确；人推车前进，人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，选项C错误；物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等，选项D正确．7．(多选)2018年8月18日11时15分，中国在太原卫星发射中心用长征四号运载火箭成功发射高分二号卫星，卫星顺利进入预定轨道，关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是( )A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间仍存在相互作用答案AD解析火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即火箭上升的推力，此推力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关，故选项B、C错误，A正确；当卫星进入预定轨道后，卫星与地球之间仍然存在着相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星也吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故选项D正确．8．(多选)下列说法中正确的是( )A．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走B．人站在地上不动时，人对地面的压力和地面对人的支持力大小相等、方向相反C．物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，而A作用于B的力的大小等于B 作用于A的力的大小D．以卵击石，石头没损坏而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力答案BC9．汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是( )A．汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力D．拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力答案 D题组3 牛顿第三定律在受力分析中的应用10．如图3所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是( )图3A．8 N和0 N B．5 N和7 NC．5 N和3 N D．7 N和7 N答案 C解析对A由平衡条件得F T－G A－kx＝0，解得F T＝G A＋kx＝3 N＋100×0.02 N＝5 N，对B 由平衡条件得kx＋F N－G B＝0，解得F N＝G B－kx＝5 N－100×0.02 N＝3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确．11．如图4所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的光滑小球放在墙与斜面体之间处于平衡状态，求小球对斜面体的压力大小和地面对斜面体的摩擦力大小．图4答案mgcos θmg tanθ解析小球受力分析如图甲所示，由平衡条件得：竖直方向：F N1cos θ－mg＝0水平方向：F N2－F N1sin θ＝0对整体受力分析如图乙所示，由平衡条件得：水平方向：F f－F N2＝0解得：F N1＝mg cos θF f＝mg tanθ由牛顿第三定律得小球对斜面体的压力为F N1′＝F N1＝mgcos θ.。
18年高考物理复习解决方案真题与模拟单元重组卷第三单元牛顿运动定律课件
0～1 s 内传送带位移 x1＝v0t1＝10 m，小物块位移 x2 ＝5 m，在传送带上的相对位移 Δx1＝x1－x2＝5 m，相对传 送带向上，1～2 s 内传送带位移 x3＝v0t2＝10 m，小物块位 移 x4＝11 m，故相对位移 Δx2＝x4－x3＝1 m，相对传送带 向下，故痕迹为 5 m，故 D 错误。
A．a1＝2 m/s2，a2＝1 m/s2 B．a1＝1 m/s2，a2＝2 m/s2 C．a1＝2 m/s2，a2＝4 m/s2 D．a1＝3 m/s2，a2＝5 m/s2
解析ห้องสมุดไป่ตู้
本题考查牛顿第二定律的应用，意在考查学生
合理选择研究对象以及应用牛顿第二定律解决问题的能 力。当木块与小车间的摩擦力恰好达到最大值时，木块与 小车加速度相同，木块的加速度最大，对木块，a1＝μg＝2 m/s2 为最大值且 a1≤a2，故选项 A、D 错误；当木块的加速 度为 1 m/s2 时，木块与小车加速度相同，故选项 B 错误； 当 a＝2 m/s2 时，若木块相对小车发生滑动，小车的加速度 随外力 F 增大而增大，故选项 C 正确。
6．[2017· 南昌模拟 ]一斜劈静止于粗糙的水平地面上， 在其斜面上放一滑块 m，若给 m 一向下的初速度 v0，则 m 正好保持匀速下滑。 如图所示， 现在 m 下滑的过程中再加一 个作用力，则以下说法正确的是( )
A．在 m 上加一竖直向下的力 F1，则 m 将保持匀速运 动，M 对地有水平向右的静摩擦力的作用 B．在 m 上加一个沿斜面向下的力 F2，则 m 将做加速 运动，M 对地有水平向左的静摩擦力的作用 C．在 m 上加一个水平向右的力 F3，则 m 将做减速运 动，在 m 停止前 M 对地有向右的静摩擦力的作用 D．无论在 m 上加什么方向的力，在 m 停止前 M 对地 都无静摩擦力的作用
全国通用2018年高考物理二轮温习精练一必考热点2运动学规律与牛顿运动定律
必考热点2 运动学规律与牛顿运动定律热点阐释运动学规律是历年高考必考的热点之一，在近几年高考中，也常在计算题的第一题中考查；牛顿运动定律是高中物理的核心内容，是解决力学问题的重要途径之一，每一年高考试题中均有表现，而运动学与动力学的结合考查更是新课标高考命题的热点和重点。
一、选择题(1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题)1.如图1所示，滑腻的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为2∶1，A、B间用弹簧相连并放在滑腻桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的刹时，A、B的加速度大小别离为( )图1A.a、0B.a、aC.a、2aD.0、2a解析令物体B的质量为m，剪断轻绳前，弹簧弹力大小为F，绳索拉力大小为T，将A、B及弹簧看做整体，那么有T＝3ma；隔离物体A为研究对象，那么有F＝2ma。
剪断轻绳后，绳中拉力消失，弹簧弹力不变，因此物体A受力不变，加速度大小仍为a，而物体B所受合力为F＝ma B，即a B＝2a。
答案 C2.如图2所示，一些商场安装了智能化的自动扶梯。
为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行；当有乘客乘行时，自动扶梯通过先加速再匀速两个时期运行。
那么电梯在输送乘客的进程中( )图2A.乘客始终受摩擦力作用B.乘客经历先超重再失重C.乘客对扶梯的作使劲先指向右下方，再竖直向下D.扶梯对乘客的作使劲始终竖直向上答案 C3.一物体由静止动身，做匀加速直线运动，那么该物体依次通过1 s、3 s、5 s通过的位移之比x1∶x2∶x3和依次通过1 s、3 s、5 s末的速度之比v1∶v2∶v3别离为A.x1∶x2∶x3＝1∶2∶3，v1∶v2∶v3＝1∶2∶3B.x1∶x2∶x3＝1∶3∶5，v1∶v2∶v3＝1∶3∶5C.x1∶x2∶x3＝1∶4∶9，v1∶v2∶v3＝1∶4∶9D.x1∶x2∶x3＝1∶15∶65，v1∶v2∶v3＝1∶4∶9解析依照题意画出物体运动的示用意，初速度为0的匀加速直线运动，在持续相等的时刻内的位移之比为1∶3∶5∶7…，由图可知O―→A通过1 s，A―→B通过3 s，B―→C通过5 s，那么位移之比为x1∶x2∶x3＝1∶(3＋5＋7)∶(9＋11＋13＋15＋17)＝1∶15∶65；由v＝at可知速度之比为v1∶v2∶v3＝a×1∶(a×4)∶(a×9)＝1∶4∶9，D正确。
高考物理专项复习《牛顿运动定律的应用》十年高考真题汇总
高考物理专项复习《牛顿运动定律的应用》十年高考真题汇总选择题1.(2019•海南卷•T5)如图，两物块P 、Q 置于水平地面上，其质量分别为m 、2m ，两者之间用水平轻绳连接。
两物块与地面之间的动摩擦因数均为µ，重力加速度大小为g ，现对Q 施加一水平向右的拉力F ，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为A.2F mg μ-B.13F mg μ+C.13F mg μ-D.13F 2.(2018·新课标I 卷)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3.(2012·海南卷)根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受作用力中任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比4.(2014·北京卷)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。
对此现象分析正确的是A.受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B.受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度5.(2011·上海卷)如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a 、b 用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。
地面受到的压力为N ，球b 所受细线的拉力为F 。
剪断连接球b 的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力A.小于NB.等于NC.等于N+FD.大于N+F6.(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7.(2012·新课标全国卷)伽利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。
2018年高考物理课标Ⅱ专用复习专题测试专题三 牛顿运动定律 共83张 精品
v2+a2't2=0
联立
式得
t2=1 s
在t1+t2时间内,A相对于B运动的距离为
s=
1 2
a1t12
v1t2
1 2
a1
't22
-
1 2
a2t12
v2t2
1 2
a2
't22
=12 m<27 m
此后B静止不动,A继续在B上滑动。设再39;t2)t3+
3
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.8 B.10 C.15 D.18
答案 BC 如图所示,假设挂钩P、Q东边有x节车厢,西边有y节车厢,每节车厢质量为m。当向
东行驶时,以y节车厢为研究对象,则有F=mya;当向西行驶时,以x节车厢为研究对象,则有F= 2 mx-
3.(2014课标Ⅱ,17,6分,0.645)如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在 大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g。当小 环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为 ( )
A.Mg-5mg C.Mg+5mg
B.Mg+mg D.Mg+10mg
a2= v2 v1 ⑥
t2 t1
式中,t2=2 s,v2=0,联立⑤⑥式并结合题给条件得 μ2=0.4 ⑦ (2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好具有共同速度v3。由牛顿第二定 律及运动学公式得 μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3 ⑧ v3=-v1+a3Δt ⑨ v3=v1+a2Δt ⑩ 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板的位移为
2018届高考物理二轮复习 第二章 相互作用 牛顿动动定律单元质量检测
单元质量检测(二) 相互作用 牛顿运动定律一、选择题(第1～6题只有一项正确，第7～10题有多项正确)1.(2017·重庆南开中学模拟)如图所示，光滑竖直墙壁上有一颗钉子，分两次用长短不同的轻绳将同一个足球挂在该钉子上，足球分别静止在A 、B 两点；轻绳拉力分别为T A 和T B ，墙对足球的支持力分别为N A 和N B ，则( )A ．T A <TB ，N A <N B B ．T A >T B ，N A <N BC ．T A <T B ，N A >N BD ．T A >T B ，N A >N B解析：选D 对足球进行受力分析，示意图如图所示，则由三力平衡可得：T cos θ＝G ，T sin θ＝N ，轻绳的拉力T ＝Gcos θ，墙壁对足球的弹力N ＝G tan θ，可知θ越大，T 、N均越大，则T A >T B ，N A >N B ，故D 正确。
2. (2017·河北衡水中学调研)在竖直墙壁间有质量分布均匀，质量大小分别是m 和2m 的半圆球A 和圆球B ，其中圆球B 球面光滑，半圆球A 与左侧墙壁之间存在摩擦。
两球心之间连线与水平方向成30°的夹角，两者恰好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 为重力加速度，则半圆球A 与左侧墙壁之间的动摩擦因数为( )A.32B.33C.34D.233解析：选A 隔离光滑圆球B ，对B 受力分析如图所示，可得F N ＝F cos 30°，2mg － F sin 30°＝0，解得F N ＝2mg tan 30°，对A 、B 组成的整体有3mg －μF N ＝0，联立解得μ＝32，故A 正确。
3. (2017·福建厦门一中检测)如图所示，轻绳跨过光滑的定滑轮，一端系一质量为m1的物体，另端系一质量为m2的砂桶。
当m2变化时，m1的加速度a的大小与m2的关系图线可能是( )解析：选B 在m2小于m1之前两物体都不动，所以加速度为零，当m2大于m1时，m1开始运动合力逐渐变大，加速度随之逐渐增加，当m2≫m1时，加速度趋近于g，但不可能大于或等于g，故选项B正确。
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高考物理二轮总复习专题过关检测牛顿运动定律(附参考答案)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.(2010安徽皖南八校二联,14)2008年9月25日,“神舟七号”载人飞船成功发射,设近地加速时,飞船以5g的加速度匀加速上升,g为重力加速度.则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为()A.6mgB.5mgC.4mgD.1mg解析:对宇航员由牛顿运动定律:F N－mg=ma,得F N=6mg,再由牛顿第三定律可判定A项正确.答案:A2.吊扇通过吊杆悬挂在屋顶，设吊扇的重力为G，当吊扇正常转动时，吊杆对吊扇的拉力为F，则下列说法正确的是()A.F=GB.F＞GC.F＜GD.无法确定解析:当吊扇转动时，扇叶对空气的作用力向下，空气对扇叶的反作用力f向上，则F=G－f，所以F＜G，选项C正确.答案:C3.引体向上是同学们经常做的一项健身运动.该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚须超过单杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂(如图3-1所示).这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的.关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的是()图3-1A.上拉过程中,人受到两个力的作用B.上拉过程中,单杠对人的作用力大于人的重力C.下放过程中,单杠对人的作用力小于人的重力D.下放过程中,在某瞬间人可能只受到一个力的作用解析:在上拉过程中,人受到重力和单杠对人的作用力,A正确;上拉过程中,要先加速,后减速,即先超重,后失重,单杠对人的作用力先是大于人的重力后小于人的重力,B错误;同理,下放过程中,单杠对人的作用力先是小于人的重力后大于人的重力,C错误;刚开始下放的过程中,人加速向下,其加速度可能为重力加速度,此时,人完全失重,单杠对人没有作用力,即人只受到一个重力的作用,D正确.答案:AD4.如图3-2所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放.则在上述两种情形中正确的有()图3-2A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力作用B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均守恒解析:因所谓“下滑力”是重力沿斜面向下的分力,在对2m进行受力分析时不能把重力与“下滑力”重复地加在物体上,所以A项错误.两种情况下2m的“下滑力”都比m的“下滑力”大,故m滑块均向上运动,B项正确.由牛顿第三定律可知,C项错误.因斜面光滑,在运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒,D项正确.答案:BD5.质量为m=1 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.2.现对物体施加一个大小变化、方向不变的水平力F，为使物体在3 s时间内发生的位移最大，力F的大小应如下面的哪一幅图所示()图3-3解析:此题可采用排除法.物体与地面间的滑动摩擦力f=μmg=2 N，A、C中第1 s内F＝1 N，物体不会动，比较可知这两种情况下3 s内的位移一定小于D中3 s内的位移.B中第1 s内加速、第2 s内减速、第3 s内加速，而D中前2 s内一直加速，分析可知B中3 s内的位移也比D中3 s内的位移小.故选D.答案:D6.(2010安徽皖南八校二联,18)如图3-4所示，A、B是两个位于固定斜面上的正方体物块,它们的质量相等,F是沿水平方向作用于A上的外力,已知A、B的接触面,A、B与斜面的接触面均光滑,下列说法正确的是()图3-4A.A对B的作用力大于B对A的作用力B.A、B可能沿斜面向下运动C.A、B对斜面的压力相等D.A、B受的合外力沿水平方向的分力相等解析:由牛顿第三定律可知:A、B间的作用力大小相等、方向相反,故A项错误;A、B有可能静止在斜面上,还有可能沿斜面向上或向下运动,故B项正确;由于水平力F有使A压紧斜面的效果,可知A对斜面的压力大于B对斜面的压力,故C项错误;不管A、B做何种性质的运动,它们的运动情况相同,它们沿水平方向的分运动的加速度相同,由F合=ma,可知它们受到的合外力沿水平方向的分力相等,故D项正确.答案:BD7.如图3-5所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO 、bO 、cO ,其下端都固定于底部圆心O ,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°.若有三个小孩同时从a 、b 、c 处开始下滑(忽略阻力),则( )图3-5A.a 处小孩最后到O 点B.b 处小孩最后到O 点C.c 处小孩最先到O 点D.a 、c 处小孩同时到O 点解析:三块滑板与圆柱形仓库构成的斜面底边长度均为圆柱形底面半径,则θθsin 21cos 2gt R =,,2sin 42θg Rt =当θ=45°时,t 最小,当θ=30°和60°时,sin2θ的值相同,故只有D 正确. 答案:D8.如图3-6所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m 的最大拉力为( )图3-6A.53mgμ B.43mgμ C.23mgμ D.3μmg解析:对四个木块组成的整体进行受力分析,设整体加速度为a ,水平方向受拉力F 的作用,F =6ma ;如果对左边的两个木块组成的整体受力分析,水平方向只受拉力T ,;23Fma T ==对左边质量为2m 的木块受力分析,水平方向只受静摩擦力作用,f =2ma ;对除右边质量为2m 以外的三个木块组成的整体受力分析,水平方向只受静摩擦力作用,由f =4ma ,所以,这时整体受到的静摩擦力最大,f =μmg ,,43,4mg T ga μμ==B 正确. 答案:B9.一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( )图3-7A.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D.若小车向右运动,T 不可能为零解析:当小车具有向右的加速度时,可以是N 为零;当小车具有向左的加速度时,可以使绳的张力T 为零.考生如果不知道这两种临界情况,肯定无法解答A 的;另外还有注意到是小车具有向左的加速度时,可以有两种运动情形,即向左加速运动,或向右减速运动.本题难度中等. 答案:AB10.如图3-8,水平地面上有一楔形物体b ,b 的斜面上有一小物块a ;a 与b 之间、b 与地面之间均存在摩擦.已知楔形物体b 静止时,a 静止在b 的斜面上.现给a 和b 一个共同的向左的初速度,与a 和b 都静止时相比,此时可能( )图3-8A.a 与b 之间的压力减小,且a 相对b 向下滑动B.a 与b 之间的压力增大,且a 相对b 向上滑动C.a 与b 之间的压力增大,且a 相对b 静止不动D.b 与地面之间的压力不变,且a 相对b 向上滑动解析:当楔形物体静止时,a 静止在b 的斜面上,设a 的质量为m,楔形物体斜面的倾角为θ,此时b 对a 的支持力N =mg cos θ,现给a 和b 一个共同向左的初速度,由于摩擦,地面对b 产生向右的摩擦力,使b 向左做减速运动,因此a 、b 组成的系统在水平方向上有向右的加速度.如果a 、b 间的动摩擦因数较大,使得a 、b 仍保持相对静止,此时对水平向右的加速度a 沿斜面和垂直于斜面分解,则有N ′－mg cos θ=ma sin θ,N ′大于N,b 对a 的支持力增大,C 对;若a 、b 间的静摩擦力不足以保证a 、b 保持相对静止,则a 由于惯性向上滑动,则b 对a 的动摩擦力,使a 相对于b 产生沿斜面向下的加速度,a 相对于地面的合加速度仍有垂直于斜面向上的分量,因而可得,a 对b 的压力相对于不动时增大,B 对,A 、D 错. 答案:BC二、填空与实验题(本题包括2小题,共20分.把答案填在相应的横线上或按题目要求作答) 11.(10分)如图3-9所示,在倾角为30°的斜面上,一辆动力小车沿斜面下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平.已知小球的质量为m ,则小车运动的加速度大小为________,绳对小球的拉力大小为________.图3-9解析:对小球受力分析如图,小球的加速度沿斜面向下,由牛顿第二定律得g mm gm F a 22===合由图可得:.330cot mg mg F =︒⋅= 答案:2gmg 312.(10分)某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关.实验室提供如下器材:A.表面光滑的长木板(长度为L);B.小车;C.质量为m 的钩码若干个;D.方木块(备用于垫木板);E.米尺;F.秒表. 实验过程:第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t ,就可以由公式a =________求出a .根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间________(填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度与质量的关系为________.第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h ,求出倾角α的正弦值sinα=h /L.某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如图3-10,请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g =________ m/s 2.进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为________.图3-10解析:斜面长度L 已知,测出小车由斜面顶端运动到斜面底端的时间t ,由221at L =得22tL a = 分析表中数据,发现小车质量改变时,下滑时间不变(略有不同是因为实验中存在误差),因此加速度与质量无关.小车沿光滑斜面下滑时,受力如图.则ma =mg sinα所以a =g sinα(可见与质量无关)则a sinα图象中图线的斜率表示g 的大小.由图象中取两点,读出其横、纵坐标(sinα1,a 1)、(sinα2,a 2),那么1212sin sin αα--=a a g例如.m/s 80.9m/s 030.0094.222=--=g答案:22t L不改变 无关 9.80 a =g sinα 三、计算题(本题包括4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8分)如图3-11所示，固定在水平面上的斜面倾角θ=37°，长方体木块A 的M N 面上钉着一颗小钉子，质量m =1.5 kg 的小球B 通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50.现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑.求在木块下滑的过程中小球对木块M N 面的压力.(取g =10 m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)图3-11解析:由于木块与斜面间有摩擦力的作用，所以小球B 与木块间有压力的作用，并且它们以共同的加速度a 沿斜面向下运动.将小球和木块看做一个整体，设木块的质量为M ，根据牛顿第二定律可得(M +m )g sin θ－μ(M +m )g cos θ=(M +m )a 代入数据得a =2.0 m/s 2选小球为研究对象，设M N 面对小球的作用力为F N ， 根据牛顿第二定律有mg sin θ－F N =ma 代入数据得F N ＝6.0 N根据牛顿第三定律，小球对M N 面的压力大小为6.0 N ，方向沿斜面向下. 答案:6.0 N ，方向沿斜面向下14.(10分)(2010安徽皖南八校二联,24)质量为m =1.0 kg 的小滑块(可视为质点)放在质量为m =3.0 kg 的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m 开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F =12 N,如图3-12所示,为使小滑块不掉下木板,试求:(g 取10 m/s 2)图3-12(1)水平恒力F 作用的最长时间; (2)水平恒力F 做功的最大值.解析:(1)撤力前木板加速,设加速过程的位移为x 1,加速度为a 1,加速运动的时间为t 1;撤力后木板减速,设减速过程的位移为x 2,加速度为a 2,减速运动的时间为t 2.由牛顿第二定律得撤力前: F －μ(m +M )g =Ma 1(1分) 解得21m/s 34=a (1分) 撤力后:μ(m +M )g =Ma 2(1分) 解得22m/s 38=a (1分)2222211121,21t a x t a x ==(1分) 为使小滑块不从木板上掉下,应满足x 1+x 2≤L(1分) 又a 1t 1=a 2t 2(1分)由以上各式可解得t 1≤1 s所以水平恒力作用的最长时间为1 s.(1分)(2)由上面分析可知,木板在拉力F 作用下的最大位移m 32m 13421212111=⨯⨯=+t a x (1分) 可得F 做功的最大值.J 8J 32121=⨯==Fx W (1分) 答案:(1)1 s (2)8 J15.(10分)将金属块m 用压缩的轻质弹簧卡在一个矩形的箱中,如图3-13所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动.当箱以a =2.0 m/s 2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为 6.0 N,下底板的传感器显示的压力为10.0 N.(取g =10 m/s 2)图3-13(1)若上顶板传感器的示数是下底板传感器示数的一半,试判断箱的运动情况. (2)使上顶板传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?解析:上顶板传感器显示的示数为上顶板对金属块的弹力,设为F 上,下底板传感器显示的示数为弹簧的弹力,设为F 下.当箱竖直向上做匀减速运动时,则有 F 上－F 下+mg =ma 即.kg 5.0=--=ga F F m 下上(1)当上顶板传感器的示数为下底板传感器示数的一半时箱的加速度为a 1,因为弹簧长度不变,所以F 下不变,则有01=+-=mm gF F a 下上因此,箱处于静止状态或匀速直线运动状态.(2)当上顶板传感器的示数为零时,设此时箱的加速度为a 2,并取竖直向下为正方向,则有22m/s 0.10-=-=mF mg a 下因此,此时箱的加速度竖直向上,由此得,箱可能向上做匀加速运动,也可能向下做匀减速运动.答案:(1)箱处于静止状态或匀速直线运动状态(2)箱可能向上做匀加速运动,也可能向下做匀减速运动16.(12分)杂技演员在进行“顶竿”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长竹竿.质量为m =30 kg 的演员自竹竿顶部由静止开始下滑,滑到竹竿底端时速度恰好为零.为了研究下滑演员沿竿的下滑情况,在顶竿演员与竹竿底部之间安装一个传感器.由于竹竿处于静止状态,传感器显示的就是下滑演员所受摩擦力的情况,如图3-14所示,g 取10 m/s 2.求:图3-14(1)下滑演员下滑过程中的最大速度; (2)竹竿的长度.解析:(1)由图象可知,下滑演员在t 1=1 s 内匀加速下滑,设下滑的加速度为a ,则根据牛顿第二定律,有mg －F =ma22m/s 4m/s 30180300=-=-=m F mg a 1 s 末下滑演员的速度达最大v m =at 1=4 m/s.(2)由图象可知,1 s 末～3 s 末下滑演员做匀减速运动,末速度为零,则杆长为m 6m )21(4 21)(2121m =+⨯⨯=+=t t v L或22m/s 2m/s 30300360''=-=-=m mg F a .m 6)'21(21222m 21=-+=t a t v at L答案:(1)4 m/s (2)6 m。