广西2022年高考物理 核心考点复习冲刺九 牛顿运动定律

广西2022年高考核心考点复习冲刺九牛顿运动定律牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。对这部分内容的考查非常灵活，选择、实验、计算等题型均可以考查。其中用整体法和隔离法处理问题，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体的平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等等，应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度，而且还能考查考生从材料、信息中获取要用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。【示例1】如图3－1所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P。设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为图3－1A．2：1　　B．1：1C．：1D．1：【解析】设光滑斜槽轨道的倾角为q，则物体下滑时的加速度为，由几何关系，斜槽轨道的长度，由运动学公式，得，即所用的时间t与倾角q无关，所以t1＝t2，B项正确。-13-\n【示例2】为了研究超重与失重现象。某同学把一体重计放在电梯的地板上，他站在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况。下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内各时刻不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则时间t0t1t2t3体重计示数（kg）45.050.040.045.0A．t3时刻电梯可能向上运动B．t1和t2时刻电梯运动的加速度方向相反，但运动方向不一定相反C．t1和t2时刻该同学的质量相同，但所受重力不同D．t1和t2时刻该同学的质量和重力均不相同【解析】已知t0时刻电梯静止，所以该同学的质量为45kg，t1时刻电梯处于超重状态，加速度向上，t2时刻电梯处于失重状态，加速度向下，但运动方向不一定相反，B项正确；t3时刻电梯可能静止，也可能匀速向上运动，A项正确；t1和t2时刻该同学分别处于超重和失重状态，表示电梯对该同学的支持力大于和小于其重力，但该同学的质量和重力均不变，C项、D项都不正确。【答案】AB【名师解读】本题涉及到受力分析、牛顿第二定律、超重、失重等知识点，考查理解能力、推理能力和分析综合能力，体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解相关知识的区别和联系”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。分析本题时要注意，超重和失重是指体重计的示数比重力大还是比重力小，本质是物体的加速度方向是向上还是向下（加速度向上为超重，加速度向下为失重），而与物体的运动方向（即速度方向）无关，并且物体的重力和质量是不变的，即只是视重变大或变小。-13-\n【示例3】用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图3－2（a）所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为T，则T随ω2变化的图像是图3－2（b）中的（）【答案】C【名师解读】本题涉及到圆周运动的受力分析、力的合成与分解、牛顿第二定律、向心力、临界问题等知识点，重点考查分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题的图像中提示出有转折点，从这一点入手，可知当角速度过大时，小球会飘起离开斜面，因此要分两种情况列方程。因小球做匀速圆周运动，合外力不为零，所以适合用正交分解法处理。【示例4】杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零，已知竹竿底部与下面顶杆人肩部间有一感应器，如图3－3所示为传感器显示的顶杆人肩部的受力情况，取g=10m/s2，求：-13-\nt/s0132360180F/N300图3－3（1）杆上的人下滑中的最大速度；（2）竹竿的长度。【名师解读】本题涉及到受力分析、牛顿第二定律、F－t图像、v－t图像、匀变速运动规律等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“必要-13-\n2．静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是(　　)A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动B．物体的速度一直增大C．物体的速度先增大后减小D．物体的加速度一直增大【答案】B【解析】由牛顿运动定律可以分析出，由F合＝ma得：F先增大后减小，则a先增大后减小，说明物体做变加速运动，A、D选项错．在0～t1时间内F的方向不变，F与v同向，则物体做加速运动．-13-\n3．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则(　　)A．物体将做往复运动B．2s内的位移为零C．2s末物体的速度最大D．3s内，拉力做的功为零4．如图所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴一质量为10kg的物块M.小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5N时，物块处于静止状态．当小车以加速度a＝1m/s2沿水平地面向右加速运动时(　　)A．物块M相对小车仍静止B．物块M受到的摩擦力大小不变C．物体M受到的摩擦力将减小D．物块M受到的弹簧的拉力将增大【答案】AB【解析】由初始条件知最大静摩擦力Ffmax≥5N，当小车向右加速运动时．假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5＋Ff＝10×1，Ff＝5N，因Ff′＝－5N，则A、B正确．5．“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(　　)-13-\nA．6mg　　　　　　　　　B．5mgC．4mgD．mg【答案】A【解析】以人为研究对象，进行受力分析，由牛顿第二定律可知，F－mg＝ma，则F＝m(g＋a)＝6mg，再由牛顿第三定律可知，人对飞船底部的压力为6mg.6．如图所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1>m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计．若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度7．质量为2kg的物体放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，则(　　)A．此物体在AB段做匀加速直线运动B．此物体在AB段做匀速直线运动C．此物体在OA段做匀加速直线运动D．此物体在OA段做匀速直线运动-13-\n【答案】BC【解析】由题中图象得：此物体在OA段所受的水平拉力为F1＝＝5N，在AB段所受的水平拉力为F2＝＝2N；物体所受滑动摩擦力为Ff＝μmg＝2N，所以此物体在AB段做匀速直线运动，选项B正确；此物体在OA段做匀加速直线运动，选项C正确．8．如图所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然状态，现用水平恒力F推木块A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，以下说法正确的是(　　)A．两木块速度相同时，加速度aA＝aBB．两木块速度相同时，加速度aA<aBC．两木块加速度相同时，速度vA<vBD．两木块加速度相同时，速度vA>vB9．一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处．已知运动员与网接触的时间为1.2s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小．(g取10m/s2)【答案】1500N【解析】v1＝＝m/s＝8m/sv2＝＝m/s＝10m/s-13-\na＝＝m/s2＝15m/s2ma＝F－mg则F＝ma＋mg＝(60×15＋60×10)N＝1500N10．某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体．求：(1)此电梯的加速度多大？(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(g＝10m/s2)11．如图所示，固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图(甲)、(乙)所示，取重力加速度g＝10m/s2.求物体的质量m及斜面与地面间的夹角θ.【答案】1.0kg　30°【解析】由题图可得，0～2s内物体的加速度为a＝＝0.5m/s2①由牛顿第二定律可得：F－mgsinθ＝ma②-13-\n2s后有：F′＝mgsinθ③联立①②③，并将F＝5.5N，F′＝5N代入解得：m＝1.0kg，θ＝30°.12．如图质量为m的机车头拖着质量均为m的n节车厢在平直轨道上以速度v匀速行驶，设机车头和各节车厢受到的阻力均为f，行驶中后面有一节车厢脱落，待脱落车厢停止运动时后面又有一节车厢脱落，各节车厢按此方式依次脱落，整个过程中机车头的牵引力保持不变，问：(1)最后面一节车厢脱落后，机车头和剩下的车厢的加速度是多大？(2)最后面一节车厢脱落后，当它停止运动时，机车头和剩下的车厢的速度是多大？(3)全部车厢脱落并停止运动时，机车头的速度是多大？13．如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量M＝4kg，长L＝1.4m，木板右端放着一个小滑块．小滑块质量为m＝1kg，其尺寸远小于L.小滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.4，g＝10m/s2.(1)现用恒力F作用于木板M上，为使m能从M上滑落，F的大小范围是多少？(2)其他条件不变，若恒力F＝22.8N且始终作用于M上，最终使m能从M上滑落，m在M-13-\n上滑动的时间是多少？14．如图3－21所示，一质量为m＝50kg的滑块，以v0＝10m/s的初速度从左端冲上静止在光滑水平地面上的长为L＝8m，高为h＝1.25m的平板车，滑块与车间的动摩擦因数为μ＝0.3，平板车质量为M＝150kg.图3－21(1)滑块冲上小车后小车运动的加速度的大小．(2)判断滑块能否滑离小车；若能滑离，求滑块落地时距车右端的水平位移；若不能滑离求滑块相对车静止时离车右端的距离．【解析】(1)物块滑上车后做匀减速运动加速度大小为a1，车做匀加速运动加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：μmg＝ma1μmg＝Ma2解得：a2＝1m/s2(2)设经ts滑块从车上滑下，此时滑块速度大小为v1，车速大小为v2，由匀变速运动规-13-\n15．如图3－22所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ＝37°，C、D两端相距4.45m，B、C相距很近．水平部分AB以v0＝5m/s的速率顺时针转动．将质量为10kg的一袋大米无初速度放在A端，到达B端后，速度大小不变地传到倾斜的CD部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.已知g＝10m/s2，sinθ＝0.6，cos37°＝0.8，试求：图3－22(1)若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离．(2)若要米袋能被传送到D端，求CD部分顺时针运转的最小速度，以及米袋从C端到D端所用的最长时间．【解析】(1)米袋在AB上加速时的加速度大小为a0＝＝μg＝5m/s2，米袋的速度达到v0＝5m/s时，滑行的距离x0＝＝2.5m＜AB＝3m，因此米袋在到达B点之前就具有了与传送带相同的速度．设米袋在CD上运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，代入数据得a＝10m/s2.所以米袋沿传送带所能上升的最大距离x＝＝1.25m.(2)设CD部分顺时针运转速度为v时米袋恰能到达D点(即米袋到达D点时速度恰好为零)，则米袋速度减为v之前的加速度大小为a1＝gsin37°＋μgcos37°＝10m/s2.米袋速度小于v后所受摩擦力沿传送带向上，继续匀减速运动直到速度减为零，该阶段-13-\n-13-