1、专题三牛顿运动定律一轮复习一轮复习五年高考A A组组 自主命题自主命题浙江卷题组浙江卷题组考点一牛顿运动定律考点一牛顿运动定律1.(2019浙江浙江4月选考月选考,1,3分分)下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是()A.功功/焦耳焦耳B.质量质量/千克千克C.电荷量电荷量/库仑库仑D.力力/牛顿牛顿答案答案B质量是基本量质量是基本量,其单位千克是国际单位制中的基本单位其单位千克是国际单位制中的基本单位,其他三个都不是基本量其他三个都不是基本量,其其对应的单位也不是基本单位。故选对应的单位也不是基本单位。故选B。2.(201
2、8浙江浙江11月选考月选考,3,3分分)用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位,下列正确的是下列正确的是()A.N/CB.V/mC.kgm/(Cs2)D.kgm/(As3)答案答案D电场强度电场强度E=,电场力的单位为电场力的单位为N,电荷量的单位为电荷量的单位为C,所以电场强度的单位是所以电场强度的单位是N/C,而而1N/C=1=1kgm/(As)3,D正确。正确。Fq2kg m/A ss3.(2018浙江浙江4月选考月选考,1,3分分)通过理想斜面实验得出通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因力不是维持物体运动的原因”的科学家的科学家是是(
3、)A.亚里士多德亚里士多德B.伽利略伽利略C.笛卡尔笛卡尔D.牛顿牛顿答案答案B伽利略通过理想斜面实验得出伽利略通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因力不是维持物体运动的原因”,故选故选B。4.(2018浙江浙江4月选考月选考,3,3分分)用国际单位制的基本单位表示能量的单位用国际单位制的基本单位表示能量的单位,下列正确的是下列正确的是()A.kgm2/s2B.kgm/s2C.N/mD.Nm答案答案A国际单位制中力学的基本单位有国际单位制中力学的基本单位有:千克千克(kg),米米(m),秒秒(s)。能量的单位从功的角度。能量的单位从功的角度(W=Fs)可得可得1J=1Nm,力的单位由牛
4、顿第二定律力的单位由牛顿第二定律F=ma知可表示为知可表示为kgm/s2,所以能量的单位用所以能量的单位用国际单位制的基本单位表示为国际单位制的基本单位表示为kgm2/s2,故选故选A。5.(2017浙江浙江11月选考月选考,2,3分分)在国际单位制中在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是属于基本量及基本单位的是()A.质量质量,千克千克B.能量能量,焦耳焦耳C.电阻电阻,欧姆欧姆D.电量电量,库仑库仑答案答案A在国际单位制中在国际单位制中,基本量有基本量有:质量、长度、时间、电流、发光强度、热力学温度、质量、长度、时间、电流、发光强度、热力学温度、物质的量物质的量,所以答案为所以答案为A。
5、6.(2017浙江浙江4月选考月选考,1,3分分)下列物理量及对应的国际单位制单位符号下列物理量及对应的国际单位制单位符号,正确的是正确的是()A.力力,kgB.功率功率,JC.电场强度电场强度,C/ND.电压电压,V答案答案D力的国际单位制单位符号是力的国际单位制单位符号是N,功率的国际单位制单位符号是功率的国际单位制单位符号是W,电场强度的国际电场强度的国际单位制单位符号是单位制单位符号是N/C,电压的国际单位制单位符号是电压的国际单位制单位符号是V,故选故选D。7.(2016浙江浙江10月选考月选考,2,3分分)下列均属于国际制基本单位的下列均属于国际制基本单位的是是()A.m、N、JB
6、.m、kg、JC.m、kg、sD.kg、m/s、N答案答案C本题考查了国际单位制基本单位。力学中有本题考查了国际单位制基本单位。力学中有3个基本物理量个基本物理量:质量、长度、时间质量、长度、时间,国国际单位制基本单位分别是际单位制基本单位分别是:kg、m、s。8.(2015浙江浙江10月选考月选考,1,3分分)kg和和s是国际单位制两个基本单位的符号是国际单位制两个基本单位的符号,这两个基本单位对应的这两个基本单位对应的物理量是物理量是()A.质量和时间质量和时间B.质量和位移质量和位移C.重力和时间重力和时间D.重力和位移重力和位移答案答案Akg是质量对应的单位是质量对应的单位,s是时间对
7、应的单位是时间对应的单位,位移的单位是位移的单位是m,重力的单位是重力的单位是N且不是且不是国际单位制基本单位国际单位制基本单位,故故A正确。正确。考点二牛顿运动定律的应用考点二牛顿运动定律的应用1.(2019浙江浙江4月选考月选考,12,3分分)如图所示如图所示,A、B、C为三个实心小球为三个实心小球,A为铁球为铁球,B、C为木球。为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若
8、将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底则剪断的瞬间相对于杯底(不不计空气阻力计空气阻力,木木水水铁铁)()A.A球将向上运动球将向上运动,B、C球将向下运动球将向下运动B.A、B球将向上运动球将向上运动,C球不动球不动C.A球将向下运动球将向下运动,B球将向上运动球将向上运动,C球不动球不动D.A球将向上运动球将向上运动,B球将向下运动球将向下运动,C球不动球不动答案答案D开始时开始时A球下面的弹簧被压缩球下面的弹簧被压缩,A球所受弹力向上球所受弹力向上;B球下面的弹簧被拉长球下面的弹簧被拉长,B球所受球所受弹力向下弹力向下;将挂吊篮的绳子剪断的瞬时将挂吊篮的绳子剪断的瞬时,系统的加速度为
9、系统的加速度为g,为完全失重状态为完全失重状态,A球将在弹力作用球将在弹力作用下相对于杯底向上运动下相对于杯底向上运动,B球将在弹力作用下相对于杯底向下运动球将在弹力作用下相对于杯底向下运动,C球相对于杯底不动球相对于杯底不动,故故选选D。2.(2018浙江浙江4月选考月选考,8,3分分)如图所示如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F-t图像能反映体图像能反映体重计示数随时间变化的是重计示数随时间变化的是()答案答案C小芳下蹲的过程中先加速运动后减速运动小芳下蹲的过程中先加速运动后减速运动,其加速度方向先向下后向上其加速度方向先向下后向上,即小芳先即小芳先
10、失重后超重失重后超重,她所受的支持力先小于自身重力后大于自身重力她所受的支持力先小于自身重力后大于自身重力,则示数先小于人的质量后大于则示数先小于人的质量后大于人的质量人的质量,故选项故选项C正确。正确。3.(2018浙江浙江4月选考月选考,19,9分分)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示,有一企鹅在倾角为有一企鹅在倾角为37的倾斜冰面上的倾斜冰面上,先以加速度先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑奔跑”,t=8s时时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点
11、最后退滑到出发点,完成一次游戏完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿企鹅在滑动过程中姿势保持不变势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数=0.25,已知已知sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2。求。求:(1)企鹅向上企鹅向上“奔跑奔跑”的位移大小的位移大小;(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小企鹅在冰面滑动的加速度大小;(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示计算结果可用根式表示)答案答案(1)16m(2)8m/s24m/s2(3)2m/s34解析解析(1)在企鹅向上在企鹅向上“奔跑奔跑”过程中过程中
12、,有有x=at2,代入数据解得代入数据解得x=16m(2)在企鹅卧倒以后将经历两个运动过程在企鹅卧倒以后将经历两个运动过程,第一个过程是从卧倒到运动至最高点第一个过程是从卧倒到运动至最高点,第二个过程是第二个过程是从最高点滑到出发点从最高点滑到出发点,两个过程根据牛顿第二定律分别有两个过程根据牛顿第二定律分别有mgsin37+mgcos37=ma1mgsin37-mgcos37=ma2代入数据解得代入数据解得a1=8m/s2,a2=4m/s2(3)企鹅从卧倒至滑到最高点的过程中企鹅从卧倒至滑到最高点的过程中,做匀减速直线运动做匀减速直线运动,设时间为设时间为t,位移为位移为x,则有则有t=,x
13、=a1t2解得解得x=1m企鹅从最高点滑到出发点的过程中企鹅从最高点滑到出发点的过程中,初速度为初速度为0,设末速度为设末速度为vt,则有则有=2a2(x+x)解得解得vt=2m/s121ata122tv344.(2017浙江浙江4月选考月选考,19,9分分)游船从某码头沿直线行驶到湖对岸游船从某码头沿直线行驶到湖对岸,小明对游船运动过程进行观小明对游船运动过程进行观测测,记录数据如下表。记录数据如下表。(1)求游船匀加速运动过程中加速度大小a1及位移大小x1;(2)若游船和游客的总质量M=8 000 kg,求游船匀减速运动过程中所受的合力大小F;(3)求游船在整个行驶过程中的平均速度大小。运
14、动过程运动时间运动状态匀加速运动040 s初速度v0=0;末速度v=4.2 m/s匀速运动40640 sv=4.2 m/s匀减速运动640720 s靠岸时的速度vt=0.2 m/s答案见解析答案见解析解析解析(1)a1=m/s2=0.105m/s2x1=t1=2.140m=84m(2)a2=m/s2=0.05m/s2F=Ma2=400N(3)x2=vt2=4.2600m=2520mx3=t3=176mx=x1+x2+x3=2780m故故=3.86m/s11vt4.2402v33vt4.20.27206402tvvvxt采分要点这类大题考查对物理知识的理解和计算能力。物理知识是主采分要点这类大题
15、考查对物理知识的理解和计算能力。物理知识是主,计算是辅。不要在计算是辅。不要在计算上占用过多的时间计算上占用过多的时间,书写答案要规范书写答案要规范,将题干及问题中的文字准确将题干及问题中的文字准确“翻译翻译”成数学表达式成数学表达式,是这类题的采分要点。是这类题的采分要点。5.(2016浙江浙江10月选考月选考,19,9分分)在某段平直的铁路上在某段平直的铁路上,一列以一列以324km/h高速行驶的列车某时刻开高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶始匀减速行驶,5min后恰好停在某车站后恰好停在某车站,并在该站停留并在该站停留4min,随后匀加速驶离车站随后匀加速驶离车站,经经8.1km后后恢复
16、到原速恢复到原速324km/h。(1)求列车减速时的加速度大小求列车减速时的加速度大小;(2)若该列车总质量为若该列车总质量为8.0105kg,所受阻力恒为车重的所受阻力恒为车重的0.1,求列车驶离车站加速过程中牵引力求列车驶离车站加速过程中牵引力的大小的大小;(3)求列车从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小。求列车从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小。答案答案(1)0.3m/s2(2)1.2106N(3)30m/s解析本题考查了牛顿运动定律的综合应用。解析本题考查了牛顿运动定律的综合应用。(1)列车的速度为列车的速度为324km/h=90m/s,经过经过5min=300s停下
17、停下,所以加速度大小为所以加速度大小为a=m/s2=0.3m/s2(2)f=0.1mg根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律,F-f=mav2=2ax联立解得联立解得F=1.2106N(3)根据上一问可知根据上一问可知,重新加速时间为重新加速时间为t=s=180s减速过程中通过的位移减速过程中通过的位移x=t=45300m=13500m所以整个过程的平均速度所以整个过程的平均速度=m/s=30m/svt90300va900.52vvxxt总8 100 13 500300240 1806.(2016浙江浙江4月选考月选考,19,9分分)如图是上海中心大厦如图是上海中心大厦,小明乘坐大厦快速电梯小明乘坐
18、大厦快速电梯,从底层到达第从底层到达第119层观光平台仅用时层观光平台仅用时55s。若电梯先以加速度。若电梯先以加速度a1做匀加速运动做匀加速运动,达到最大速度达到最大速度18m/s,然后以最大然后以最大速度匀速运动速度匀速运动,最后以加速度最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为549m。(g=10m/s2)(1)若电梯经过若电梯经过20s匀加速达到最大速度匀加速达到最大速度,求加速度求加速度a1及上升高度及上升高度h;(2)在在(1)问中的匀加速上升过程中问中的匀加速上升过程中,若小明的质量为若小明的质量为60kg,求
19、小明对电梯地板的压力求小明对电梯地板的压力;(3)求电梯匀速运动的时间。求电梯匀速运动的时间。答案答案(1)0.9m/s2180m(2)654N,方向竖直向下方向竖直向下(3)6s解析解析(1)加速段加速段:vm=a1t1得得:a1=0.9m/s2h=t1=180m(2)FN-mg=ma1得得:FN=654N由牛顿第三定律得小明对地板的压力大小也为由牛顿第三定律得小明对地板的压力大小也为654N,方向竖直向下。方向竖直向下。(3)根据运动过程作根据运动过程作v-t图线图线,可知图线与可知图线与t轴围成的面积表示位移大小轴围成的面积表示位移大小:H=(t3-t匀匀)+vmt匀匀=549m得得:t
20、匀匀=6sm02v m2v考点一牛顿运动定律考点一牛顿运动定律B B组组 统一命题、省统一命题、省(区、市区、市)卷题组卷题组1.(2016课标课标,18,6分分)(多选多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点且原来作用在质点上的力不发生改变上的力不发生改变,则则()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同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
21、量总是不变质点单位时间内速率的变化量总是不变答案答案BC由题意知此恒力即为质点所受合外力由题意知此恒力即为质点所受合外力,若原速度与该恒力在一条直线上若原速度与该恒力在一条直线上,则质点则质点做匀变速直线运动做匀变速直线运动,质点单位时间内速率的变化量总是不变的质点单位时间内速率的变化量总是不变的;原速度与该恒力不在一条直线原速度与该恒力不在一条直线上上,则质点做匀变速曲线运动则质点做匀变速曲线运动,速度与恒力间夹角逐渐减小速度与恒力间夹角逐渐减小,质点单位时间内速度的变化量是不质点单位时间内速度的变化量是不变的变的,但速率的变化量是变化的但速率的变化量是变化的,A、D项错误项错误,B项正确项
22、正确;由牛顿第二定律知由牛顿第二定律知,质点加速度的方向质点加速度的方向总与该恒力方向相同总与该恒力方向相同,C项正确。项正确。考查点力、加速度、速度三者关系考查点力、加速度、速度三者关系解题关键解题关键F即即F合合,与与a同向。同向。分别分析分别分析F与原速度方向是否在同一直线上的两种情况。与原速度方向是否在同一直线上的两种情况。2.(2016江苏单科江苏单科,9,4分分)(多选多选)如图所示如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没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有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦
23、因数均相等,则在上述过程中则在上述过程中()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左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.若猫增大拉力若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面鱼缸有可能滑出桌面答案答案BD由题图可见由题图可见,鱼缸相对桌布向左滑动鱼缸相对桌布向左滑动,故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右,A错。因为鱼缸与桌布、鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等错。因为鱼缸与桌布、鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等,所以鱼缸加速过程与减速过程的加所以鱼缸
24、加速过程与减速过程的加速度大小相等速度大小相等,均为均为g;由由v=at可知可知,鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等相等,故故B正确。若猫增大拉力正确。若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力,由由Ff=mg可知可知,Ff不变不变,故故C错。若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动错。若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动,则鱼缸就会滑出桌面则鱼缸就会滑出桌面,故故D正确。正确。3.(2016上海单科上海单科,4,3分分)如图如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上顶端固定着小球的直杆固定在小车
25、上,当小车向右做匀加速运动当小车向右做匀加速运动时时,球所受合外力的方向沿图中的球所受合外力的方向沿图中的()A.OA方向方向B.OB方向方向C.OC方向方向D.OD方向方向答案答案D当小车向右做匀加速运动时当小车向右做匀加速运动时,其加速度的方向水平向右其加速度的方向水平向右,由牛顿第二定律可知由牛顿第二定律可知,小球小球所受合外力的方向水平向右所受合外力的方向水平向右,即沿图中即沿图中OD方向方向,选项选项D正确正确,选项选项A、B、C错误。错误。4.(2019北京理综北京理综,20,6分分)国际单位制国际单位制(缩写缩写SI)定义了米定义了米(m)、秒、秒(s)等等7个基本单位个基本单位
26、,其他单位均其他单位均可由物理关系导出。例如可由物理关系导出。例如,由由m和和s可以导出速度单位可以导出速度单位ms-1。历史上。历史上,曾用曾用“米原器米原器”定义米定义米,用用平均太阳日定义秒。但是平均太阳日定义秒。但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯年用铯-133原子基态的两个超精细能原子基态的两个超精细能级间的跃迁辐射的频率级间的跃迁辐射的频率=9192631770Hz定义定义s;1983年用真空中的光速年
27、用真空中的光速c=299792458ms-1定义定义m。2018年第年第26届国际计量大会决定届国际计量大会决定,7个基本单位全部用基本物理常量来定义个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关对应关系如图系如图,例如例如,s对应对应,m对应对应c)。新。新SI自自2019年年5月月20日日(国际计量日国际计量日)正式实施正式实施,这将对科学和这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是()A.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性B.用真空中的光速c(ms-1)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义C.用基本电荷e(C
28、)定义安培(A),因为电荷量q与电流I存在I=q/t,而s已定义D.因为普朗克常量h(Js)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位答案答案D本题考查了国际单位制中的基本单位及导出单位本题考查了国际单位制中的基本单位及导出单位,利用单位的定义方法及导出方利用单位的定义方法及导出方法考查了学生的理解能力、推理能力法考查了学生的理解能力、推理能力,体现了科学本质、科学态度等素养要求体现了科学本质、科学态度等素养要求,渗透了关注社渗透了关注社会发展、科技进步等价值观念。会发展、科技进步等价值观念。由于物理常量与环境和测量方式等因素无关由于物理常量与环境和测量方式等因素无关,故用来定义基本单位时也
29、不受环境、测量方式故用来定义基本单位时也不受环境、测量方式等因素的影响等因素的影响,A正确。由题意可知正确。由题意可知,t、的单位已定义的单位已定义,真空中光速真空中光速c、基本电荷、基本电荷e、普朗克常、普朗克常量量h均为基本物理常量均为基本物理常量,故可分别用故可分别用l=vt、I=q/t、h=mc2来定义长度单位来定义长度单位m、电流单位、电流单位A及质量及质量单位单位kg,B、C正确正确,D错误。错误。5.2019天津理综天津理综,9(1),4分分第第26届国际计量大会决定届国际计量大会决定,质量单位质量单位“千克千克”用普朗克常量用普朗克常量h定义定义,“国际千克原器国际千克原器”于
30、于2019年年5月月20日正式日正式“退役退役”。h的数值为的数值为6.6310-34,根据能量子定义根据能量子定义,h的单位是的单位是,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为则为。答案答案Jskgm2/s解析本题考查国际单位制中普朗克常量解析本题考查国际单位制中普朗克常量h的导出单位。的导出单位。能量能量E=h,则则h=E/,故故h的单位为的单位为Js。由。由W=Fs=mas可知可知,1J=1kg(m/s2)m,故故1Js=1kgm2/s。知识链接国际单位制中的力学基本单位为知识链接国际单位制中的力学基本单位为kg、m、s,由物理规律由物理规律(公
31、式公式),以基本单位为基础以基本单位为基础推导出的单位为导出单位。推导出的单位为导出单位。以下为教师用书专用6.(2016海南单科海南单科,5,3分分)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用的作用,其下滑的其下滑的速度速度-时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在在05s,510s,1015s内内F的大小分别为的大小分别为F1、F2和和F3,则则()A.F1F3C.F1F3D.F1=F3答案答案A根据根据v-t图像可知图像可知,在在05s内加速度为内加速度为a1=0
32、.2m/s2,方向沿斜面向下方向沿斜面向下;在在510s内内,加速度加速度a2=0;在在1015s内加速度为内加速度为a3=-0.2m/s2,方向沿斜面向上方向沿斜面向上;受力分析如图。在受力分析如图。在05s内内,根据牛顿第二根据牛顿第二定律定律:mgsin-f-F1=ma1,则则F1=mgsin-f-0.2m;在在510s内内,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律:mgsin-f-F2=ma2,则则F2=mgsin-f;在在1015s内内,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律:mgsin-f-F3=ma3,则则F3=mgsin-f+0.2m,故可故可以得到以得到F3F2F1,故选项故选项A正确。正
33、确。7.(2015海南单科海南单科,8,5分分)(多选多选)如图如图,物块物块a、b和和c的质量相同的质量相同,a和和b、b和和c之间用完全相同的轻之间用完全相同的轻弹簧弹簧S1和和S2相连相连,通过系在通过系在a上的细线悬挂于固定点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。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块断。将物块a的加速度的大小记为的加速度的大小记为a1,S1和和S2相对于原长的伸长分别记为相对于原长的伸长分别记为l1和和l2,重力加速度大重力加速度大小为小为g。在剪断的瞬间。在剪断的瞬间,()A.a1=3gB.a1=0C.l1=2l2D.l1=l2答案答案AC剪
34、断细线前剪断细线前,把把a、b、c看成整体看成整体,细线中的拉力为细线中的拉力为T=3mg。因在剪断瞬间。因在剪断瞬间,弹簧未弹簧未发生突变发生突变,所以所以a、b、c之间的作用力与剪断细线之前相同。则将细线剪断瞬间之间的作用力与剪断细线之前相同。则将细线剪断瞬间,对对a隔离进行隔离进行受力分析受力分析,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得:3mg=ma1,得得a1=3g,A正确正确,B错误。由胡克定律知错误。由胡克定律知:2mg=kl1,mg=kl2,所以所以l1=2l2,C正确正确,D错误。错误。1.(2018课标课标,15,6分分)如图如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上轻弹簧的下端固定在水平
35、桌面上,上端放有物块上端放有物块P,系统处于静止状系统处于静止状态。现用一竖直向上的力态。现用一竖直向上的力F作用在作用在P上上,使其向上做匀加速直线运动。以使其向上做匀加速直线运动。以x表示表示P离开静止位置离开静止位置的位移的位移,在弹簧恢复原长前在弹簧恢复原长前,下列表示下列表示F和和x之间关系的图像可能正确的是之间关系的图像可能正确的是()考点二牛顿运动定律的应用考点二牛顿运动定律的应用答案答案A本题考查胡克定律、共点力的平衡及牛顿第二定律。设系统静止时弹簧压缩量为本题考查胡克定律、共点力的平衡及牛顿第二定律。设系统静止时弹簧压缩量为x0,由胡克定律和平衡条件得由胡克定律和平衡条件得m
36、g=kx0。力。力F作用在作用在P上后上后,物块受重力、弹力和物块受重力、弹力和F,向上做匀加速向上做匀加速直线运动直线运动,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得,F+k(x0-x)-mg=ma。联立以上两式得。联立以上两式得F=kx+ma,所以所以F-x图像中图图像中图线是一条不过原点的倾斜直线线是一条不过原点的倾斜直线,故故A正确。正确。易错点拨注意胡克定律中形变量的含义易错点拨注意胡克定律中形变量的含义胡克定律中的形变量指的是压缩量或伸长量。本题中胡克定律中的形变量指的是压缩量或伸长量。本题中x表示表示P离开静止位置的位移离开静止位置的位移,此时的形此时的形变量为变量为x0-x而不是而不是x
37、。2.(2019课标课标,20,6分分)(多选多选)如图如图(a),物块和木板叠放在实验台上物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。细绳水平。t=0时时,木板开始受到水平外力木板开始受到水平外力F的作用的作用,在在t=4s时时撤去外力。细绳对物块的拉力撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间随时间t变化的关系如图变化的关系如图(b)所示所示,木板的速度木板的速度v与时间与时间t的关系如的关系如图图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度
38、取10m/s2。由题给数据可以得。由题给数据可以得出出()图图(a)图图(b)图图(c)A.木板的质量为1 kgB.2 s4 s内,力F的大小为0.4 NC.02 s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2答案答案AB本题考查牛顿运动定律的综合应用本题考查牛顿运动定律的综合应用,体现了物理学科科学推理的核心素养。体现了物理学科科学推理的核心素养。分析知木板受到的摩擦力分析知木板受到的摩擦力f=f。02s,木板静止木板静止,F=f,F逐渐增大逐渐增大,所以所以C错误。错误。4s5s,木板加速木板加速度大小度大小a2=m/s2=0.2m/s2,对木板受力分析对木板受力分析,f=
39、ma2=0.2N,得得m=1kg,所以所以A正确。正确。2s4s,对木板有对木板有F-f=ma1,F=f+ma1=0.2N+1N=0.4N,所以所以B正确。由于无法确定物块的质量正确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小则尽管知道滑动摩擦力大小,仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故故D错误。错误。0.40.210.402思路分析以木板为研究对象思路分析以木板为研究对象,通过通过f-t与与v-t图像对相应过程进行受力分析、运动分析图像对相应过程进行受力分析、运动分析,列方程列方程解出相应的问题。解出相应的问题。3.(2015课标课标,20,6分分)
40、(多选多选)在一东西向的水平直铁轨上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的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩连接某两相邻车厢的挂钩P和和Q间的拉力大小为间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时的加速度向西行驶时,P和和Q间的拉间的拉力大小仍为力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为则这列车厢的节数可能为()A.8B.10C
41、.15D.1823答案答案BC如图所示如图所示,假设挂钩假设挂钩P、Q东边有东边有x节车厢节车厢,西边有西边有y节车厢节车厢,每节车厢质量为每节车厢质量为m。当。当向东行驶时向东行驶时,以以y节车厢为研究对象节车厢为研究对象,则有则有F=mya;当向西行驶时当向西行驶时,以以x节车厢为研究对象节车厢为研究对象,则有则有F=mxa,联立两式有联立两式有y=x。可见。可见,列车车厢总节数列车车厢总节数N=x+y=x,设设x=3n(n=1,2,3,),则则N=5n,故可知故可知选项选项B、C正确。正确。2323534.(2019江苏单科江苏单科,15,16分分)如图所示如图所示,质量相等的物块质量相
42、等的物块A和和B叠放在水平地面上叠放在水平地面上,左边缘对齐。左边缘对齐。A与与B、B与地面间的动摩擦因数均为与地面间的动摩擦因数均为。先敲击。先敲击A,A立即获得水平向右的初速度立即获得水平向右的初速度,在在B上滑动距上滑动距离离L后停下。接着敲击后停下。接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动都向右运动,左边缘再次对齐时恰左边缘再次对齐时恰好相对静止好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为重力加速度为g。求。求:(1)A被敲击后获得的初速度大小被敲击后获得的初速度大
43、小vA;(2)在左边缘再次对齐的前、后在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小运动加速度的大小aB、aB;(3)B被敲击后获得的初速度大小被敲击后获得的初速度大小vB。答案答案(1)(2)3gg(3)22gL2gL解析本题通过板、块组合模型考查了牛顿运动定律的综合应用解析本题通过板、块组合模型考查了牛顿运动定律的综合应用,考查了学生的综合分析能考查了学生的综合分析能力与应用数学知识处理物理问题的能力力与应用数学知识处理物理问题的能力,体现了科学思维中的模型建构、科学推理等素养要体现了科学思维中的模型建构、科学推理等素养要素。素。(1)由牛顿运动定律知,A加速度的大小aA=g匀变速直线运动2
44、aAL=解得vA=(2)设A、B的质量均为m对齐前,B所受合外力大小F=3mg由牛顿运动定律F=maB,得aB=3g对齐后,A、B所受合外力大小F=2mg由牛顿运动定律F=2maB,得aB=g(3)经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为xA、xB,A加速度的大小等于aA则v=aAt,v=vB-aBtxA=aAt2,xB=vBt-aBt22Av2gL1212且xB-xA=L解得vB=2gL解题指导解题指导A、B间存在相对滑动时间存在相对滑动时,其相互间摩擦力为滑动摩擦力其相互间摩擦力为滑动摩擦力;而二者速度达到相同时而二者速度达到相同时,摩擦力突变为静摩擦力摩擦力突变为静摩擦力,此时可采用
45、整体法分析处理。此时可采用整体法分析处理。5.(2017课标课标,25,20分分)如图如图,两个滑块两个滑块A和和B的质量分别为的质量分别为mA=1kg和和mB=5kg,放在静止于水平放在静止于水平地面上的木板的两端地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为两者与木板间的动摩擦因数均为1=0.5;木板的质量为木板的质量为m=4kg,与地面间与地面间的动摩擦因数为的动摩擦因数为2=0.1。某时刻。某时刻A、B两滑块开始相向滑动两滑块开始相向滑动,初速度大小均为初速度大小均为v0=3m/s。A、B相相遇时遇时,A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力与木板恰好相对静止。设最大静摩擦
46、力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小取重力加速度大小g=10m/s2。求。求(1)B与木板相对静止时与木板相对静止时,木板的速度木板的速度;(2)A、B开始运动时开始运动时,两者之间的距离。两者之间的距离。答案答案(1)1m/s(2)1.9m解析本题考查直线运动和牛顿定律。解析本题考查直线运动和牛顿定律。(1)滑块滑块A和和B在木板上滑动时在木板上滑动时,木板也在地面上滑动。设木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别和木板所受的摩擦力大小分别为为f1、f2和和f3,A和和B相对于地面的加速度大小分别为相对于地面的加速度大小分别为aA和和aB,木板相对于地面的加速度大小为木板相对于地
47、面的加速度大小为a1。在滑块在滑块B与木板达到共同速度前有与木板达到共同速度前有f1=1mAgf2=1mBgf3=2(m+mA+mB)g由牛顿第二定律得f1=mAaAf2=mBaBf2-f1-f3=ma1设在t1时刻,B与木板达到共同速度,其大小为v1。由运动学公式有v1=v0-aBt1v1=a1t1联立式,代入已知数据得v1=1 m/s(2)在t1时间间隔内,B相对于地面移动的距离为sB=v0t1-aB设在B与木板达到共同速度v1后,木板的加速度大小为a2。对于B与木板组成的体系,由牛顿第二定律有1221tf1+f3=(mB+m)a2由式知,aA=aB;再由式知,B与木板达到共同速度时,A的
48、速度大小也为v1,但运动方向与木板相反。由题意知,A和B相遇时,A与木板的速度相同,设其大小为v2。设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2,则由运动学公式,对木板有v2=v1-a2t2对A有v2=-v1+aAt2在t2时间间隔内,B(以及木板)相对地面移动的距离为s1=v1t2-a2在(t1+t2)时间间隔内,A相对地面移动的距离为sA=v0(t1+t2)-aA(t1+t2)2A和B相遇时,A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时,两者之间的距离为s0=sA+s1+sB联立以上各式,并代入数据得s0=1.9 m(也可用如图的速度-时间图线求解)1222t12审题指导如何建立物理情景
49、审题指导如何建立物理情景,构建解题路径构建解题路径首先分别计算出首先分别计算出B与板、与板、A与板、板与地面间的滑动摩擦力大小与板、板与地面间的滑动摩擦力大小,判断出判断出A、B及木板的运动及木板的运动情况。情况。把握好几个运动节点。把握好几个运动节点。由各自加速度大小可以判断出由各自加速度大小可以判断出B与木板首先达到共速与木板首先达到共速,此后此后B与木板共同运动。与木板共同运动。A与木板存在相对运动与木板存在相对运动,且且A运动过程中加速度始终不变。运动过程中加速度始终不变。木板先加速后减速木板先加速后减速,存在两个过程。存在两个过程。以下为教师用书专用6.(2016天津理综天津理综,8
50、,6分分)(多选多选)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车编组而成,提供动力的车厢叫动车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不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等等,动车的额定功率都相同动车的额定功率都相同,动车组在水平直动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由组由8节车厢组成节车厢组成,其中第其中第1、5节车厢为动车节车厢为动车,其余为拖车其余为拖车,则该动车组则该动车组()A.启动时乘客受到车厢作用力
