1、热点热点 04 牛顿运动定律的综合运用牛顿运动定律的综合运用 高考真题高考真题 1. （2019 年年 4 月浙江选考）月浙江选考）如图所示，A、B、C 为三个实心小球， A 为铁球，B、C 为木球。A、B 两球分别连在两根弹簧上，C 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，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，则剪断的瞬间相 对于杯底（不计空气阻力，木水铁） A. A 球将向上运动，B、C 球将向下运动 B. A、B 球将向上运动，C 球不动 C. A 球将向下运动，B 球将向上运动，C 球不动 D. A 球将向上运动，B 球将向下运动，C 球不动 【参
2、考答案】D 【名师解析】 开始时 A 球下的弹簧被压缩，弹力向上；B 球下的弹簧被拉长，弹力 向下；将挂吊篮的绳子剪断的瞬时，系统的加速度为 g，为完全失重 状态，此时水对球的浮力为零，小球的重力也可视为零，则 A 球将 在弹力作用下向上运动，B 球将在弹力作用下向下运动，C 球不动； 故选 D. 2. （2019 年年 4 月浙江选考）月浙江选考）如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列 说法正确的是 A. 小明与船之间存在摩擦力 B. 杆的弯曲是由于受到杆对小明的力 C. 杆对岸的力大于岸对杆的力 D. 小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力 【参考答案】A 【名师解析】 小明与船之间存在运动
3、的趋势，则它们之间存在摩擦力，选项 A 正 确；杆的弯曲是由于杆受到小明对杆的力，选项 B 错误；杆对岸的力 与岸对杆的力是作用与反作用力，大小相等，选项 C 错误；小明对杆 的力和杆对小明的力是一对相互作用力，选项 D 错误；故选 A. 2.（浙江新高考（浙江新高考 2018 年年 4 月选考科目物理试题）月选考科目物理试题）如图所示，小芳在 体重计上完成下蹲动作，下列 F-t 图像能反应体重计示数随时间变化 的是 A. B. C. D. 【参考答案】 C 【名师解析】 对人的运动过程分析可知， 人下蹲的过程可以分成两段： 人在加速下蹲的
4、过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对 传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方 向向上， 处于超重状态， 此时人对传感器的压力大于人的重力的大小， 故 C 正确，A、B、D 错误； 故选 C。 【点睛】人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态， 在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态。 3.（2018 年年 11 月浙江选考物理）月浙江选考物理） 如图所示为某一游戏的局部简化示 意图。D 为弹射装置，AB 是长为 21m 的水平轨道，倾斜直轨道 BC 固定在竖直放置的半径为 R=10m的圆形支架上， B 为圆形的最低点， 轨道 AB 与 BC
5、平滑连接，且在同一竖直平面内。某次游戏中，无动 力小车在弹射装置 D 的作用下，以 v0=10m/s 的速度滑上轨道 AB，并 恰好能冲到轨道 BC 的最高点。已知小车在轨道 AB 上受到的摩擦力 为其重量的 0.2 倍，轨道 BC 光滑，则小车从 A 到 C 的运动时间是 A. 5s B. 4.8s C. 4.4s D. 3s 【参考答案】【参考答案】A 【名师解析】小车在水平轨道上运动，由【名师解析】小车在水平轨道上运动，由 0.2mg=ma，解得加速度大，解得加速度大 小小 a=0.2g。运动到。运动到 B 点时，由点时，由 v2= v02-2aL，解得，解得 v
6、=4m/s，小车从 A 到 C 的运动的平均速度=m/s， 小车从 A 到 C 的运动时间是 t1=3s. 设 斜直轨道 BC 长长 s，倾角为 ，由几何关系可得：sin=，小车在倾斜 轨道上运动的加速度 a=gsin=，v2=2as，在 BC 上运动时间是 t2=，联 立解得： t2=2s。 小车从 A 到 C 的运动时间是 t= t1+t2=5s 选项 A 正确。 4 （2017 年年 4 月浙江选考）月浙江选考）游船从某码头沿直线行驶到湖对岸，小 明对过程进行观测记录数椐如下表 运动过程 运动时间 运动状态 匀加速运动 040s 初 速 度 v0=0 ； 末 速 度 v=4.2m/s 匀
7、速运动 40s640s v=4.2m/s 匀减速运动 640s720s 靠岸时 v1=0.2m/s （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=8000kg， 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。 【名师解析】（1） 船匀加速运动过程中加速度大小 a1= v t = 4.20 40 m/s2=0.105m/s2, 匀加速运动时间：t1=40s， 匀加速运动位移大小为 x1= 1 2a1t12= 1 2 0.105 402m=84m （2）游船匀减速运动过程的加速度大小 &n
8、bsp;a2= v t = 4.20? 2 720640 m/s2=0.05m/s2, 根据牛顿第二定律得到 F=Ma2=8000 0.05N=400N 所以游船匀减速运动过程中所受的合力大小 F=400N （3）匀加速运动过程位移 x1=84m， 匀速运动时间 t2=640s-40s=600s ， 匀速运动位移 x2=vt2=4.2 (640-40)m=2520m 匀减速运动时间 t3=720s-640s=80s， 匀减速运动过程位移 x3= 1 2 （v+v1） t3= 1 2 （4.2+0.2） 80m=176m 总位移 x= x1+ x2+ x3=84m+2520m+176m=2780
9、m 行驶总时间为 t=720s 所以整个过程中行驶的平均速度大小 v=x/t=3.86m/s。 最新模拟题最新模拟题 1.(2020 江苏南京联考江苏南京联考)如图所示,具有完全知识产权的两列中国标准 动车组“复兴号”在京沪双向发车成功。 若动车组各级车厢总质量均相 等,它由8 节车厢组成,其中第1和5 节车厢为动车,其余均为拖车,动车 的额定功率都相同。 若在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比, 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.做匀速运动时,乘客相对车厢竖直向上跳起后将落在起跳点后方 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
10、 成正比 D.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 【参考答案】 D 【名师解析】动车组启动时,乘客加速运动,车厢对乘客有沿运动方向 的作用力,还有竖直向上的作用力,故乘客受到车厢作用力的方向与运 动方向成一定的夹角斜向上,A错误;动车组做匀速运动时,乘客相对车 厢竖直向上跳起后,由于惯性,乘客水平方向保持与列车同样的速度, 故乘客落在起跳点处,B 错误;动车组进站时从关闭发动机到停下来,由 题意可知,受阻力 f=kMg,则列车加速度 a=kg,滑行的距离 x=,即与速度 的二次方成正比,C 错误;设每节车厢的质量为 m,整个车厢所受牵引力 为
11、 F,则对整个车有 F-8kmg=8ma,设第 5、6 节车厢间的作用力为 F1, 以 6、7、8 节车厢为研究对象,有 F1-3kmg=3ma,设第 6、7 节车厢间的 作用力为 F2,以第 7、8 节车厢为研究对象,有 F2-2kmg=2ma,所以=,D 正确。 2（2020 长春一模）长春一模）如图所示，质量为 M 的物体 A 放在光滑平台 上，通过轻绳跨过光滑的固定滑轮与质量为 m 的物体相连，释放 物体，二者共同加速运动，物体运动过程中不会与滑轮相碰，已 知重力加速度为 g，以下说法正确的是 A两物体的加速度相同 B轻绳上的拉力 T Mg C轻绳上的拉力 T a，所以 a
12、2a，选项 B 正确。 【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是没有考虑摩擦力，导致 错选选项 C；二是没有根据题述情景利用牛顿运动定律列方程得出 a 和 a的关系式，导致错选 A 或 D。 4.（2019 甘肃嘉峪关酒钢三中二模）甘肃嘉峪关酒钢三中二模）亚里士多德在其著作物理学 中说：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的 运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自 然运动”称之为“受迫运动”伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判的继承 了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学；新物理学认为一切物体 都具有的“自然本性”是“惯性”下列关于“惯性”和“运动”的说法
13、中符 合新物理学的是( ) A一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动静止或者匀速直 线运动 B作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因 C竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是 继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性 D可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向 桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子 的摩擦力”导致的 【参考答案】ABC 【名师解析】可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的 盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子”转动需要的向心力超过了 “桌面给盘子的摩擦力
14、”导致的，选项 D 错误。 5（2020 长春一模）长春一模） 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，叫做导出单位。导出单位可以用基本单位表示，则力 的单位“牛顿（N）”用国际单位制的基本单位表示正确的是 Akg s2/m Bkg m/s2 Ckg s/m2 Dkg m/s 【参考答案】B 【命题意图】本题以导出单位为命题背景，考查学生的物理观念、对 导出单位和基本单位的理解及其相关知识点。 【解题思路】根据物理公式不但表示物理量之间的关系，也表示单 位之间的关系，由牛顿第二定律 F=ma 可知，力的
15、单位“牛顿”用国际 单位制的基本单位表示为：1N=1kg m/s2，选项 B 正确。 6.（16 分） （分） （2020 山东肥城六高月考）山东肥城六高月考）在寒冷的冬天，路面很容易结 冰，在冰雪路面上汽车一定要低速行驶。在冰雪覆盖的路面上，车辆 遇紧急情况刹车时，车轮会抱死而“打滑”。如图所示，假设某汽车以 10m/s 的速度行驶至一个斜坡的顶端 A 时，突然发现坡底前方有一位 行人正以 2m/s 的速度做同向匀速运动，司机立即刹车，但因冰雪路 面太滑，汽车仍沿斜坡滑行。已知斜坡的高 AB3 m，长 AC5 m， 司机刹车时行人距坡底 C 点的距离 CE6 m，从厂家的技术手册中 查得该车
16、轮胎与冰雪路面的动摩擦因数约为 0.5。 （重力加速度大小 g 10 m/s2） （其中30=5.5） (1)求汽车沿斜坡滑下的加速度大小； (2)试分析此种情况下，行人是否有危险。 【名师解析】 (1)汽车在斜坡上行驶时 mgsin mgcos ma1 由几何关系得 sin 3 5，cos 4 5 联立可得 a12 m/s2 (2)由匀变速直线运动规律可得 v2 Cv 2 A2a1xAC 解得汽车到达坡底 C 时的速度 vC 120 m/s =11 m/s 经历时间 t1 vCvA a1 530 s=0.5s 汽车
17、在水平路面运动阶段，mgma2 汽车的速度减至 vv人2 m/s 时发生的位移 x1 v2 Cv 2 人 2a2 11.7 m 经历的时间 t2 vCv人 a2 5 2302 s=1.8s 人发生的位移 x2v人(t1t2)4.6 m 因 x1x27.1 m6 m，故行人有危险 7（12 分） （分） （2020 河北曲阳一中月考）河北曲阳一中月考）如图所示，一弹簧一端固定 在倾角为 37 的光滑固定斜面的底端， 另一端拴住质量为 m16 kg 的物体 P，Q 为一质量为 m210 kg 的物体，弹簧的质量不计，劲度 系数 k600 N/m
18、，系统处于静止状态现给物体 Q 施加一个方向沿 斜面向上的力 F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在 前 0.2 s 时间内， F 为变力， 0.2 s 以后 F 为恒力， sin 37 0.6， cos 37 0.8，g 取 10 m/s2. 求： (1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量 x0 ； (2)物体 Q 从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小 a； (3)力 F 的最大值与最小值 【参考答案】 (1)0.16 m (2) 10 3 m/s2 (3) 280 3 N 160 3 N 【名师解析】(1)设开始时弹簧的压缩量为 x0 对整体受力分析，平行斜面方向有： (m
19、1m2)gsin kx0 解得： x00.16 m (2)前 0.2 s 时间内 F 为变力，之后为恒力，则 0.2 s 时刻两物体分离， 此时 P、Q 之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量 为 x1 对物体 P，由牛顿第二定律得： kx1m1gsin m1a 前 0.2 s 时间内两物体的位移： x0x1 1 2 at2 联立解得： a10 3 m/s2 (3)对两物体受力分析知，开始运动时拉力最小，分离时拉力最大： Fmin(m1m2)a 160 3 N 对 Q 应用牛顿第二定律得： Fmaxm2gsin m2a 解得： Fmaxm2(gsin a) 280 3 N. 1(1
20、6 分分) （2020 江苏扬州中学质检）江苏扬州中学质检）如图所示，有 1、2、3 三个 质量均为 m = 1kg 的物体，物体 2 与物体 3 通过不可伸长轻绳连接， 跨过光滑的定滑轮，设长板 2 到定滑轮足够远，物体 3 离地面高 H = 5.75m，物体 1 与长板 2 之间的动摩擦因数 = 0.2。长板 2 在光滑的 桌面上从静止开始释放，同时物体 1（视为质点）在长板 2 的左端以 v = 4m/s 的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板 2 的右端掉 下。求： （1）长板 2 开始运动时的加速度大小； （2）长板 2 的长度 L0； （3）当物体 3 落地时，物体 1 在长板
21、 2 的位置。 【名师解析】. 物体 1 的加速度 a1= -mg/m= -g= -2m/s2 物体 2 和 3 的整体加速度 a2=(mg+mg)/2m=6m/s2 设经过时间 t1二者速度相等 v1=v+a1t=a2t 代入数据解 t1=0.5s v1=3m/s X1=（v+v1）t/2=1.75m x2=v1t/2=0.75m 所以木板 2 的长度 L0=x1-x2=1m 此后，假设物体 123 相对静止，a=g/3 Ma=3.3NFf=mg=2N，故假设不成立，物体 1 和物体 2 相对滑动 物体 1 的加速度 a3=g=2m/s2 物体 2 和 3
22、 整体的加速度 a4=（g-g）/2=4m/s2 整体下落高度 h=H-x2=5m 根据 h=v1t+a4t22/2 解得 t2=1s 物体 1 的位移 x3=v1t2+a3t22/2=4m h-x3=1m 物体 1 在长木板 2 的最左端 2.（14 分） （分） （2020 成都石室中学模拟）成都石室中学模拟）在水平长直轨道上，有一长平 板车在水平外力控制下始终保持速度 v0=4m/s 做匀速直线运动，某时 刻，站在地面上的人，将一质量为 m=1kg 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 =0.2，g=10m/s2. (1
23、)若小车足够长， 以地面为参考系， 小滑块从轻放到车面的中点到与 车面相对静止的过程中，小滑块通过的距离 x 是多大？ (2)若小车长度 L=2m，在将小滑块放到车面中点的同时，对小滑块施 加一个与车运动方向相同的恒力 F，要保证滑块不从车的左端掉下， 恒力 F 大小应该满足什么条件？ (3)在(2)的情况下，力 F 取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力 F 的作用时间应该在什么范围内？ 【名师解析】： (1)设小滑块的加速度为 a1，由牛顿第二定律得： 1 mamg 解得：a1=2m/s2 （1 分） 02 2 01 vxa 解得：x= 4 m &nbs
24、p; （1 分） (2)设恒力 F 取最小值为 F1，小滑块的加速度为 a2，滑块到达小车的 左端时恰好与小车速度相同，经过的时间是 t1，则：v0=a2t1 （1 分） 22 1 1010 L tvtv （1 分） 对滑块由牛顿第二定律得： 21 mamgF （1 分） 联立解得 F1 = 6N，t1=0.5s 即 F 6N &
25、nbsp; （1 分） (3)力 F 取最小值 F1 = 6N，当小滑块到达小车的左端与小车速度相同 后，开始向右做初速度为 v0=4m/s 的匀加速直线运动，设运动加速度 大小为 a3，为保证小滑块不从车上掉下，从左端运动开始经过的时间 为 t2，通过的距离为 x1，恒力 F1 停止作用，此时小滑块速度为 v1， 小滑块开始做匀减速直线运动， 设运动加速度大小为 a4，经过的时间 为 t3，通过的距离为 x2，到达小车右端时，与车达共同速度，则： x1+x2- v0 (t2+t3) =L （1 分）
26、 2 10 1 2 t vv x （1 分） 3 10 2 2 t vv x （1 分） 3 01 2 a vv t （1 分） 2 4 3 4 01 3 t a a a vv t （1 分） 由牛顿第二定律得： 31 mamgF （1 分） 4 mamg 联立解得：st58. 0 3 3 2 （1 分） 则力 F 的作用时间 t 的范围是 t1tt1+ t2 即sts 6 323 5 .
27、 0 或sts08. 15 . 0 （1 分） 4. (10 分分) （2020 甘肃嘉峪关酒钢中学模拟）甘肃嘉峪关酒钢中学模拟） 某电视台的娱乐节目中， 有一个拉板块的双人游戏，考验两人的默契度如图所示，一长 L=0.60m、质量 M=0.40kg 的木板靠在光滑竖直墙面上，木板右下方 有一质量 m=0.80kg 的小滑块 （可视为质点） ， 滑块与木板间的动摩擦 因数为 =0.20，滑块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 g=10m/s2 一人用水平恒力 F1向左作用在滑块上， 另一人用竖直恒力 F2向上拉动滑块，使滑块从地面由静止开始向上运动 （1）为使木板能向上运动，
28、求 F1必须满足什么条件？ （2）若 F1=22N，为使滑块与木板能发生相对滑动，求 F2必须满足 什么条件？ （3）游戏中，如果滑块上移 h=1.5m 时，滑块与木板没有分离，才算 两人配合默契，游戏成功现 F1=24N，F2=16N，请通过计算判断游 戏能否成功？ 【名师解析】.（1）滑块与木板间的滑动摩擦力 对木板应有 代入数据得 （2）对木板有 对滑块有 要能发生相对滑动应有 代入数据可得 （3）对滑块有 设滑块上升 h 的时间为 t，则 对木板有 设木板在 t 时间上升的高度为 H，则 代入数据可得 由于，滑块在上升到 1.5m 之前已经脱离了木板，游戏不能 成功
