1、考点考点1 1 对牛顿运动定律的理解对牛顿运动定律的理解 1.(2020浙江7月选考,2,3分)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱 子四周有一定空间。当公交车( ) A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动 B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动 C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动 D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动 答案答案 B 缓慢起动时,两只行李箱处于受力平衡状态,行李箱的运动状态不会改变,即两只行李箱 会与车子保持相对静止,选项A错误;急刹车时,行李箱a由于惯性保持原有运动状态,且其竖立在公 交车上,最大静摩擦力较小,因
2、此会相对车子向前运动,选项B正确;根据F向=m可知,缓慢转弯时, 所需向心力很小,因此静摩擦力足够提供两只行李箱转弯所需的向心力,所以两只行李箱会与车子 保持相对静止,选项C错误;根据F向=m可知,急转弯时行李箱b需要的向心力较大,如果行李箱b所 受最大静摩擦力不足以提供向心力,则会做离心运动,即可能会相对车子向外侧运动,选项D错误。 2 v r 2 v r 2.(2018浙江4月选考,1,3分)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是 ( ) A.亚里士多德 B.伽利略 C.笛卡儿 D.牛顿 答案答案 B 本题考查物理学史知识,体现了“科学态度”素养要素。 伽利略通过理想斜
3、面实验得出“力不是维持物体运动的原因”,故选B。 3.(2019浙江4月选考,1,3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( ) A.功/焦耳 B.质量/千克 C.电荷量/库仑 D.力/牛顿 答案答案 B 本题考查基本量及国际单位制中的基本单位,体现了“物理观念”核心素养。 质量是基本量,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,其对应的单位也 不是基本单位。故选B。 4.(2016课标,18,6分)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的 力不发生改变,则( ) A.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
4、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 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 答案答案 BC 本题考查对牛顿第二定律的理解,利用对力与运动关系的分析,考查学生的理解能力, 同时也体现了“运动与相互作用观念”素养要素。 由题意知此恒力即质点所受合外力,若原速度与该恒力在一条直线上,则质点做匀变速直线运动, 质点单位时间内速率的变化量总是不变的;原速度与该恒力不在一条直线上,则质点做匀变速曲 线运动,速度与恒力间夹角逐渐减小,即质点单位时间内速度的变化量是不变的,但速率的变化量 可能变化,A、D项错误,B项正确;由牛顿第二定律知,质点加速度的方向总与该恒力方向相同,C
5、项 正确。 5.(2016上海单科,4,3分)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 答案答案 D 本题考查对牛顿第二定律的理解,体现了“运动与相互作用观念”的素养要素。 当小车向右做匀加速运动时,其加速度的方向水平向右,由牛顿第二定律可知,小球所受合外力的 方向水平向右,即沿图中OD方向,选项D正确,选项A、B、C错误。 6.(2017上海单科,5,3分)如图,在匀强电场中,悬线一端固定于地面,另一端拉住一个带电小球,使之 处于静止状态。忽略空气阻力,当悬线断裂后,小球将做(
6、 ) A.曲线运动 B.匀速直线运动 C.匀加速直线运动 D.变加速直线运动 答案答案 C 本题考查力与运动的关系。在悬线断裂前,小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处 于平衡状态,故重力与电场力的合力与拉力等值反向。悬线断裂后,小球所受重力与电场力的合力 大小、方向均不变,故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动,C项正确。 7.(2019北京理综,20,6分)国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由 物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m s-1。历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太 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
7、和测量方式等因素的影响,而采用 物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯-133原子基态的两个超精细能级间的跃迁辐射 的频率=9 192 631 770 Hz定义s;1983年用真空中的光速c=299 792 458 m s-1定义m。2018年第26 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(对应关系如图,例如,s对应,m对 应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施,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( ) 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(m s-1)定义m,因为长度l与速度v存在l
8、=vt,而s已定义 C.用基本电荷e(C)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(J s)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,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,体现了科学本质、科学态度等素养要求,渗透了关注社会发展、 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,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,A正确。由题意可知,t的单位已定义,真空中光速c、基本电荷e、普朗克常量h均为基本 物理常量,故可分别用l=vt、I=q/
9、t、h=mc2来定义长度单位m、电流单位A及质量单位kg,B、C正 确,D错误。 8.(2017上海单科,6,3分)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时,水面 形状接近于图( ) 答案答案 A 本题考查对牛顿第一定律的理解,利用对火车运动的分析,考查学生对惯性的理解,同时 渗透了“运动与相互作用观念”的素养要素。 当火车向右做匀减速运动时,碗内的水由于惯性,保持原来较大的速度向右运动,则只有图A所示的 情形符合要求,故A正确。 温馨提示温馨提示 求解本题时还可以直接利用日常生活经验,即不需进行过多动力学分析。 1.(2018浙江11月选考,3,3分)用国际单位制的基本单位
10、表示电场强度的单位,下列正确的是( ) A.N/C B.V/m C.kg m/(C s2) D.kg m/(A s3) 以下为教师用书专用 答案答案 D 电场强度E=,电场力的单位为N,电荷量的单位为C,所以电场强度的单位是N/C,而 1 N/C=1=1 kg m/(A s)3,D正确。 F q 2 kg m/ A s s 2.(2017浙江11月选考,2,3分)在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是( ) A.质量,千克 B.能量,焦耳 C.电阻,欧姆 D.电量,库仑 答案答案 A 在国际单位制中,基本量有:质量、长度、时间、电流、发光强度、热力学温度、物质 的量,所以答案为A。 3.(2
11、015课标,20,6分)(多选)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,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉 力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为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 2 3 答案答案 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=mxa,联 立两式有
12、y=x。可见,列车车厢总节数N=x+y=x,设x=3n(n=1,2,3,),则N=5n,故可知选项B、C正确。 2 3 2 3 5 3 4.2019天津理综,9(1)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h定义,“国际千 克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.6310-34,根据能量子定义,h的单位是 ,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为 。 答案答案 J s kg m2/s 解析解析 本题考查国际单位制中普朗克常量h的导出单位,题目背景渗透了“科学态度”与“社会 责任”的素养要素。 能量E=h,则h=E/,故h的单位为J s。由W=Fs=mas可
13、知,1 J=1 kg (m/s2) m,故1 J s=1 kg m2/s。 知识拓展知识拓展 用物理规律重新定义基本物理量保证了基本单位的稳定性,这是科技进步的体现,影响 深远。 1.(2020山东,11,4分)(多选)如图所示,质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上,右侧连接一固定于 墙面的水平轻绳,左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩 码B挂于弹簧下端,当弹簧处于原长时,将B由静止释放,当B下降到最低点时(未着地),A对水平桌面 的压力刚好为零。轻绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,物块A始终处于静止状态。以下判断正 确的是( ) A.M2m B.2mM3m C
14、.在B从释放位置运动到最低点的过程中,所受合力对B先做正功后做负功 D.在B从释放位置运动到速度最大的过程中,B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量 考点考点2 2 牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用 答案答案 ACD 将钩码从弹簧原长的位置由静止释放,钩码在竖直方向上做简谐运动,刚释放时钩 码的加速度为a=g,由对称性可知,当钩码下降到最低点时a=-g,则由牛顿第二定律mg-T=ma可得此 时弹簧弹力大小T=2mg,设滑轮与A间轻绳与水平方向的夹角为,由于此时A对水平桌面的压力恰 好为零,故有T sin =Mg,可见M=2m sin 2m,A项正确,B项错误。B从释放到运动到最低
15、点的过程 中先加速后减速到零,动能先增大后减小,由动能定理可知合力先做正功后做负功,C项正确。而B 从释放到速度最大的过程中除重力外只有弹簧弹力做负功,由功能关系可知,其机械能的减少量等 于克服弹簧弹力所做的功,D正确。 2.(2020天津,8,5分)(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能,成为我国高 铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上 运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t 内( ) A.做匀加速直线运动 B.加速度逐渐减小 C.牵引力的功率P=Fvm D
16、.牵引力做功W=m-m 1 2 2 m v 1 2 2 0 v 答案答案 BC 对动车受力分析,由牛顿第二定律可得-F=ma,可知a随v增大而减小,动车做加速度 减小的加速运动,故A选项错误、B选项正确;当动车达到最大速度vm时,牵引力等于阻力F,故P= Fvm,C选项正确;由动能定理可得W-Wf=m-m,故选项D错误。 P v 1 2 2 m v 1 2 2 0 v 3.(2019海南单科,5,4分)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,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,
17、轻绳的张力大小为( ) A.F-2mg B.F+mg C.F-mg D.F 1 3 1 3 1 3 答案答案 D 本题为“连接体”问题,通过对本题的分析解答,考查了学生的推理能力,同时也渗透了 “科学思维”素养中的“模型建构”及“科学推理”要素。 对整体进行受力分析:F- 3mg=3ma, 对P进行受力分析:T-mg=ma, 联立解得轻绳的张力大小为T=,故A、B、C错误,D正确。 3 F 4.(2018课标,15,6分)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
18、长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是( ) 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,利用物块P上升过程的动力学分 析,考查学生的分析综合能力及应用数学知识处理物理问题的能力,体现了“科学思维”素养中的 “科学推理”及“模型建构”要素。 设系统静止时弹簧压缩量为x0,由胡克定律和平衡条件得mg=kx0。力F作用在P上后,物块受重力、 弹力和F,向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得,F+k(x0-x)-mg=ma。联立以上两式得F=kx+ma, 所以F-x图像中图线是一条不过原点的倾斜直线,故A正确。 5.(2019课标,20,6分)(多选)如图(a),物块和木板叠
19、放在实验台上,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,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去 外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所 示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出( ) 图(a) 图(b) 图(c) A.木板的质量为1 kg B.2 s4 s内,力F的大小为0.4 N C.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 本题为牛顿运动定律的综合应用问题,结合f-t、v-t图像对木板的多个过程进行分析
20、, 考查了学生的分析综合能力,渗透了“科学思维”素养中的“科学推理”及“科学论证”要素。 分析知木板受到的摩擦力f=f。0 2 s,木板静止,F=f,F逐渐增大,所以C错误。4 s5 s,木板加速度 大小a2= m/s2=0.2 m/s2,对木板受力分析,f=ma2=0.2 N,得m=1 kg,所以A正确。2 s4 s,对木板 有F-f=ma1,F=f+ma1=0.2 N+1 N=0.4 N,所以B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,仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。 0.4-0.2 1 0.4-0 2 6.(2020山东,16,9分)单板滑雪U型池比赛是冬奥
21、会比赛项目,其场地可以简化为如图甲所示的模 型:U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成,轨道倾角 为17.2。某次练习过程中,运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面 ABCD滑出轨道,速度方向与轨道边缘线AD的夹角=72.8,腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图 乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点,不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2,sin 72. 8=0.96,cos 72.8=0.30。求: (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d; (2)M、N之间的距离L。 图甲 图乙 解析解析 (1)在M点,设运动
22、员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1,由运动的合成与分解规律得 v1=vM sin 72.8 设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1,由牛顿第二定律得 mg cos 17.2=ma1 由运动学公式得 d= 联立式,代入数据得 d=4.8 m 2 1 1 2 v a 答案答案 (1)4.8 m (2)12 m (2)在M点,设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2,由运动的合成与分解规律得 v2=vM cos 72.8 设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2,由牛顿第二定律得 mg sin 17.2=ma2 设腾空时间为t,由运动学公式得 t= L=v2t+
23、a2t2 1 1 2v a 1 2 联立式,代入数据得 L=12 m 7.(2020浙江7月选考,19,9分)如图1所示,有一质量m=200 kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向 上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时,测得电机的牵引力 随时间变化的F-t图线如图2所示,t=34 s 末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和 空气阻力,g=10 m/s2,求物件 (1)做匀减速运动的加速度大小和方向; (2)匀速运动的速度大小; (3)总位移的大小。 图1 图2 1 4 解析解析 (1)牛顿第二定律mg-FT=ma 得a=g-=0.125 m/s2 竖直向下
24、 (2)运动学公式v=at2=1 m/s (3)匀速上升的位移h1=vt1=26 m 匀减速上升的位移h2=t2=4 m 总位移h=40 m T F m 2 v 答案答案 (1)0.125 m/s2 竖直向下 (2)1 m/s (3)40 m 8.(2018浙江4月选考,19,9分)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37 的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=8 s时,突然卧 倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不 变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数=0.25,已知sin 3
25、7=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2。求: (1)企鹅向上“奔跑”的位移大小; (2)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。(计算结果可用根式表示) 解析解析 (1)在企鹅向上“奔跑”过程中,有x=at2,代入数据解得x=16 m (2)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,第二个过程是从 最高点滑到出发点,两个过程根据牛顿第二定律分别有 mg sin 37+mg cos 37=ma1 mg sin 37-mg cos 37=ma2 代入数据解得a1=8 m/s2,a2=4 m/s2 (3)企鹅从卧倒至滑到最高点的过程中
26、,做匀减速直线运动,设该过程所用时间为t,位移为x,则有t= ,x=a1t2 解得x=1 m 企鹅从最高点滑到出发点的过程中,初速度为0,设末速度为vt,则有=2a2(x+x) 解得vt=2 m/s 1 2 1 at a 1 2 2 t v 34 答案答案 (1)16 m (2)8 m/s2 4 m/s2 (3)2 m/s 34 9.(2017课标,25,20分)如图,两个滑块A和B的质量分别为mA=1 kg和mB=5 kg,放在静止于水平地面 上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦 因数为2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动,
27、初速度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时,A与木 板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2。求 (1)B与木板相对静止时,木板的速度; (2)A、B开始运动时,两者之间的距离。 答案答案 (1)1 m/s (2)1.9 m 解析解析 (1)滑块A和B在木板上滑动时,木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分 别为f1、f2和f3,A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB,木板相对于地面的加速度大小为a1。 在滑块B与木板达到共同速度前有 f1=1mAg f2=1mBg f3=2(m+mA+mB)g 由牛顿第二定律得 f1=mAaA f2
28、=mBaB f2-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-aBt1 v1=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 f1+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
29、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)2 A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 1 2 2 1 t 1 2 2 2 t 1 2 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) 评分标准评分标准 每式2分, 每式1分,共20分。 10.(2019江苏单科,15,16分)如图所示,质量相等的物块A
30、和B叠放在水平地面上,左边缘对齐。A 与B、B与地面间的动摩擦因数均为。先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L 后停下。接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对 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,重力加速度为g。求: (1)A被敲击后获得的初速度大小vA; (2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB; (3)B被敲击后获得的初速度大小vB。 解析解析 (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2aAL= 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=3m
31、g 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-aBt xA=aAt2,xB=vBt-aBt2 且xB-xA=L 解得vB=2 2 A v 2gL 1 2 1 2 2gL 答案答案 (1) (2)3g g (3)2 2gL2gL 评分标准评分标准 步骤每步2分,步骤每步1分,共16分。 1.(2015海南单科,8,5分)(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧 S1和S2相连
32、,通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物 块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2,重力加速度大小为g。在剪 断的瞬间,( ) A.a1=3g B.a1=0 C.l1=2l2 D.l1=l2 以下为教师用书专用 答案答案 AC 剪断细线前,把a、b、c看成整体,细线上的拉力为T=3mg。因在剪断瞬间,弹簧未发生 突变,因此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,对a隔离进行受力分 析,由牛顿第二定律有:3mg=ma1,得a1=3g,A正确,B错误。由胡克定律知:2mg=kl1,mg=kl2,所以l1= 2l
33、2,C正确,D错误。 2.(2019浙江4月选考,12,3分)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 球分别连接在两根弹簧上,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F2,则弹簧测力计的示数( ) A.一定等于F1+F2 B.一定等于F1-F2 C.一定大于F2小于F1 D.条件不足,无法确定 答案答案 C 题目以物块及弹簧为背景,考查了牛顿运动定律的相关知识。考查了理解能力、推理 论证能力、模型建构能力。体现了物理观念中运动与相互作用观念和科学
34、思维中科学推理、科 学论证、质疑创新要素。突出对应用性和创新性的考查要求。 设物块1、2的质量分别为M、m,由题可知两个物块一起向左做匀加速直线运动,对两个物块整体 运用牛顿第二定律,有F1-F2=(M+m)a 再对物块1受力分析,运用牛顿第二定律,得到F1-F=Ma 由两式解得F=,由于F1大于F2,故F一定大于F2小于F1,故选C。 12 mFMF Mm 6.(2020重庆一中摸底,4)如图所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M的 物体A、B(A物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉 力F作用在物体B上,使物体A、B开始向上一起
35、做加速度为a的匀加速运动直到A、B分离,重力加 速度为g,其中amg,A、B就会发生相对运动,由此分析知F可以超过mg,B的加 速度也可以超过g,故选项A、C符合题意;当F=mg时,对A、B整体有F- 2mg=2ma,解得加速 度a=g,分析B,有Ff- 2mg=ma,A、B间的摩擦力Ff=mg,故选项B不合题意;当F=2mgmg 时,A、B间要发生相对运动,A、B之间的滑动摩擦力Ff=mg,故选项D不合题意。故选A、C项。 1 4 1 2 1 4 3 2 3 2 1 2 1 3 1 4 1 4 1 4 3 4 3 2 9.(2020浙南名校联盟第一次联考,15)某实验小组用图甲所示装置探究加
36、速度与力的关系。 甲 (1)关于该实验,下列说法正确的是( ) A.拉小车的细线要与木板平行 B.打点计时器要与6 V直流电源连接 C.沙桶和沙的质量要远小于小车和力传感器的质量 D.平衡摩擦力时,纸带要穿过打点计时器后连在小车上 (2)图乙中的两种穿纸带方法,你认为 (选填“左”或“右”)边的打点效果好。 二、实验题(12分) (3)实验中得到一条如图丙所示的纸带,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用电 源的频率为50 Hz。 丙 由图中实验数据可知,打点计时器打下B点时小车的速度vB= m/s,小车的加速度a= m/s2。(结果保留两位有效数字) (4)某同学根据测量数据作出
37、的a-F图像如图丁所示。该直线不过坐标原点的原因可能是 。 答案答案 (1)AD(3分) (2)右(2分) (3)0.16(2分) 0.50(2分) (4)平衡摩擦力时斜面倾角过大(3分) 解析解析 题目以探究加速度与力的关系为背景,考查了牛顿运动定律、运动图像、有效数字的相关 知识。考查了理解能力、实验探究能力、创新能力。体现了物理观念中运动与相互作用观念和 科学探究中问题、证据、解释要素。突出对应用性和创新性的考查要求。 (1)关于该实验,拉小车的细线要与木板平行,以减小实验的误差,选项A正确;打点计时器要与交流 电源连接,选项B错误;因为有力传感器测量拉力,故不需要沙桶和沙的质量远小于小
38、车和力传感器 的质量,选项C错误;平衡摩擦力时,纸带要穿过打点计时器后连在小车上,选项D正确。故选A、D。 (2)纸带应该放到复写纸的下面,这样打点效果好,故选右边的。 (3)打下B点时小车的速度vB= m/s=0.16 m/s, 小车的加速度a= m/s2=0.50 m/s2。 (4)由图像可知,当F=0时,小车已经有了加速度,可知直线不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦力 时斜面倾角过大。 2 AC x T -2 (1.40 1.89) 10 0.2 2 - 4 CEAC xx T -2 (2.892.41-1.89-1.40) 10 4 0.01 10.(2020湖北荆州质检一,25)(12
39、分)如图所示,一足够长的斜面倾角为37,斜面BC与水平面AB平滑 连接。质量m=2 kg的物体静止于水平面上的M点,M点与B点之间的距离L=9 m,物体与水平面和斜 面间的动摩擦因数均为=0.5。现使物体受到一水平向右的恒力F=14 N作用,运动至B点时撤去该 力(sin 37=0.6,cos 37=0.8,取g=10 m/s2)。则: (1)物体到达B点时的速度是多大? (2)物体在斜面上滑行的时间是多少? 三、计算题(共24分) 答案答案 (1)6 m/s (2) s 3( 51) 5 解析解析 题目以受力运动的物块为背景,考查了受力分析、牛顿运动定律应用、运动公式应用的相 关知识。体现了
40、物理观念中运动与相互作用观念和科学思维中科学推理、科学论证要素。突出 综合性、应用性的考查要求。 (1)在水平面上,根据牛顿第二定律可知: F-mg=ma(1分) 解得:a= m/s2=2 m/s2(1分) 物体从M到B,根据速度位移公式可知:=2aL(1分) 解得:vB= m/s=6 m/s(1分) (2)物体在斜面上向上运动,根据牛顿第二定律可知: mg sin +mg cos =ma1(1分) 代入数据解得:a1=10 m/s2(1分) 根据速度位移公式可知:=2a1x(1分) 解得:x=1.8 m(1分) 由vB=a1t1得:t1=0.6 s(1分) -F mg m 14-0.5 2
41、10 2 2 B v 2aL22 9 2 B v 因tan ,所以物体速度减为零后会继续下滑 下滑时根据牛顿第二定律可知:mg sin -mg cos =ma2(1分) 解得a2=2 m/s2(1分) 由x=a2得:t2= s 所以物体在斜面上滑行的总时间t=t1+t2=(0.6+) s= s(1分) 1 2 2 2 t 3 5 5 3 5 5 3( 51) 5 11.(2019辽宁沈阳质检,12)(12分)如图所示,一足够长木板在水平粗糙平面上向右运动,某时刻速度 大小为v0=2 m/s,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以大小为v1=4 m/s的速度从右侧滑 上木板,经过1 s两者
42、速度恰好相同,速度大小为v2=1 m/s,方向向左。重力加速度g=10 m/s2,试求: (1)木板与滑块间的动摩擦因数1; (2)木板与地面间的动摩擦因数2; (3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。 答案答案 (1)0.3(3分) (2)(5分) (3)2.75 m(4分) 1 20 解析解析 (1)对小滑块分析,其加速度为 a1= m/s2=-3 m/s2,方向向右 对小滑块,根据牛顿第二定律有-1mg=ma1,可以得到:1=0.3 (2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到: 1mg+2 2mg=m 然后向左加速运动,根据牛
43、顿第二定律以及运动学公式可以得到: 1mg-2 2mg=m 而且t1+t2=t=1 s 联立可以得到:2=,t1=0.5 s,t2=0.5 s (3)在t1=0.5 s时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为x1= t1=0.5 m,方向向右 在t2=0.5 s时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为x2= t2=0.25 m,方向向左 在整个t=1 s时间内,小滑块向左减速运动,其位移为x= t=2.5 m,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为 21 -v v t 1-4 1 0 1 v t 2 2 v t 1 20 0 0 2 v 2 0 2 v 12 2 vv x=
44、x+x1-x2=2.75 m 1.力是物体间的相互作用。下列规律中直接且主要体现力的相互性的是( ) A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律 D.万有引力定律 答案答案 C 牛顿第一定律,定性揭示了力与运动之间的关系,也揭示了物体的一种固有属性惯 性,并明确了物体固有属性由质量唯一决定;牛顿第二定律,定量表示了力与运动之间的关系;故这 两个定律反映了力的作用效果之一力能改变物体的运动状态,而不是反映力的相互性,故A、 B错误。牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力的关系,直接且主要揭示力的相互性,故C正确。 万有引力定律定量表述了任何两个物体之间的引力大小,主要揭示这种引力的大小关系
45、,间接地反 映了力的相互性,所以D错误。 2.(多选)在平直公路上运行的大卡车运载了完全相同的外表面光滑的圆柱体A、B、C,圆柱体B和 C分别紧靠货箱前后壁。下列说法正确的是( ) A.匀速行驶时,A、B之间的作用力等于A、C之间的作用力 B.加速行驶时,A、B之间作用力大于A、C之间的作用力 C.减速行驶时,C与货箱后壁的作用力可能为零 D.任何情况下,B与箱底之间的作用力等于C与箱底之间的作用力 答案答案 AC 在匀速行驶时,由于对称性,A、B之间的作用力等于A、C之间的作用力,故A正确;加 速行驶时,对A进行受力分析,不难得出A、B之间的作用力只有小于A、C之间的作用力,A才能有 向前(
46、左)的加速度,故B错误;减速行驶时,加速度向后(右),对整体进行受力分析可知,C与货箱后壁 的作用力可能为零,故C正确;在变速行驶时,分别隔离A、B、C进行受力分析,不难发现B与箱底之 间的作用力和C与箱底之间的作用力不相等,故D错误。 3.(多选)如图所示,某同学想利用图示(a)、(b)装置深度探究a与F的关系,装置的加速度用光电门传 感器测出(图中未画出),桌面水平且光滑,滑轮与轻绳之间的摩擦不计,重力加速度大小为g,下列结 果正确的是( ) A.若图(a)中F是恒力,图(b)中mg=F,根据F=m0a应该有a1=a2 B.若图(a)中F是变力,则描绘出的a-F图线应该是一条过原点的倾斜直
47、线 C.若图(b)中仅m改变,则描绘出的a-mg图线应该是一条过原点的倾斜直线 D.若通过减小m0而增大m的方式改变m,如图(c),则描绘出的a-mg图线应该是一条过原点的倾斜直 线 答案答案 BD 题干关键词:“桌面水平且光滑”,“滑轮与轻绳之间的摩擦不计” A选项:图(a)装置,以物块和砝码为研究对象,有F=m0a1,得a1= 图(b)装置,以物块和砝码为研究对象,有T=m0a2 以装置下端质量为m的物体为研究对象,有mg-T=ma2 所以a2= a1a2,所以A选项错误。 B选项:根据a1=,m0是定值,知描绘出的a-F图线是一条过原点的倾斜直线,所以B选项正确。 C选项:根据a2=,知随着m增加,在减小,并非定值,所以描绘出的a-mg图线不是一条过 原点的倾斜直线,所以C选项错误。 D选项:根据a2=,分析选项操作表述,随着m增加,是定值,所以描绘出的a-mg图线是一 条过原点的倾斜直线,所以D选项正确。 0 F m 0 mg mm 0 F m 0 mg mm 0 1 mm 0 mg mm 0 1 mm 4.地面上测量质量的托盘天平在太空舱中将失效。于是,小明同学设计了如图甲所示的太空质量 测
