最新50套高考物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、最新50套高考物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、高中物理精講專題測試牛頓運(yùn)動(dòng)定律V0= 2m/s,此時(shí)一1.如圖所示，一足夠長木板在水平粗糙面上向右運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻速度為質(zhì)量與木板相等的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以vi=4m/s的速度從右側(cè)滑上木板，經(jīng)過 1s兩者速度恰好相同，速度大小為 V2=1m/s,方向向左。重力加速度g= 10m/s2,試求：Vo心122(1)木板與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)(2)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù) (3)從滑塊滑上木板，到最終兩者靜止的過程中，滑塊相對木板的位移大小。【答案】(1) 0.3 (2) (3) 2.75m20【解析】【分析】(1)對小滑塊根據(jù)牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解；(2

2、)對木板分析，先向右減速后向左加速，分過程進(jìn)行分析即可；(3)分別求出二者相對地面位移，然后求解二者相對位移；【詳解】V2 vl 1 4. 2_.2、，(1)對小滑塊分析：其加速度為：a1 m/s 3m/s ,萬向向右t 1對小滑塊根據(jù)牛頓第二定律有：1mg ma1,可以得到：1 0.3；(2)對木板分析，其先向右減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以得到:V01mg 2 2mg m一t1然后向左加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以得到：V21mg 2 2mg m一 t2而且 t1 t2 t 1s一，1聯(lián)立可以得到：2 , t1 0.5s, t2 0.5s；20(3)在t1 0.

3、5s時(shí)間內(nèi)，木板向右減速運(yùn)動(dòng) ，其向右運(yùn)動(dòng)的位移為:0 V0% t1 0.5m ,萬向向右；2在t20.5s時(shí)間內(nèi)，木板向左加速運(yùn)動(dòng)，其向左加速運(yùn)動(dòng)的位移為：X2V2t20.25m,方向向左;在整個(gè)t 1s時(shí)間內(nèi)，小滑塊向左減速運(yùn)動(dòng)，其位移為：x v一v2 t 2.5m ,方向向左2則整個(gè)過程中滑塊相對木板的位移大小為：x x x1 x2 2.75m?！军c(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用，分析清楚小滑塊與木板的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況是解題的前提，應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可解題。2.滑雪者為什么能在軟綿綿的雪地中高速奔馳呢？其原因是白雪內(nèi)有很多小孔，小孔內(nèi)充滿空氣.當(dāng)滑雪板壓在雪地時(shí)會(huì)把雪內(nèi)的

4、空氣逼出來，在滑雪板與雪地間形成一個(gè)暫時(shí)的氣墊”，從而大大減小雪地對滑雪板的摩擦.然而當(dāng)滑雪板對雪地速度較小時(shí)，與雪地接觸時(shí)間超過某一值就會(huì)陷下去，使得它們間的摩擦力增大.假設(shè)滑雪者的速度超過4 m/s時(shí)，滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)由因=0.25變?yōu)檎?0.125. 一滑雪者從傾角為0= 37。的坡頂A由靜止開始自由下滑，滑至坡底蛻B(tài)處為一光滑小圓弧)后又滑上一段水平雪地，最后停在 C處，如圖所示.不計(jì)空氣阻力，坡長為 l = 26 m, g取10 m/s2, sin(1)滑雪者從靜止開始到動(dòng)摩擦因數(shù)發(fā)生變化經(jīng)歷的時(shí)間；(2)滑雪者到達(dá)B處的速度；(3)滑雪者在水平雪地上運(yùn)動(dòng)的最大距離.【

5、答案】1s 99.2m【解析】【分析】由牛頓第二定律分別求出動(dòng)摩擦因數(shù)恒變化前后的加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識可求解速度 位移和時(shí)間.【詳解】mgsin 9 -0(1)由牛頓第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a仁 所1=4m/s2v解得滑雪者從靜止開始到動(dòng)摩擦因數(shù)發(fā)生變化所經(jīng)歷的時(shí)間：t=1s«1II(2)由靜止到動(dòng)摩擦因素發(fā)生變化的位移：x1=-a1t2=2mmsin 0 - gjnt c/cns 耳動(dòng)摩擦因數(shù)變化后，由牛頓第二定律得加速度：a2='=5m/s2由 VB2-v2=2a2(L-x1)解得滑雪者到達(dá) B處時(shí)的速度：VB=16m/s(3)設(shè)滑雪者速度由VB=16m/s減速

6、到V1=4m/s期間運(yùn)動(dòng)的位移為 x3,則由動(dòng)能定理有:1 1- jtnvj -;解得 X3=96m速度由vi=4m/s減速到零期間運(yùn)動(dòng)的位移為1-= 0 - -mvj;解得 x 4=3.2m所以滑雪者在水平雪地上運(yùn)動(dòng)的最大距離為X4,則由動(dòng)能定理有:x=X3+X4=96+ 3.2=99.2m3.某研究性學(xué)習(xí)小組利用圖 a所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊在恒力F作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知木板 OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，板足夠長，板面摩擦可忽略不計(jì)。某次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量 m=0.1kg的物塊在平行于板面向上、F=0.6N的恒力作用下，得到加速度 a與斜面傾角的關(guān)系圖線，如圖b所示，已知圖中ao為圖

7、線與縱軸交點(diǎn)，。1為圖線與橫軸交(2)當(dāng)傾角。為30。時(shí)，物塊在力F作用下由O點(diǎn)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，2 s后撤去，求物塊沿 斜面運(yùn)動(dòng)的最大距離？【答案】(1) 6m/s2, 37； (2) 2.4m?！窘馕觥俊驹斀狻?1)由圖象可知，9 =0,木板水平放置，此時(shí)物塊的加速度為ao由牛頓第二定律：F合=F=mao解得 ao=6m/s2由圖象可知木板傾角為以時(shí)，物塊的加速度 a=0即：F=mgsin 1解得01=37 °(2)當(dāng)木板傾角為 。=30時(shí)，對物塊由牛頓第二定律得：F-mgsin 0ma1解得 a=1m/s2設(shè)木塊2s末速度為vi,由v1=a1t得 V1=2m/s一1.2 一2s內(nèi)

8、物塊位移 si= a1t =2m2a2,對物塊由牛頓第二定律得:撤去F后，物塊沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)加速度為mgsin 0rna2a2=gsin30 =5m/s22一 V1撤去F后，物塊繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)的位移為s 0.4m2 a2則物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大距離s=s1+s2=2.4m4.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 3kg的物體靜止在光滑水平面上.現(xiàn)沿水平方向?qū)ξ矬w施加 的拉力，(g取10m/s2).求：30N(1)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大??；(2)物體運(yùn)動(dòng)3s時(shí)速度的大??；(3)物體從開始運(yùn)動(dòng)到位移為 20m時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間.【答案】(1) 10m/s2 (2) 30m/s【解析】【詳解】(3)2s(1)根據(jù)牛

9、頓第二定律得:30m/s23210m/s ；(2)物體運(yùn)動(dòng)3s時(shí)速度的大小為at103m/s30m/s ；(3)由位移與時(shí)間關(guān)系:-at2 2則:t2,120m 102則：t 2s.【點(diǎn)睛】本題是屬性動(dòng)力學(xué)中第一類問題，知道受力情況來確定運(yùn)動(dòng)情況，關(guān)鍵求解加速度，它是 聯(lián)系力與運(yùn)動(dòng)的紐帶.5.現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為10m/s .當(dāng)兩車快要到一十字路口時(shí)，甲車司機(jī)看到綠燈已轉(zhuǎn)換成了黃燈，于 緊急剎車(反應(yīng)時(shí)間忽略不計(jì))，乙車司機(jī)為了避免與甲車相撞也緊急剎車，但乙車司機(jī)反應(yīng)較慢(反應(yīng)時(shí)間為 0.5s) .已知甲車緊急剎車時(shí)制動(dòng)力為車重的

10、0.4倍，乙車緊急剎車時(shí)制動(dòng)力為車重的 0.5倍，g取10m/s 2.(1)若甲車司機(jī)看到黃燈時(shí)車頭距警戒線15m,他采取上述措施能否避免闖警戒線？(2)為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車行駛過程中至少應(yīng)保持多大距離？【答案】(1)見解析(2) 2.5m【解析】【分析】(1)根據(jù)甲車剎車時(shí)的制動(dòng)力求出加速度，再根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系求出剎車時(shí)的位移，從而 比較判定能否避免闖紅燈；(2)根據(jù)追及相遇條件，由位移關(guān)系分析安全距離的大小.【詳解】2(1)甲車緊急剎車的加速度為ai 0.4g 4m/s甲車停下來所需時(shí)間ti v 2.5 sai2甲滑行距離x * 12.5m2al由于12.5 m&l

11、t; 15 m ,所以甲車能避免闖紅燈；2(2)乙車緊急剎車的加速度大小為：a2 0.5g 5m/s設(shè)甲、乙兩車行駛過程中至少應(yīng)保持距離Xo,在乙車剎車t2時(shí)刻兩車速度相等，Vo 0 & to) Vo a2t2解得t2 2.0s1 2此過程中乙的位移：x2 v0 to v0t2a1t2 15m21 .2甲的位移：x1 v0(t0 t2)a1(t0 t2)12.5m2所以兩車安全距離至少為：X0 X1 X2 2.5m【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵利用牛頓第二定律求出加速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解.注意速度大 者減速追速度小者，判斷能否撞上，應(yīng)判斷速度相等時(shí)能否撞上，不能根據(jù)兩者停下來后 比較兩

12、者的位移去判斷.6.如圖所示，在足夠大的光滑水平桌面上，有一個(gè)質(zhì)量為10一2kg的小球，靜止在該水平桌面內(nèi)建立的直角坐標(biāo)系 xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)O.現(xiàn)突然沿x軸正方向?qū)π∏蚴┘哟笮?2X102N的外力F0,使小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)，在第1s末所加外力F0大小不變，方向突然變?yōu)檠貀軸正方向，在第2s后，所加外力又變?yōu)榱硪粋€(gè)不同的恒力F.求：打0*在第1末，小球的速率；(2)在第2s末，小球的位移；(3)要使小王在第3s末的速度變?yōu)榱闼拥暮懔(保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1) 2m/s (2) 710m (3) 2.8X10-2N【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律 Fo=ma在第1s末，

13、根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系 vi=at解得：vi=2m/s ;12(2)在第1s末，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系 x1=at22在第2s內(nèi)，小球從x軸正方向開始做類平拋運(yùn)動(dòng) ：在X方向：X2=V1t在y方向：y2 at22位移：x=4區(qū)X2-)2y2聯(lián)立解得x=；10m ,設(shè)位移與X軸正方向的夾角為 0, sin 0 典10(3)在第2s末，沿x軸正方向速度仍為 V1=2m/s在y方向分速度為V2=at=2m/s ,此時(shí)速度與x軸正方向的夾角為 45°所加恒力一定與速度方向相反，小球沿x軸方向加速度ax vt沿y軸方向加速度av v2 t小球的加速度a , a2 aj根據(jù)牛頓第二定律 F=ma聯(lián)立解得F=

14、2.8X10-2n【點(diǎn)睛】(1)根據(jù)牛頓第二定律和速度時(shí)間關(guān)系聯(lián)立求解；(2)第2s內(nèi)，小球從x軸正方向開始做類平拋運(yùn)動(dòng) ，分別求出x方向和y方向的位移， 根據(jù)勾股定理求解小球的位移；(3)分別根據(jù)x方向和y方向求出小球的加速度，根據(jù)勾股定理求解小球總的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求小球受到的力.7.功能關(guān)系貫穿整個(gè)高中物理.(1)如圖所示，質(zhì)量為 m的物體，在恒定外力 F作用下沿直線運(yùn)動(dòng)，速度由vo變化到v時(shí),發(fā)生的位移為x.試從牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)能定理.上述推導(dǎo)的結(jié)果對于 物體受變力作用、或者做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)是否成立？說明理由.(2)如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L,右端接

15、有阻值為 R的電阻，處在方向豎直向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長度.現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)水 平向右的初速度vo,在沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.導(dǎo) 體棒速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢能為Ep,則在這一過程中：直接寫出彈簧彈力做功 W彈與彈性勢能變化 Ep的關(guān)系，進(jìn)而求 W彈;用動(dòng)能定理求安培力所做的功W安.【答案】(1)動(dòng)能定理無論物體所受力是否為恒力、運(yùn)動(dòng)軌跡是否為直線均適用.簡言之，動(dòng)能定理是經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)的普適規(guī)律.(2) W彈Ep(Ep 0)Ep(3)12W安 Ep

16、2mvo【解析】 【詳解】(1)由牛頓第二定律 F=ma及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2 v2 2ax1 212可得 Fx mvmvo2 2當(dāng)物體受變力作用、或者做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把過程分解成許多小段，認(rèn)為物體在每小段 運(yùn)動(dòng)中受到的是恒力、運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，這樣對每一段用動(dòng)能定理，累加后也能得到同樣 的結(jié)果，所以動(dòng)能定理無論物體所受力是否為恒力、運(yùn)動(dòng)軌跡是否為直線均適用.簡言 之，動(dòng)能定理是經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)的普適規(guī)律.(2)W彈Ep進(jìn)而 W彈Ep(Ep 0) Ep.12(3)由動(dòng)能定理： W W單0 m% 1解得：W安 Ep -mv28 .如圖所示，質(zhì)量為 m=1 kg的長方體金屬滑塊夾在豎直擋板 M、N之間，M

17、、N與金屬 滑塊間動(dòng)摩擦因數(shù)均為 尸0.2,金屬滑塊與一勁度系數(shù)為 k=200N/m的輕彈簧相連接，輕 彈簧下端固定，擋板 M固定不動(dòng)，擋板 N與一智能調(diào)節(jié)裝置相連接(調(diào)整擋板與滑塊間的壓力).起初滑塊靜止，擋板與滑塊間的壓力為0.現(xiàn)有一質(zhì)量也為 m的物體從距滑塊 L= 20cm處自由落下，與滑塊瞬間完成碰撞后粘在一起向下運(yùn)動(dòng).為保證滑塊下滑過程中做勻減 速運(yùn)動(dòng)，且下移距離為l=10 cm時(shí)速度減為0,擋板對滑塊的壓力需隨滑塊下移而變化, 不計(jì)空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內(nèi).g取10 m/s2,求：(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)當(dāng)滑塊下移距離為d = 5 cm時(shí)擋板對滑

18、塊壓力的大小;(3)已知彈簧的彈性勢能的表達(dá)式為&=lkx2(式中k為彈簧勁度系數(shù)，x為彈簧的伸長或壓2縮量)，求滑塊速度減為零的過程中，擋板對滑塊的摩擦力所做的功.【答案】(1) 1J (2) 25N (3) -1J【解析】(1)設(shè)物體與滑塊碰撞前瞬間速度為V0,對物體下落過程由機(jī)械能守恒定律得mgl1 2 mV。2設(shè)碰后共同速度為 V1,由動(dòng)量守恒定律得 2mw mv0根據(jù)能量守恒定律，下落物體與滑塊碰撞過程中損失的機(jī)械能E 1mv2 - 2mv222上式聯(lián)立數(shù)據(jù)帶入得E 1J.(2)設(shè)滑塊下移時(shí)加速度為 a,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0 v12 2al起初滑塊靜止時(shí)，有 mg F0 k為當(dāng)滑

19、塊下移距離為d 5cm時(shí)彈簧的彈力F k X d對其受力分析如下圖所示，由牛頓第二定律得2mg F 2Ff 2ma滑動(dòng)摩擦力FfFn解得Fn 25 n.mg(3)由功能關(guān)系可得1 kX12解得W,21 ,21-2l5 kxi - 2mv1 2mgl W1J.答：(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能是1J;(2)當(dāng)滑塊下移距離為 d=5cm時(shí)擋板對滑塊壓力的大小是25N;(3)滑塊速度減為零的過程中，擋板對滑塊的摩擦力所做的功是-1J .9 .如圖甲所示，質(zhì)量 m=8kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng)。過 a點(diǎn)時(shí)給物體作用一 個(gè)水平向右的恒力 F并開始計(jì)時(shí)，在4s末撤去水平力F.選水平

20、向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時(shí)速度，所得10m/s2)求：v-t圖象如圖乙所示。(取重力加速度為(1) 8s末物體離a點(diǎn)的距離(2)撤去F后物體的加速度(3)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)因【答案】(1) 48m。(2) - 2m/s2o (3) 16N, 0.2?！窘馕觥俊驹斀狻?1) 8s末物體離a點(diǎn)的距離等于梯形的面積大小，為：S=- 8m=48m2v 0 8o(2)撤去F后物體的加速度為：a= =-2m/s2。t 8 4(3)撤去F后，根據(jù)牛頓第二定律得：f=ma=8 %- 2) N=-16N,負(fù)號表示加速度方向與速度方向相反。撤去 F前物體勻速運(yùn)動(dòng)，則有： F=|f|=16Nf 16物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為：科" -=0.2omg 80【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵先根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解加速度，確定受力情況后求解出動(dòng)摩擦因數(shù)；再根據(jù)受力情 況確定加速度并根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。10.上海中心總高為 632米，是中國最高樓，也是世界第二高樓。由地上 121層主樓、5 層裙卞I1和5層地下室組