【十年高考】2003—2012高考物理試題分類解析專題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律

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1、 十年高考 (2003 —2012）物理試題分類解析 專題 03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 一． 2012 年高考題 1. （2012 新課標(biāo)理綜）伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn)，提出了慣性的概 念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說(shuō)法，其中正確的是 A． . 物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B． . 沒(méi)有力作用，物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài) C． . 行星在圓周軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性 D． . 運(yùn)動(dòng)物體如果沒(méi)有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)

2、 2. （ 2012安徽理綜）如圖所示，放在固定斜面上的物塊以加速度 a 沿斜面勻加速下滑， 若在物塊上再施加一豎直向下的恒力 F，則 A. 物塊可能勻速下滑 B. 物塊仍以加速度 a 勻加速下滑 C. 物塊將以大于 a 的加速度勻加速下滑 D. 物塊將以小于 a 的加速度勻加速下滑【答案】 C 【解析】分析斜面上物體受力， 將重力沿斜面忽然垂直斜面方向分解， 由牛頓第二定律可得， mgsin θ - μmgcos θ =ma，再施加一豎直向下的恒力 F，設(shè)加速度為 a’， 由牛頓第二定律可 得， (F

3、+ mg)sin θ - μ (F+mg)cos θ=ma’ ，由此可知， a’> a，物塊將以大于 a 的加速度勻加 速下滑 , ，選項(xiàng) C 正確。 【考點(diǎn)定位】考查力的分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)。 3. （ 2012海南物理）根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是A． 物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B． 物體所受合力必須達(dá)到一定值時(shí)，才能使物體產(chǎn)生加速度C． 物體加速度的大小跟它所受作用力中任一個(gè)的大小成正比 1 D． 當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí)，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比

4、 4. （ 2012江蘇物理）將一只皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度 的大小成正比。 下列描繪皮球在上升過(guò)程中加速度大小 a 與時(shí)間 t 關(guān)系的圖象， 可能正確的 是 4. 【答案】： C【解析】：皮球豎直向上拋出，速度逐漸減小，受到空氣阻力逐漸減小，加 速度逐漸減小，皮球在上升過(guò)程中加速度大小 a 與時(shí)間 t 關(guān)系的圖象，可能正確的是 C。 【考點(diǎn)定位】此題考查牛頓第二定律及其加速度圖像。 5．

5、（ 2012四川理綜）如圖所示，勁度系數(shù)為 k 的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置 于水平面上質(zhì)量為 m 的物體接觸（未連接），彈簧水平且無(wú)形變。用水平力 F 緩慢推動(dòng)物 體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了 x0，此時(shí)物體靜止。撤去 F 后，物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn) 動(dòng)的最大距離為 4 x 0。物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ ，重力加速度為 g。則 A．撤去 F 后，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng) B．撤去 F 后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為 kx0 - μ g m C．物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 2 x0 g D．物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到

6、速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為 μ mg( x0- μ mg/k) 5. 【答案】： BD【解析】：由牛頓第二定律，撤去 F 后，物體所受合外力為 F=kx0 - μ ，由 mg 牛頓第二定律 F=ma可知，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為 a= kx0 - μ g，選項(xiàng) B 正確。由于彈 m 簧彈力為變力，所以撤去 F 后，物體先做變加速運(yùn)動(dòng)，再做變減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) AC錯(cuò)誤。當(dāng) kx=μ mg， 物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大，在此過(guò)程中，克服摩擦力做的功為 Wf=μ ( x+

7、 mg 2 x0)= μ mg( x0- μmg/k) ，選項(xiàng) D 正確。 【考點(diǎn)定位】此題考查牛頓第二定律、摩擦力做功及其相關(guān)知識(shí)。 6．（ 2012上海物理）如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊 A、B 疊放后一起沖上斜面，且 始 終 保 持 相 對(duì) 靜 止 ， A 上 表 面 水 平 。 則 在 斜 面 上 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， B 受 力 的 示 意 圖 為 （ ） 【答案】：A【解析】：滑塊 、 B 疊放后一起沖上斜

8、面，且始終保持相對(duì)靜止， B 具有沿斜面 A 向下的加速度， B 所受摩擦力一定沿 BA接觸面， B 受力的合力沿斜面向下，選項(xiàng) A 正確。 【考點(diǎn)定位】此題考查受力分析。 7. . （ 2012江蘇物理）如圖所示，一夾子夾住木塊，在力 F 作用下向上提升。夾子和木塊 的質(zhì)量分別為 m和 M，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為 f 。若木塊不滑動(dòng)，力 F 的最 大值是 2 f M m A． M 2 f M m B． m

9、 2 f M m -( m+M)g C． M D． 2 f M m +() m m+Mg 【答案】： A 【解析】：對(duì)整體，由牛頓第二定律， F-( m+M)g=( m+M)a，隔離木塊 M，由牛頓第二定律， 2f-Mg=Ma， 2 f M m 聯(lián)立解得： F= ，選項(xiàng) A 正確。 M 【考點(diǎn)定位】此題考查整體法隔離法受力分析和牛頓第二定律。 3 8（ 2012上海物理）如圖，將質(zhì)量 m=0.1kg 的圓環(huán)套

10、在固定的水平直桿上。 環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。 環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù) μ =0.8 。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角 θ=53的拉力 ，使圓環(huán)以 =4.4m/s 2 的加速度沿桿運(yùn)動(dòng)，求 F F a 的大小。 【解析】：令 Fsin53 -mg=0，解得 F=1.25N。 當(dāng) F<1.25N 時(shí)，環(huán)與桿的上部接觸，受力如圖。由牛頓第二定律， Fcos θ - μFN=ma， Fsin θ +FN=mg， m a g 。 聯(lián)立解得： F= sin cos 代入數(shù)據(jù)得：

11、 F=1N。 當(dāng) F>1.25N 時(shí)，環(huán)與桿的下部接觸，受力如圖。 由牛頓第二定律， Fcos θ - μFN=ma， Fsin θ =mg+FN， m a - g 。 聯(lián)立解得： F= sin cos - 代入數(shù)據(jù)得： F=9N。 【考點(diǎn)定位】 此題考查受力分析、 力的分解與合成、 牛頓第二定律、 摩擦定律及其相關(guān)知識(shí)。 9（ 2012安徽理綜） 質(zhì)量為 0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該下落過(guò)程 對(duì)應(yīng)的 v-t 圖象如圖所示。球與水平地面相碰后離開(kāi) 地面時(shí)的速度

12、大小為碰撞前的 3/4 。該球受到的空氣 阻力大小恒為 f ，取 g =10 m/s 2, 求： （ 1）彈性球受到的空氣阻力 f 的大??； （ 2）彈性球第一次碰撞后反彈的高度h。 【答案】（ 1） f=0.2N 。（ 2）h= 3 m。 8 4 【考點(diǎn)定位】此題考查 v-t 圖象、牛頓第二定律及其相關(guān)知識(shí)。 10

13、（2012 浙江理綜） 為了研究魚所受水的阻力與其形狀的關(guān)系，小明同學(xué)用石蠟做成兩條 質(zhì)量均為 m、形狀不同的“ A魚”和“ B 魚”，如圖所示。在高出水面 H 處分別靜止釋放“ A 魚”和“ B魚” , “ A魚”豎直下潛 hA 后速度減小為零， “ B魚”豎直下潛 hB后速度減小為零。 “魚” 在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)， 除受重力外， 還受到浮力和水的阻力。 已知“魚”在水中所受浮力是其重力的 10/9 倍，重力加速 度為 g, “魚”運(yùn)動(dòng)的位移值遠(yuǎn)大于“魚”的長(zhǎng)度。假設(shè) “魚”運(yùn)動(dòng)時(shí)所受水的阻力恒定，空氣阻力不計(jì)。求： （1）“ A魚”入

14、水瞬間的速度 vA； （2）“ A魚”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力 f A； （3）“ A魚”和“ B魚”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力之比 f A∶ f B 。 【解析】（ 1）“ A魚”入水前做自由落體運(yùn)動(dòng)，由 vA2=2gH， 解得“ A 魚”入水前瞬間的速度 vA= 2gH 。 5

15、 二． 2011 年高考題 1. （ 2011 浙江理綜卷）如圖所示，甲、已兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分 界線，約定先使對(duì)方過(guò)分界線者為贏。 若繩子質(zhì)量不計(jì)， 冰面可看成光滑，則下列說(shuō)法正確的是 A. 甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力 B. 甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力 C. 若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝 利 D. 若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利

16、 【答案】： C 6 【點(diǎn)評(píng)】此題考查力的平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)點(diǎn)。 2. （ 2011 安徽理綜卷）一質(zhì)量為 m的物塊恰好靜止在傾角為 θ 的斜面上?，F(xiàn)對(duì)物塊施加一 個(gè)豎直向下的恒力 F，如圖所示。則 物塊 A. 仍處于靜止?fàn)顟B(tài) B. 沿斜面加速下滑 C. 受到的摩擦力不變 D. 受到的合外力增大 【解析】：由物塊恰好靜止在傾角為 的斜面上可知， mgsin θ =μ mgcos θ ，解得動(dòng)摩擦因 數(shù) μ =tan θ ， 現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)

17、豎直向下的恒力 F，則該力與重力合力沿斜面向下的分力為 ( mg+F)sin θ ， 該力與重力合力垂直斜面向下的分力為 ( mg+F)cos θ ， 滿 足 ()sin θ μ ( )cos θ ， 所以物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng) A 正確。 mg+F= mg+F 【答案】： A 【點(diǎn)評(píng)】此題考查受力方向、物體平衡條件、力的分解等知識(shí)點(diǎn)。 3. （ 2011 北京理綜卷第 18 題）“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)處， 從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)。 某人做蹦極運(yùn)動(dòng)， 所受繩

18、子拉力 F 的上部隨時(shí)間 t 變化 的情況如圖所示，將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為 g。據(jù)圖可知，此人 在蹦極過(guò)程中最大加速度約為 A.g B.2g C.3g D.4g 【解析】：從圖象可知此人重力約為 0.6F 0，質(zhì)量為 0.6F 0/g ，彈性繩中最大拉力為 1.8F 0， 由牛頓第二定律得， 1.8F -0.6F =0.6F 0 /g a，解得最大加速度 a=2g，選項(xiàng) B 正確。 0 0

19、 【答案】： B 【點(diǎn)評(píng)】此題考查牛頓第二定律、 F-t 圖象等知識(shí)點(diǎn)。 4. （ 2011 新課標(biāo)卷）如圖 4，在光滑水平面上有一質(zhì)量為 m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為 7 m2 的木塊?，F(xiàn)假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨 時(shí)間 t 增大的水平力 F=kt （ k 是常數(shù)），木板和木塊加速度大小分別為 a1 和 a2。下列反映 a1 和 a2 變化的圖線正確的是

20、 【答案】： A 【點(diǎn)評(píng)】此題考查疊加體、整體法隔離法受力方向、加速度圖象等知識(shí)點(diǎn)。 三． 2010 年高考題 1．（ 2010 全國(guó)理綜 1）如圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為 m 的 木塊 1 相連，下端與另一質(zhì)量為 M 的木塊 2 相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木坂上， 并處于 靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木 塊 1、2 的加速度大小分別為 a1、 a2 重力加速度大小為

21、g。則有 A ． 1=0， a 2=g B ． 1=g， 2=g a a a C ． a1=0， a2= m M g D ． a1=g ， a2= m M g 圖 1 M M 【解析】抽出木板前，木塊 1 在重力 mg與彈簧彈力 F 作用下處于平 衡狀態(tài)， F=mg；質(zhì)量為 M的木塊 2 受到木板的支持力 。在抽出木板的瞬時(shí)，彈簧 F’=Mg+F 中彈力并未改變，木塊 1 受重力

22、和支持力作用， mg=F，a1=0。木塊 2 受重力和彈簧向下的彈 力作用，根據(jù)牛頓第二定律 a2= F Mg = m M g，所以選項(xiàng) C正確。 M M 【答案】 C 8 【點(diǎn)評(píng)】 此題考查牛頓第二定律應(yīng)用的瞬時(shí)加速度問(wèn)題。要注意，彈簧中的彈力不能 發(fā)生 突變，而木板、輕繩 、輕桿的彈力都可發(fā)生突變。 2（ 2010 新課標(biāo)卷）如圖 1 所示，一物塊置于水平地面上 . 。當(dāng)用與水平方向成 60角的力 F1 拉物塊時(shí)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)改用

23、與水平方向成 30角的力 F2 推物塊時(shí)，物塊仍 做勻速直線運(yùn)動(dòng) . 若 F1 和 F2 的大小相等，則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 A ． 3 1 B ． 2 3 C． 3 1 D 3 2 2 ． 1- 2 【解析】物體受重力 mg、支持力 N、摩擦力 f 和已知力 F1 或 F2 處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平 衡條件，將 F1 或 F2 分別沿水平方向和豎直方向分解，根據(jù)平衡條件，

24、 【答案】 B 【點(diǎn)評(píng)】 此題考查受力分析和平衡條件的應(yīng)用。 要注意兩種情況下壓力不同， 滑動(dòng)摩擦力不 同。 3（ 2010 山東理綜）如圖 2 所示，質(zhì)量分別為 m、m 的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接，在力 F 的 1 2 作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)（ m1 在地面， m2 在空中），力 F 與水平方向成 角， 1 所受支持力 N 和摩擦力 f 正確的是 則 m A． 1

25、 2 sin N= mg+ m g- F B． 1 2 cos N= mg+ m g- F C． f=F cos 9 圖 2 D． f=F sin 【解析】把兩個(gè)物體看作一個(gè)整體，由兩個(gè)物體一起沿水 平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)可知水平 方 向 意在考查考生對(duì)新情景的分析能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。 4. （ 2

26、010 上海物理）將一個(gè)物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小不變，則物體 A．剛拋出時(shí)的速度最大 B．在最高點(diǎn)的加速度為零 C．上升時(shí)間大于下落時(shí)間 D．上升時(shí)的加速度等于下落時(shí)的加速度 加速度，選項(xiàng) 2 ，上升時(shí)間小于下落時(shí)間，選項(xiàng) C錯(cuò)誤。 D 錯(cuò)誤；根據(jù) h=at /2 【答案】 A 【點(diǎn)評(píng)】 此題考查受恒定空氣阻力的拋體問(wèn)題， 涉及的知識(shí)點(diǎn)有牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 及其相關(guān)知識(shí)。 5．（ 201

27、0 福建理綜）質(zhì)量為 2kg 的物體靜止 在足夠大的水平面上， 物體與地面間的動(dòng)摩擦 因數(shù)為 0.2 ，最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小 視為相等。 從 t=0 時(shí)刻開(kāi)始， 物體受到方向不 10 圖 11 變、大小呈周期性變化的水平拉力 F 的作用， F 隨時(shí)間 t 的變化規(guī)律如圖 11 所示。重力加 速度 g 取 10m/s2，則物體在 t=0 到 t=12s 這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為 A.18m B.54m C.72m D.198m

28、 在 6-9s 時(shí)間內(nèi)： F=f ，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移 s 3=vt =63m=18m。 在 9-12 時(shí)間內(nèi)： F>f ，物體以 =6m/s 為初速度，以 a=2m/s2 的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， v 位移 1 2 1 2 s =vt + at =63m+ 23m=27m 4 2 2 所以 0~12s 內(nèi)物體的位移為： s=s1+s2+s3+s4=54m，選項(xiàng) B 正確。 【答案

29、】 B 【點(diǎn)評(píng)】本題屬于多過(guò)程問(wèn)題，綜合考查靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻速直線 運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)、 F-t 圖象等知識(shí)點(diǎn)，需要考生準(zhǔn)確分析出物體在每一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn) 動(dòng)性質(zhì)。 6．(2010 海南物理 ) 在水平的足夠長(zhǎng)的固定木板上，一小物塊以某一初速度開(kāi)始滑動(dòng)，經(jīng)一 段時(shí)間 t 后停止． 現(xiàn)將該木板改置成傾角為 45的斜面， 讓小物塊以相同的初速度沿木 板上滑． 若小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ．則小物塊上滑到最高位置所需時(shí)間與 t 之比為 A． 2 B． C．

30、 D． 1 1 1 2 2 2 【解析】 木板水平放置時(shí)，小物塊的加速度 a1=μ g，設(shè)滑行初速度為 v0，則滑行時(shí)間為 t v0 ；木板改成傾角為 45的斜面后，小物塊上滑的加速度大小 a2=g(sin g 11 +μ cos )=(1+ μ ) 2 g/2 ，滑行時(shí)間 t v0 v0 ，因此 t a1 2 ，選項(xiàng) A a2 (1 ) 2g t a2 1 正確。 【答案】 A

31、 【點(diǎn)評(píng)】 考查牛頓第二定律和直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。 要注意木板平放與傾斜放置時(shí)小物塊受 力情況不同，運(yùn)動(dòng)的加速度不同。自由物體在傾角為 的光滑斜面上下滑，其加速度 a=gsin ；自由物體在傾角為 的粗糙斜面 （動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ ）上下滑，其加速度 a=g(sin - μ cos ) ；自由物體在傾角為 的光滑斜面上滑，其加速度 a=-gsin ；自由物體在傾角為 的粗糙斜面（動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ）上滑，其加速度 a=-g(sin + μ cos ) 。 7. （ 2010 高考海南物理）如圖 5，木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧，彈簧上方有一物塊，木箱

32、靜 止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上． 若在某一段時(shí)間內(nèi)， 物塊對(duì)箱頂剛好無(wú)壓力，則在此段時(shí)間內(nèi)，木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為 A．加速下降 B ．加速上升 C ．減速上升 D ．減速下降 【解析】 ：木箱靜止時(shí)物塊對(duì)箱頂有壓力，則物塊受到箱頂向下的壓力。當(dāng) 物塊對(duì)箱頂剛好無(wú)壓力時(shí)，表明系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，有向上的加速度， 屬于超重， 木箱的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)可能為加速上升或減速下降，選項(xiàng) BD正確。 【答案】 BD 【點(diǎn)評(píng)】 此題考查受力分析、 牛頓第二定律及超重和失重現(xiàn)象。 要注意題述中的“可能”運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)

33、，不要漏選。 8. （ 2010 浙江理綜） 如圖 4 所示， A、B 兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計(jì)空 氣阻力）。下列說(shuō)法正確的是 （ ） A. 在上升和下降過(guò)程中 A 對(duì) B 的壓力一定為零 A B. 上升過(guò)程中 A 對(duì) B 的壓力大于 A 對(duì)物體受 到的重力 v B C. 下降過(guò)程中 A 對(duì) B 的壓力大于 A 物體受到的重力 圖 4 D. 在上升和下降過(guò)程中 A 對(duì) B 的壓力等于 A 物體受到的重力 【答案】 A

34、 【解析】：以 A、B 整體為研究對(duì)象，僅受重力，由牛頓第二定律知二者運(yùn)動(dòng)的加速度為 g， 方向豎直向下。以 A 為研究對(duì)象，因加速度為 g，方向豎直向下，故由牛頓第二定 律知 A 所 受合力為 A 的重力， 所以 A 僅受重力作用， 在上升和下降過(guò)程中 A 對(duì) B 的壓力一定為零， 選 項(xiàng) A 正確 BCD錯(cuò)誤。 12 9．(2010 海南物理 ) 如圖 6，水平地面上有一楔形物塊 a ，其斜面上有一小物塊 b，b 與平行 于斜面的細(xì)繩的一端相連，細(xì)繩的另一端固定在斜面上

35、． a 與 b 之間光滑， a 和 b 以共 同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動(dòng)． 當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的 粗糙段時(shí) 左 b 右 A．繩的張力減小， b 對(duì) a 的正壓力減小 a θ B．繩的張力增加，斜面對(duì) b 的支持力增加 圖 6 C．繩的張力減小，地面對(duì) a 的支持力增加 D．繩的張力增加．地面對(duì) a 的支持力減小 【解析】 ：在光滑段運(yùn)動(dòng)時(shí)， 系統(tǒng)及物塊 b 做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 處于平衡狀態(tài)， 隔離小物塊 b， 設(shè)繩的張力為 F，a 對(duì)

36、 b 的支持力為 FN，畫出受力分析圖如圖 6 所示， 應(yīng)用平衡條件有 Fcos - FNsin =0 ， Fsin + FNcos -mg =0 ；當(dāng)它們向 F F N 左運(yùn)動(dòng)剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)，楔形物塊 a 水平向右的加速度，做減 θ 速運(yùn)動(dòng)，而小物塊 b 由于慣性沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)， 具有向上的加速度， mg 處于超重狀態(tài)，因此繩的張力減小，地面對(duì) a 的支持力增大，因此選項(xiàng) 圖 6 C正確。 【答案】 C 10.

37、（ 2010 上海物理）傾角 =37，質(zhì)量 M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量 m=2kg 的 木塊置于斜面頂端，從靜止開(kāi)始勻加速下滑，經(jīng) t=2s 到達(dá)底 端，運(yùn)動(dòng)路程 L=4m，在此過(guò)程中斜面保持靜止 （sin37 =0.6 ， m cos37=0.8 ， g 取 10m/s2），求： M （1）地面對(duì)斜面的摩擦力大小與方向。 θ （2）地面對(duì)斜面的支持力大小。 圖 10 【解析】（ 1）物塊在斜面上勻加速下滑， L= 1 at 2 2

38、 13 解得加速度 a=2m/s 2。 －1 v/m s 11.(2010 安徽理綜 ) 質(zhì)量為 2kg 的物體在水平推力 F 的作用下沿水平8 面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去 F，其運(yùn)動(dòng)的 v—t 圖象如圖 6 1 所示。 g 取 10 m/s 2，求： 4 2 (1) 物體與

39、水平面間的運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù) μ ； 2 4 6 8 10 t/s (2) 水平推力 F 的大??； （ 3） 0~10s 內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小。 【解析】（ 1）設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為△ t 2，初速度為 v20 ，末速度為 v21 ，加速度 為 a2，則 a2= v21 v20 =-2m/s 2 t 2 設(shè)物體所受摩擦力為 Ff ，根據(jù)牛頓第二定律，有 Ff = ma2 Ff = - μ mg 解得 μ =0.2 （2）設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為△ t 1，初速度為 v10，末速度為 v20，加

40、速度為 a1，則 1= v20 v10 =1m/s2 a t1 14 12．（ 2010 高考海南物理）圖 3-1 中，質(zhì)量為 m的物塊疊放在質(zhì)量為 2m的足夠長(zhǎng)的木板上 方右側(cè)，木板放在光滑的水平地面上，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ ＝0.2 ．在木板上 施加一水平向右的拉力 F，在 0~3s 內(nèi) F 的變化如圖 3-2 所示，圖中 F

41、 以 mg為單位，重力加 速度 g=10m/s2．整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)靜止． (1) 求 1s、 1.5s 、 2s、 3s 末木板的速度以及 F/mg 2s、 3s 末物塊的速度； 1 (2) 在同一坐標(biāo)系中畫出 0~3s 內(nèi)木板和物塊 2m m F 0.4 0 1 1.5 23 t/s

42、 圖 1 的 v—t 圖象，據(jù)此求 0~3s 內(nèi)物塊相對(duì)于木板 圖 圖 2 圖 3-1 3-2 滑過(guò)的距離。 【解析】 (1) 設(shè)木板和物塊的加速度分別為 a 和 a’，在 t 時(shí)刻木板和物塊的速度分別為 vt 和 vt ’，木板和物塊之間摩擦力的大小為 f ，依牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和摩擦定律得 f=ma’ ①

43、 f= μ mg，當(dāng) vt ’ < v t ② v ’ =v ’ +a’( t - t 1 ) ③ t 2 t 1 2 F-f= (2 m) a ④ vt 2=vt 1+a ( t 2- t 1) ⑤ 由①②③④⑤式與題給條件得

44、1 4m/s， 1.5 4.5m/s ， 2 4m/s， 3 4m/s， ⑥ v = v = v = v = v ’ =4m/s， v ’ =4m/s， ⑦ 2 3 (2) 由⑥⑦式得到物塊與木板運(yùn)動(dòng)的 v t 圖象，如右圖所示。在 0～ 3s 4.5 v/(m ?s-1 )

45、 內(nèi)物塊相對(duì)于木板的距離△ s 等于木板和物塊 v—t 圖線下的面積之差， 4 木板 即圖中帶陰影的四邊形面積，該四邊形由兩個(gè)三角形組成，上面的三角 2 物塊 形面積為 0.25(m) ，下面的三角形面積為 2(m) ，因此△ s=2.25 。 0 1 1.5 2 3 t/s

46、 圖 9 15 【點(diǎn)評(píng)】此題考查隔離法受力分析、牛頓第二定律、直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及圖象等。 四． 2009 年高考題 1（ 2009 年廣東） 建筑工人用圖 2 所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為 70.0kg 的工人 站在地面上，通過(guò)定滑輪將 20.0kg 的建筑材料以 0.500m/s 2 的加速度拉升， 忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為 (g 取 10m

47、/s 2。 )A． 510 N B． 490 N C． 890 N D ． 910 N 2（ 2009 年安徽卷） 在 2008 年北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃 了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過(guò)程中運(yùn) 動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化。一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一 端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為 65kg，吊 椅的質(zhì)量為 15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩

48、擦。重力加速度取 g=10m/s2。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅 一起正以加速度 a=1m/s2 上升時(shí)，試求： （ 1）運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力； （ 2）運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力。 解析：解法一 :(1 ）設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為 F，由于跨過(guò)定滑輪的 兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是 F。對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn) 行受力分析如圖所示，由牛頓第二定律：  F F a 2F - m人 m椅 g m人 m椅 a 解得 F=440N。  (m 人 +m 椅 )g 由牛頓第三定律，

49、運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力 F’ =440N （ 2）設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為 FN，對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有： 16 F FN - m人 g m人 a ， FN F 解得 FN=275N。 由牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力也為 275N。 解法二 : 設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為 M和 m；運(yùn)動(dòng)員豎直向 根據(jù)牛頓第二定律  a m 人 g F FN - M g Ma ① F FN mg ma ② 由①②

50、得 F=440N， F N=275N。 五． 2008 年高考題 1（ 2008全國(guó)理綜 2）如圖，一固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊 A 和 B 緊挨著勻速下滑， A 與 B 的接觸面光滑．已知 A 與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B 與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的 2 倍，斜面傾角為 α ． B 與斜面之 B A 間的動(dòng)摩擦因數(shù)是 α A． 2 tan α ． 2 cot α B 3 3 C． tan α D ． cot α 答 案 ： A 解 析 ： 設(shè)

51、 B 與 斜 面 之 間 的 動(dòng) 摩 擦 因 數(shù) 是 μ ， 由 平 衡 條 件 得 ， 2mgsin α =μ mgcos α+2μ mgcos α ，解得 μ = 2 tan α 。選項(xiàng) A 正確。 3 2.（2008寧夏理綜 20） 一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)， 小球通過(guò)細(xì)繩與車 頂相連。小球某時(shí)刻正處于圖示狀態(tài)。設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為 N，細(xì)繩對(duì)小球拉力為 T， 關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說(shuō)法正確的是 A． 若小車向左運(yùn)動(dòng)， N可能為零 B． 若小車向左運(yùn)動(dòng)， T 可能為零 C． 若小車向右運(yùn)動(dòng)， N不可能為零

52、D． 若小車向右運(yùn)動(dòng)， T 不可能為零 17 【答案】 AB 3. （2008海南物理）科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察．氣球、座艙、壓艙物和科研人員 的總質(zhì)量為 990 kg．氣球在空中停留一段時(shí)間后， 發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降， 及時(shí)堵住．堵 住時(shí)氣球下降速度為 1 m/s，且做勻加速運(yùn)動(dòng)， 4 s 內(nèi)下降了 12 m．為使氣球安全著 陸，向艙外緩慢拋出一定的壓艙物．此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降速度在 5 分 鐘內(nèi)減少 3 m/s

53、．若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略， 重力加速度 g＝ 9.89 m/s 2， 求拋掉的壓艙物的質(zhì)量． 【解析】分析堵住漏氣口前后氣球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況， 根據(jù)氣球的受力情況求出合外力， 運(yùn)用牛頓第二定律列出方程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求出加速度，聯(lián)立解得拋掉的壓艙物的質(zhì)量。 設(shè)堵住漏洞后，氣球的初速度為 v0=1 m/s，，所受空氣浮力為 f ，氣球、座艙、壓艙物和科 研人員的總質(zhì)量為 m=990kg，由牛頓第二定律得： mg－ f ＝ma （ 1） 1 式中 a 是氣球下降的加速度， 以此加速度在時(shí)間 t=4s 內(nèi)下降 h=l2m，

54、則 h vt at 0 2  2 （ 2） 解得 a’=1 m/s 2 。 △ v=3m/s ， 解得 a’=0.01 m/s 2。 由（ 1）（ 3）得 m/ m a a g a 代人數(shù)據(jù)得 m’=101kg。 【點(diǎn)評(píng)】 造成解題錯(cuò)誤的原因主要是忽視了牛頓第二定律的同體性和同時(shí)性， 也就是說(shuō)， 牛 頓第二定律中的合外力一定是所選擇研究對(duì)象在研究問(wèn)題時(shí)所受各個(gè)外力的合力，質(zhì)量 m 是所選擇研究對(duì)象在該時(shí)刻的質(zhì)量，所得加速度

55、則為該時(shí)刻的加速度。 4. （ 2008 四川延考區(qū)理綜）水平面上有一帶圓弧形凸起的長(zhǎng)方形木塊 A，木塊 A 上的物體 B 18 用繞過(guò)凸起的輕繩與物體 C 相連， B 與凸起之間的輕繩是水平的。用一水平向左的拉力 F 作 用在物體 B 上。恰使物體 A、B、 C 保持相對(duì)靜止，如圖。已知物體 A、 B、 C的質(zhì)量均為 m， 重力加速度為 g，不計(jì)所有的摩擦，則拉力 F 應(yīng)為多大？ 解析：設(shè)繩中拉力為 T， A、 B、 C 共同的加速度為 a，與 C

56、相連部分的繩與豎直 xian3 夾角 為 α ，由牛頓第二定律，對(duì) A、 B、 C 組成的整體有 F=3ma， ○1 對(duì) B 有 F-T=ma 2 ○ 對(duì) C 有 Tcos α =mg 3 ○ 5. （ 22 分）（ 2008 四川延考區(qū)理綜）如圖，一質(zhì)量為 m=1kg 的木板靜止在光滑水平地面時(shí)。 開(kāi)始時(shí)，木板右端與墻相距 L=0.08m；質(zhì)量為 =1kg 的小物塊以初速度 v 0=2m/s 滑上木板左

57、 m 端。木板長(zhǎng)度可保證物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不與墻接 觸。物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ=0.1 ， 木板與墻的碰撞是完全彈性的。取 g=10m/s2，求： （ 1）從物塊滑上木板到兩者達(dá)到共同速度時(shí)，木板與墻壁碰撞的次數(shù)及所用的時(shí)間； （ 2）達(dá)到共同速度時(shí)木板右端與墻之間的距離。 解析：（ 1）物塊滑上木板后，在摩擦力作用下，木板從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)木板加 速度為 a，經(jīng)歷時(shí)間 T 后與墻第一次碰撞，碰撞時(shí)的速度為 v1，則 19

58、 次碰撞，則有 v=v0- （ 2nT+△t ） a=a△t ○5 式中△ t 是碰撞 n 次后木板從起始位置至達(dá)到共同速度時(shí)所需要的時(shí)間。 5 0 6 ○式可改寫為 2 v=v -2 nT ○ 由于木塊的速率只能位于 0 到 v 1 之間，故有 0≤ 0-2≤ 2 v 1 v nT 求解上式得 1.5 ≤ n≤2.5 7

59、 ○ 由于 n 是整數(shù)，故 n=2 8 ○ 1 5 8 ， v=0.2 m/s 再由○ ○ ○ 得△ t= 0.2s 從開(kāi)始到物塊與木板兩者達(dá)到共同速度所用時(shí)間為 t=4T+ △ t= 1.8s （2）物塊與木板達(dá)到共同速度時(shí)，木板與墻之間的距離為 s=L— 1 △ t 2 12 a ○ 2 聯(lián)立○1 12○式，并代人數(shù)據(jù)

60、得 s=0.06m 六． 2007 年高考題 1．（ 2007 年高考海南物理） 16 世紀(jì)末，伽利略用實(shí)驗(yàn)和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩 千年的亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的理論， 開(kāi)啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元。 在以下說(shuō)法中， 與亞里士多德觀點(diǎn)相反的是 Ａ . 四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快；這說(shuō)明，物體受的力越大，速度就越大 Ｂ . 一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，如果不再受力了，它總會(huì)逐漸停下來(lái)；這說(shuō)明，靜止?fàn)顟B(tài)才是物 體不受力時(shí)的“自然狀態(tài)” Ｃ . 兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快Ｄ . 一個(gè)物體維持勻速直線運(yùn)動(dòng)，不需要力

61、 20 2. 答案：解析：亞里士多德觀點(diǎn)是力是物體運(yùn)動(dòng)的原因，說(shuō)法一個(gè)物體維持勻速直線運(yùn) 動(dòng)，不需要力，與亞里士多德觀點(diǎn)相反，正確選項(xiàng)是 D。 2. （ 2007 年海南高考物理） 游樂(lè)園中，游客乘坐能加速或減速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)，可以體會(huì)超重或失重的感覺(jué)。下列描述正確的是 A ．當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，游客是處在失重狀態(tài) B ．當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，游客是處在超重狀態(tài) C ．當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，游客是處在失重狀態(tài)D．當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，游客是處在超重狀態(tài) BC。 2. （ 20

62、07山東理綜）下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是 A．汽車駛過(guò)拱形橋頂端 B． 蕩秋千的小孩通過(guò)最低點(diǎn) C．跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起，離開(kāi)跳板向上運(yùn)動(dòng)。 D． 火箭點(diǎn)火后加速升空。 答案： BD 解析：汽車駛過(guò)拱形橋頂端，加速度向下，屬于失重現(xiàn)象；蕩秋千的小孩通 過(guò)最低點(diǎn)， 加速度向上， 屬于超重現(xiàn)象； 跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起， 離開(kāi)跳板向上做減速運(yùn)動(dòng)， 加速度向下，屬于失重現(xiàn)象；火箭點(diǎn)火后加速升空，加速度向上，屬于超重現(xiàn)象；所以選項(xiàng) BD正確。 3（ 2007 年高考江蘇物理）如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為 m和 2m的四個(gè)木

63、塊， 其中兩個(gè)質(zhì)量為 m 的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是 μ mg。現(xiàn) 用水平拉力 F 拉其中一個(gè)質(zhì)量為 2 m的木塊，使 四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)， 則輕繩對(duì) m的最大 拉力為 A、 3 mg B 、 3 mg 5 4 C、 3 mg D 、 3 mg 2 21 【解析】 由于四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)， 可以把四個(gè)木塊看作整體， 由牛頓第二定律可得 F=（ m+2m+m+2m） a

64、 當(dāng)右邊木塊間的摩擦力達(dá)到最大時(shí)， 輕繩中拉力最大， 設(shè)最大拉力為 FT，隔離右邊上面的木 塊， 由牛頓第二定律可得 μmg - FT=ma 隔離右邊下面的木塊，由牛頓第二定律可得 F - μmg =2ma 聯(lián)立上述三式解得輕繩對(duì) m的最大拉力 T= 3 mg ，正確選項(xiàng)為 B. F 4 【答案】． B 【點(diǎn)評(píng)】 選擇隔離的研究對(duì)象時(shí)， 一定要選擇所受的力是確定的物體， 不要選擇所受的力是 不確定的物體， 此題中由于左邊木塊之間的摩擦力尚未達(dá)到最

65、大， 因此不能隔離左邊木塊作 為研究對(duì)象。 4（ 2007 年上海物理）如圖所示，物體從光滑斜面上的 A 點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)后進(jìn) 入水平面（設(shè)經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)前后速度大小不變）， 最后停在 C點(diǎn)。每隔 0.2 秒鐘通過(guò)速度傳感器 測(cè)量物體的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)。（重力加速度 g＝ 10m/s2） 求： A （1）斜面的傾角 ； （2）物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ； B C

66、（ 3） t ＝ 0.6s 時(shí)的瞬 時(shí)速度 v。 t（s） 0.0 0.2 0.4 1.2 1.4 v（m/s） 0.0 1.0 2.0 1.1 0.7 【解析】 從題給圖表數(shù)據(jù)中獲取兩個(gè)階段運(yùn)動(dòng)的加速度， 根據(jù)物體在斜面上受力情況利用牛 頓第二定律列方程得出斜面的傾角 ，根據(jù)物體在水平面上受力情況利用牛頓第二定律列方 程得出物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ；根據(jù)物體在 B 點(diǎn)（兩個(gè)階段的連接點(diǎn)）的速度得 出 t ＝ 0.6s 時(shí)的瞬時(shí)速度 v。 （1）由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時(shí)的加速度為 a1＝ v ＝ 5m/s2， mg sin t ＝1，可得： ＝ 30 ， ma v