备战高考物理历年真题专题牛顿定律及其应用 37页

备战2012年高考物理历年真题 专题3 牛顿定律及其应用 ‎ 【2011高考】‎ ‎1.（天津）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力 A．方向向左，大小不变 ‎ B．方向向左，逐渐减小 C．方向向右，大小不变 ‎ D．方向向右，逐渐减小 ‎2．（北京）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为 A．g ‎ B．‎2g ‎ C．‎3g ‎ ‎ D．‎‎4g 答案：B 解析：由题图可知：绳子拉力F的最大值为‎9F0/5，最终静止时绳子拉力为‎3F0/5=mg，根据牛顿第二定律得：‎9F0/5－‎3F0/5=ma，所以a=‎2g。B正确，A、C、D错误。‎ ‎3.（四川）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：‎ 打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则 A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力 C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功 D.返回舱在喷气过程中处于失重状态 ‎4.如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（A）‎ 解析：主要考查摩擦力和牛顿第二定律。木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力。在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律。木块和木板相对运动时， 恒定不变，。所以正确答案是A。‎ ‎5．（上海）受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其 图线如图所示，则 ‎(A)在秒内，外力大小不断增大 ‎(B)在时刻，外力为零 ‎(C)在秒内，外力大小可能不断减小 ‎(D)在秒内，外力大小可能先减小后增大 ‎【答案】CD. ‎ ‎6．（福建）（19分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度 压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵 弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。‎ 不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变 弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：‎ ‎1.质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;‎ ‎2.弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;‎ 已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO’在 角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？‎ 解析：此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知识点。‎ 当鱼饵的质量为2m/3时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有 Ep=mg(1.5R+R)+(m) v22，⑧ ‎ 由④⑧式解得v2=2. ⑨‎ 质量为2m/3的鱼饵落到水面上时，设离OO’的水平距离为x2，则x2=v2t+R，⑩‎ 由⑤⑨⑩式解得x2=7R.‎ 鱼饵能够落到水面的最大面积S，S=(πx22-πx12)= πR2（或8.25πR2）。‎ ‎7（北京）（18分）‎ 利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。‎ 如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一 狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。‎ 已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1>m2)，电荷量均为q。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略。不计重力，也不考虑离子间的相互作用。‎ ‎(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；‎ ‎(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s；‎ ‎(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，‎ 可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离。‎ 设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处。离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。‎ ‎（3）质量为m1的离子，在GA边上的落点都在其入射点左侧2R1处，由于狭缝的宽度为d，因此落点区域的宽度也是d。同理，质量为m2的离子在GA边上落点区域的宽度也是d。‎ ‎8（安徽）（16分）‎ x y O P B 如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y 轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。‎ ‎（1）求电场强度的大小和方向。‎ ‎（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。‎ ‎（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动 在y方向位移 ④‎ 由②④式得 ⑤‎ 设在水平方向位移为x，因射出位置在半圆形区域边界上，于是 ‎ 又有 ⑥‎ 得 ⑦‎ ‎9（安徽）（20分）‎ M m v0‎ O P L 如图所示，质量M=‎2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=‎1kg的小球通过长L=‎0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0=‎4 m/s，g取‎10m/s2。‎ ‎（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向。‎ ‎（2‎ ‎）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。‎ ‎（3）在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。‎ ‎（3）设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为s1，滑块向左移动的距离为s2，任意时刻小球的水平速度大小为v3，滑块的速度大小为V/。由系统水平方向的动量守恒，得 ‎ ⑦‎ ‎10．（北京）（16分）‎ 如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）。‎ ‎（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止。画出此时小球的受力图，并求力F的大小；‎ ‎（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。‎ 解析：（1）受力图见图 ‎ 根据平衡条件，的拉力大小F=mgtanα ‎（2）运动中只有重力做功，系统机械能守恒 ‎ ‎ 则通过最低点时，小球的速度大小 T F mg ‎ 根据牛顿第二定律 解得轻绳对小球的拉力 ‎ ，方向竖直向上 ‎11．（上海）如图，质量的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=‎20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经拉至B处。(已知，‎ 。取)‎ ‎(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。‎ ‎ (2)设作用的最短时间为，小车先以大小为的加速度匀加速秒，撤去外力后，以大小为，的加速度匀减速秒到达B处，速度恰为0，由牛顿定律 ‎ ‎∴ （1分）‎ 由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有 ‎ ‎∴ ‎ ‎ ‎∴ ‎ ‎12．（福建）（15分）‎ 反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是N/C和N/C，方向如图所示，带电微粒质量，带电量,A点距虚线的距离，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：‎ ‎（1）B点到虚线的距离；‎ ‎（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间。‎ 解析：此题考查电场力、动能定理、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等知识点。‎ ‎【2010高考】‎ ‎1．（2010·全国卷Ⅰ）如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有 A．， B．，‎ C．， ‎ D．，‎ ‎【答案】C ‎【解析】在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。对1物体受重力和支持力，mg=F,a1=0. 对2物体受重力和压力，根据牛顿第二定律 ‎2．(2010·上海物理)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体 ‎（A）刚抛出时的速度最大 （B）在最高点的加速度为零 ‎（C）上升时间大于下落时间 （D）上升时的加速度等于下落时的加速度 ‎【答案】A ‎【解析】，，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D错误；根据，上升时间小于下落时间，C错误，B也错误，本题选A。‎ ‎3．(2010·海南物理)下列说法正确的是 A．若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零 B．若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动 C．若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动 D．若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动 ‎4．(2010·海南物理)在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止．现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为．则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为 A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎ ‎5．(2010·海南物理)如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：木箱静止时弹自由落体处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为 A．加速下降 ‎ B．加速上升 ‎ C．减速上升 ‎ D．减速下降 ‎【答案】BD ‎ ‎【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，表明系统有向上的加速度，是超重，BD正确。‎ ‎6．(2010·海南物理)雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大：此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的次方成正比()．假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都_______（填“加速”、“减速”或”匀速”）下落．______（填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面时，______（填“大”或“小”）雨滴的速度较小．‎ ‎7．(2010·海南物理)图l中，质量为的物块叠放在质量为的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为＝0.2．在木板上施加一水平向右的拉力F，在0~3s内F的变化如图2所示，图中F以为单位，重力加速度．整个系统开始时静止． ‎ ‎(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；‎ ‎(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的图象，据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】(1)设木板和物块的加速度分别为和，在时刻木板和物块的速度分别为和，木板和物块之间摩擦力的大小为，依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得 ‎ ①‎ ‎ ，当 ②‎ ‎ (2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的图象，如右图所示。在0～3s内物块相对于木板的距离等于木板和物块图线下的面积之差，即图中带阴影的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25(m)，下面的三角形面积为2(m)，因此 ‎ ⑧‎ v/(m•s-1)‎ ‎1　‎ ‎2　‎ ‎3　‎ t/s ‎0‎ ‎4.5　‎ ‎1.5　‎ ‎4　‎ ‎2　‎ 物块 木板 ‎ ‎ ‎【2009高考】‎ ‎8.（09·全国卷Ⅱ·15）两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4s时间内的v-t图象如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为 （ ）‎ A．和0.30s B．3和0.30s C．和0.28s D．3和0.28s 答案：B 解析：本题考查图象问题.根据速度图象的特点可知甲做匀加速,乙做匀减 ‎ ‎9.（09·广东物理·8）某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正） （ ）‎ 答案：A 解析：由图可知，在t0-t1时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具有向下的加速度，在t1-t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在t2-t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上的加速度，若电梯向下运动，则t0-t1时间内向下加速，t1-t2阶段匀速运动，t2-t3阶段减速下降，A正确；BD不能实现人进入电梯由静止开始运动，C项t0-t1内超重，不符合题意。‎ ‎10.（09·江苏物理·9）如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有 （ ）‎ A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大 B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大 C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大 D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大 答案：BCD ‎11.（09·广东理科基础·4）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为‎70.0kg的工 人站在地面上，通过定滑轮将‎20.0kg的建筑材料以0．‎500m／s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取lOm／s2) （ ）‎ A．510 N ‎ B．490 N ]‎ C．890 N ‎ D．910 N ‎ 答案：B 解析：对建筑材料进行受力分析。根据牛顿第二定律有,得绳子的拉力大小等于F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490N.B对。‎ ‎12.（09·广东理科基础·15‎ ‎）搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为‎2F时，物体的加速度为a2，则 （ ）‎ A．al=a2 B．a12al ‎ 答案：D 解析：当为F时有，当为‎2F时有，可知，D对。‎ ‎13.（09·山东·17）某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是 ‎ 答案：B 解析：由图甲可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s做正方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6s-8s做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析B正确。‎ P 地球 Q 轨道1‎ 轨道2‎ ‎14.（09·山东·18）‎2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点‎343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为‎343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是 （ ）‎ A．飞船变轨前后的机械能相等 B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 答案：BC ‎15.（09·山东·22）图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是 （ ）‎ ‎ A．m＝M ‎　B．m＝‎‎2M ‎　C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 ‎　D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 答案：BC 解析：受力分析可知，下滑时加速度为，上滑时加速度为，所以C正确。设下滑的距离为l，根据能量守恒有，得m＝‎2M。也可以根据除了重力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量，B正确。在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，所以D不正确。‎ ‎16.（09·安徽·17）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这 两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是 （ ）‎ FN mg f a A. 顾客始终受到三个力的作用 B. 顾客始终处于超重状态 C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 答案：C a b cc d O ‎17.（09·安徽·18）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中 （ ） ‎ A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大，后减小 D. 电势能先减小，后增大 答案：C ‎18.（09·山东·24）（15分）如图所示，某货场而将质量为m1=‎100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=‎1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B，长度均为l=‎2m，质量均为m2=‎100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=‎10 m/s2）‎ ‎（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。‎ ‎（2）若货物滑上木板4时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件。‎ ‎（3）若1=0。5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。‎ ‎ ‎ ‎19.（09·安徽·22）（14分）在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃 了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为‎65kg，吊椅的质量为‎15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求 ‎（1）运动员竖直向下拉绳的力；‎ ‎（2）运动员对吊椅的压力。‎ F F ‎(m人+m椅)g a 答案：440N，275N 解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的 两段绳子拉 力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析 如图所示，则有：‎ 由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 F F ‎(m人+m椅)g a ‎（2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：‎ ‎ ‎ 由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275N 解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为FN。‎ ‎20.（09·江苏·13）（15分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m =2㎏，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取‎10m/s2。‎ ‎（1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = ‎64 m。求飞行器所阻力f的大小；‎ ‎（2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。‎ 解析：‎ ‎（1）第一次飞行中，设加速度为 匀加速运动 由牛顿第二定律 解得 ‎（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为 匀加速运动 设失去升力后的速度为，上升的高度为 由牛顿第二定律 解得 ‎21.（09·海南物理·15）（9分）一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车厢脱落，并以大小为的加速度减速滑行。在车厢脱落后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离。‎ 解析：设卡车的质量为M，车所受阻力与车重之比为；刹车前卡车牵引力的大小为，‎ 卡车刹车前后加速度的大小分别为和。重力加速度大小为g。由牛顿第二定律有 设车厢脱落后，内卡车行驶的路程为，末速度为，根据运动学公式有 ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ ‎ ⑦‎ 式中，是卡车在刹车后减速行驶的路程。设车厢脱落后滑行的路程为，有 ‎ ⑧‎ 卡车和车厢都停下来后相距 ‎ ⑨‎ 由①至⑨式得 ‎ 带入题给数据得 ‎ 评分参考：本题9分。①至⑧式各1分，式1分 ‎22.（09·上海物理·22）（12分）如图A．，质量m＝‎1kg的物体沿倾角q＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图B．所示。求：‎ ‎（1）物体与斜面间的动摩擦因数m；（2）比例系数k。‎ ‎（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）‎ 解析：（1）对初始时刻：mgsinq－mmgcosq＝ma0 由图读出a0=‎4m/s2代入式，‎ 解得：m＝＝0.25； ‎ ‎（2）对末时刻加速度为零：mgsinq－mN－kvcosq＝0 又N＝mgcosq＋kvsinq 由图得出此时v=‎5 m/s 代入式解得：k＝＝‎0.84kg/s。‎ ‎23.（09·广东物理·20）（17分）如图20所示，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场E。长方体B的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）。B与极板的总质量=‎1.0kg.带正电的小滑块A质量=0.60kg，其受到的电场力大小F=1.2N.假设A所带的电量不影响极板间的电场分布。t=0时刻，小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度=‎1.6m/s向左运动，同时，B（连同极板）以相对地面的速度=‎0.40m/s向右运动。问（g取‎10m/s2）‎ ‎（1）A和B刚开始运动时的加速度大小分别为多少？‎ ‎（2）若A最远能到达b点，a、b的距离L应为多少？从t=0时刻至A运动到b点时，摩擦力对B做的功为多少？‎ 解析：⑴由牛顿第二定律有 ‎ A刚开始运动时的加速度大小 方向水平向右 B刚开始运动时受电场力和摩擦力作用 由牛顿第三定律得电场力 摩擦力 B刚开始运动时的加速度大小方向水平向左 联立以上各式并代入数据解得 ‎ 此t2时间内A运动的位移 此t2时间内B运动的位移 此t2时间内A相对B运动的位移 此t2时间内摩擦力对B做的功为 所以A最远能到达b点a、b的距离L为 从t=0时刻到A运动到b点时，摩擦力对B做的功为 ‎ 【2008年高考】‎ ‎1.（2008·全国卷1）15.如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压 缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（ ）‎ A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动 答案：AD 解析：对小球水平方向受到向右的弹簧弹力N，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球与小车相对静止，故小车可能向右加速运动或向左减速运动。‎ ‎2.（全国卷2）16． 如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α。B与斜面之间的动摩擦因数是 A．tanα B．cotα C．tanα D．cotα 答案：A ‎ 解析：A、B两物体受到斜面的支持力均为，所受滑动摩擦力分别为：fA = μAmgcosα，fB = μBmgcosα，对整体受力分析结合平衡条件可得：2mgsinα =μAmgcosα＋μBmgcosα，且μA = 2μB，解之得：μB = tanα，A项正确。‎ ‎3.（北京卷）20．有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合力进行分析和判断。例如从解的物理量的单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一定特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。‎ 举例如下：如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上。把质量为m的滑块B放在A的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的加速度a = gsinθ，式中g为重力加速度。‎ A．当时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的 B．当＝90时，该解给出a=g,这符合实验结论，说明该解可能是对的 C．当M≥m时，该解给出a=gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 D．当m≥M时，该解给出a= ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 答案：D 解析：当mM时，该解给出a=,这与实际不符，说明该解可能是错误的。‎ ‎4.（四川卷）18．一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是 答案：AD ‎ ‎5.（江苏卷）3．一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g．现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为 ‎ A. B. ‎ C. D. 0‎ ‎6.（重庆卷）23.（16分）滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力Fx垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率（水可视为静止）.某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ=37°时（题23图），滑板做匀速直线运动，相应的k=‎54 kg/m，入和滑板的总质量为‎108 kg,试求（重力加速度g取‎10 m/s2,sin 37°取，忽略空气阻力）：‎ ‎（1）水平牵引力的大小；‎ ‎（2）滑板的速率；‎ ‎（3）水平牵引力的功率.‎ 解析：（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示 由共点力平衡条件可得 ①‎ ②‎ 由①、②联立，得 F =810N ‎(2)‎ 得m/s ‎(3)水平牵引力的功率 P=Fv ‎=4050 W ‎7.（宁夏卷）20.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是 ‎ ‎ A.若小车向左运动，N可能为零 ‎ B.若小车向左运动，T可能为零 ‎ C.若小车向右运动，N不可能为零 ‎ D.若小车向右运动，T不可能为零 答案：AB ‎8.（山东卷）19、直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是 A．箱内物体对箱子底部始终没有压力 B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” ‎ 答案:C 解析:因为受到阻力，不是完全失重状态，所以对支持面有压力，A错。由于箱子阻力和下落的速度成二次方关系，最终将匀速运动，受到的压力等于重力，最终匀速运动，BD错，C对。‎ ‎9.（上海卷）4．如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F的作用下，从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ＜π/4）。则F大小至少为＿＿＿＿＿＿；若F＝mgtanθ，则质点机械能大小的变化情况是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎10.（上海卷）5．在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如右表所示，人们推测第二、三列数据可能分别表示时间和长度。伽利略时代的1个长度单位相当于现在的mm，假设1个时间单位相当于现在的0.5s。由此可以推测实验时光滑斜面的长度至少为＿＿＿＿＿＿m，斜面的倾角约为＿＿＿＿＿度。（g取‎10m/s2）‎ 表：伽利略手稿中的数据 ‎1‎ ‎1‎ ‎32‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎130‎ ‎9‎ ‎3‎ ‎298‎ ‎16‎ ‎4‎ ‎526‎ ‎25‎ ‎5‎ ‎824‎ ‎36‎ ‎6‎ ‎1192‎ ‎49‎ ‎7‎ ‎1600‎ ‎64‎ ‎8‎ ‎2104‎ ‎【答案】：2.04，1.5‎ ‎【解析】：依题意，第一列数据为时间的平方t2，从数据分析可知第一列数据与第三列数据之比约为1:32（取平均值后比值为1:32.75），即斜面长度与时间的平方成正比，根据当时数据与现在的数据换算关系和匀变速运动公式，可得角度约为1.5°。‎ ‎11.（海南卷）2、如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为 ‎ A．（M＋m）g B．（M＋m）g－F ‎ C．（M＋m）g＋Fsinθ D．（M＋m）g－Fsinθ ‎12.（海南卷）9、如图，水平地面上有一楔形物体b，b的斜面上有一小物块a；a与b之间、b与地面之间均存在摩擦．已知楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上．现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能 a b 左 右 A．a与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动 B．a与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动 C．a与b之间的压力增大，且a相对b静止不动 D．b与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动 ‎13.（海南卷）15、科研人员乘气球进行科学考察．气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为‎990 kg．气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住．堵住时气球下降速度为‎1 m/s，且做匀加速运动，4 s内下降了‎12 ‎m．为使气球安全着陆，向舱外缓慢抛出一定的压舱物．此后发现气球做匀减速运动，下降速度在5分钟内减少‎3 ‎m/s．若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g＝‎9.89 m/s2，求抛掉的压舱物的质量．‎ 解析：由牛顿第二定律得：mg－f＝ma ‎ 抛物后减速下降有： ‎ Δv＝a/Δt ‎ 解得： ‎16.（广东理科基础）12．质量为m的物体从高处释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加速度为a＝，则f的大小为（ ）‎ A．　　　　　B． C．f＝mg　　　　　　　D． ‎【答案】B ‎【解析】以物体为研究对象，根据牛顿第二定律有，解得，选项B正确。‎ ‎17.（广东卷）1．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有 A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关 ‎【答案】B ‎【解析】倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比，在斜面上的速度与时间成正比，故选项A错误，选项B正确。斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，从顶端滚到底端所需时间与倾角有关，故选项C、D错误。‎ ‎18.（上海卷理科综合）43.某汽车的部分参数如下表，请根据表中数据完成表的其他部分。‎ 整车行使质量‎1500Kg 最大功率92KW 加速性能 ‎0－‎108Km/h(即‎30m/s)所需时间 平均加速度 ‎11s ‎_________m/s2‎ 制动性能 车辆以‎36Km/h（即‎10m/s）行使时的制动距离 制动过程中所受合外力 ‎6.5m ‎_________N ‎【答案】2.73 1.15×104‎ ‎2.(07江苏6)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和‎2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为 ( ) A.  B. C. D. 3μmg 答案：B ‎3.（07上海21）如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数 据.(重力加速度g =‎10 m/s2)求:‎ 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 ‎…‎ ‎ (1)斜面的倾角落 α ‎(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ ‎(3) t =0.6 s 时的瞬时速度 v ‎ 答案： (1)α=30° (2)μ=0.2 (3)2.3 m/s 解析：(1)物体在光滑斜面上运动时,做匀速直线运动,由前三列数据可求物体在斜面上运动时的加速度,则 ‎,在斜面上运动时重力的分力提供加速度,即:a1=gsinα,解得:α=30°.‎ ‎5.(07上海19B) 固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10 m/s2.求小环的质量m;细杆与地面间的倾角α. 答案：(1)1kg (2)30°‎ 解析：由v—t图象可解得：a=,前2 s内,由牛顿第二定律得:F-mgsinα=ma. ‎ ‎2s满足:F=mgsinα代入数据可解得：m=‎1 kg,α=30°‎ ‎13.(07江苏15) 直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=‎500 kg空箱的悬索与竖直方向的夹角 θ1=45°.直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a =‎1.5 m/s2时,悬索与竖直方向的夹角 θ2=14°.如果空气阻力大小不计,且忽略悬索的质量,试求水箱中水的质量M.(取重力加速度g =10 m/s2;‎ sin 14°≈0.242;cos 14°≈0.970)‎ 答案 4.5×103kg 解析 直升机取水时,水箱受力平衡 T1sinθ1- f =0 ① ‎ T1cosθ1-mg=0 ②‎ 由①②得f =mgtanθ1 ③‎ 直升机返回时,由牛顿第二定律 T2sinθ2- f =(m+M)a ④‎ T2cosθ2-(m+M)g=0 ⑤‎ 由③④⑤得,水箱中水的质量M=4.5×103 kg ‎ ‎