牛顿运动定律高水平高考

1、第三章 牛顿运动定律1、牛顿第一定律 牛顿第三定律1如图所示,在瓶内装满水,将乒乓球用细线拴住并按入水中,线的另一端固定在瓶盖上.盖上瓶盖并将瓶子翻转,乒乓球将浮在水中.用手托着瓶子在水平向右做加速直线运动,乒乓球在瓶中的位置会如何变化?解释你所观察到的现象.2.如图所示,重球系于易断的线DC下端,重球下再系一根同样的线BA,下面说法中正确的是 A.在线的A端慢慢增加拉力,结果CD线被拉断 B.在线的A端慢慢增加拉力,结果AB线被拉断C.在线的A端突然猛力一拉,结果AB线被拉断 D.在线的A端突然猛力一拉,结果CD线被拉断3.有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风

2、全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示.对于这种设计,下列分析中正确的是 ( )A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行 B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律2、牛顿第二定律 单位制题型1 已知受力求运动情况【例1】如图所示,传送带与地面夹角=37°,从A到B长度为16 m,传送带以v0=10 m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5 kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数=0.5.求物体从A运动到B需要的时间.(sin

3、 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2)题型2 由运动求受力情况【例2】如图所示,质量M=10 kg的木楔静止于粗糙的水平地面上,已知木楔与地面间的动摩擦因数= 0.02.在木楔倾角=30°的斜面上,有一质量m=1.0 kg的物体由静止开始沿斜面下滑,至滑行路程x=1.4 m时,其速度v=1.4 m/s.在这一过程中木楔始终保持静止,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 m/s2).1.如图所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,m1>m2,A、B间水平连接着一轻质弹簧秤.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后

4、B的加速度大小为a1,弹簧秤示数为F1;如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧秤示数为F2.则以下关系式正确的是 ( )A.a1=a2,F1>F2 B.a1=a2,F1<F2 C.a1<a2,F1=F2 D.a1>a2,F1>F22.如图所示,U形槽放在水平桌面上,物体M放于槽内静止,此时弹簧对物体的压力为3 N,物体的质量为0.5 kg,与槽底之间无摩擦.使槽与物体M一起以6 m/s2的加速度向左水平运动时 ( )A.弹簧对物体的压力为零 B.物体对左侧槽壁的压力等于零C.物体对左侧槽壁的压力等于3 N D.弹簧对物体的压力等于6 N

5、3、瞬时问题与动态分析 超重与失重题型1 瞬时问题【例1】如图(a)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,L2水平拉直,物体处于平衡状态.(1)现将图(a)中L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度.(2)若将图(a)中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图(b)所示,求剪断L2瞬间物体的加速度.题型2 程序法分析动态问题【例2】一个小球(小球的密度小于水的密度)从较高的位置落下来,落入足够深的水池中,在小球从静止下落,直到在水中下落到最大深度的过程中,下列小球速度随时间变化的图线可能正确的是 ( )题型3 超重与失重观点

6、解题【例3】如图所示,在台秤的托盘上,放着一个支架,支架上挂着一个电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块B,电磁铁不通电时,台秤的示数为G.当接通电路,在铁块被电磁铁吸起的过程中,台秤的示数将 ( )A.不变 B.变大 C.变小 D.忽大忽小1.如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回.若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中 ( )A.P的加速度大小不断变化,方向也不断变化 B.P的加速度大小不断变化,但方向只改变一次C.P的加速度大小不断改变,当加速度数值最大时,速度最小D.有一段过程,P的加速度逐渐

7、增大,速度也逐渐增大2.细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示.(已知cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)以下说法正确的是 ( )A.小球静止时弹簧的弹力大小为mg B.小球静止时细绳的拉力大小为mgC.细线烧断瞬间小球的加速度立即为g D.细线烧断瞬间小球的加速度立即为g3.如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端悬空.为了研究学生沿杆的下滑情况,在杆顶部装有一拉力传感器,可显示杆顶端所受拉力的大小.现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5

8、 s末滑到杆底时速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g取10 m/s2.求: (1)该学生下滑过程中的最大速率.(2)滑杆的长度.4、专题:二力合成法与正交分解法题型1 根据二力合成法确定物体的加速度【例1】如图所示,小车在斜面上沿斜面向下运动,当小车以不同的加速度运动时,系在小车顶部的小球分别如图中所示三种状态.中细线呈竖直方向,中细线垂直斜面,中细线水平.试分别求出上述三种状态中小车的加速度.(斜面倾角为)题型2 正交分解法的应用【例2】风洞实验室中可产生水平方向的、大小可以调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室中,小球孔径略大于

9、细杆直径(如右图所示).(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆之间的动摩擦因数.(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)题型3 传送带上的物理问题【例3】如图所示,传送带与水平面的夹角为=37°,其以4 m/s的速度向上运行,在传送带的底端A处无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体,它与传送带间动摩擦因数=0.8,AB间(B为顶端)长度为25 m

10、.试回答下列问题:(1)说明物体的运动性质(相对地球).(2)物体从A到B的时间为多少？(g=10 m/s2) 1.如图所示,动力小车上有一竖杆,杆顶端用细绳拴一质量为m的小球.当小车沿倾角为30°的斜面匀加速向上运动时,绳与杆的夹角为60°,小车的加速度为 ( )A.g B.g C.g D.2.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的( )A.倍 B.倍 C.倍 D.倍3.如图所示,质量为m的物体放在倾角为的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为,如沿水平方向

11、加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动,则F为多少?4.如图所示,传送带以恒定的速度v=10 m/s运动,传送带与水平面的夹角为37°,PQ=16 m,将一小物块无初速地放在传送带上P点,物块与此传送带间的动摩擦因数=0.5,g=10 m/s2.求当传送带顺时针转动时,小物块运动到Q点的时间为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)1.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下,以加速度a做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度为a1和a2,则 ( )A.a1=a

12、2=0 B.a1=a,a2=0 C.a1= D.a1=a,a2=2.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述中正确的是 ( )A.小球的速度一直减小 B.小球的加速度先减小后增大C.小球加速度的最大值一定大于重力加速度 D.在该过程的位移中点上小球的速度最大4.如图所示,在一个盛有水的容器内静止一木块,当容器由静止开始以加速度g下降,则在此过程中木块相对于水面 ( )A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断5.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细

13、线悬挂一质量为m2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹 角为,在这段时间内木块与车厢也保持相对静止,如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变量为 ( )A.tan B. C. D.6.弹簧秤用细线系两个质量都为m的小球,现让两小球在同一水平面内做匀速圆周运动,两球始终在过圆心的直径的两端,如图所示,此时弹簧秤读数为 ( )A.大于mg B.小于2mg C.等于2mg D.无法判断7.如图所示,天平左盘上放着盛水的杯子,杯底用细绳系着一木质小球,右盘上放着砝码,此时天平处于平衡状态,若细绳断裂小球加速上升过程中,天平平衡状态将发生怎样的变化 ( )A.仍然平衡 B.右盘

14、上升,左盘下降C.左盘上升,右盘下降 D.无法判断8.如图所示,小车沿水平面向右做加速直线运动,车上固定的硬杆和水平面的夹角为,杆的顶端固定着一个质量为m的小球.当车运动的加速度逐渐增大时,杆对小球的作用力(F1至F4变化)的受力图形(OO沿杆方向)可能是下图中的 ( )9.如图所示,弹簧S1的上端固定在天花板上,下端连一小球A,球A与球B之间用线相连.球B与球C之间用弹簧S2相连.A、B、C的质量分别为mA、mB、mC,弹簧与线的质量均不计.开始时它们都处在静止状态.现将A、B间的线突然剪断,求线刚剪断时A、B、C的加速度.10.如图所示,质量为m=1 kg的小球穿在倾角为=30°

15、的斜杆上,球恰好能在杆上匀速下滑.若球受到一个大小为F=20 N的水平推力作用,可使小球沿杆向上加速滑动(g取10 m/s2).求:(1)小球与斜杆间的动摩擦因数的大小.(2)小球沿杆向上加速滑动时的加速度大小.5、专题:整体法和隔离法解决连接体问题整体法的应用1.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,m1>m2,如图所示,若三角形木块和两物体都是静止的.则粗糙水平面对三角形木块 A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右 B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、1、2的数值

16、均未给出D.没有摩擦力作用2.两刚性球a和b的质量分别为和、直径分别为个(>)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为和，aaaks5uaaa筒底所受的压力大小为。已知重力加速度大小为g。若所以接触都是光滑的，则A BC D3.质量为M的木板静止在光滑的水平面上，木板上放着质量为m的滑块，木板与滑块之间的摩擦因数为，现对滑块施以水平向右恒力F，若要滑块与木板不发生相对滑动，求F的范围。4.如图,位于水平桌面上的物块块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩

17、擦因数都是,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为 A.4mgB.3mgC.2mgD.mg5.质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上，质量为m的人在木板上跑，假如脚与板接触处不打滑。（1）要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动？（2）要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动？6.如图, 在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板,以其相对斜面大小为a的加速度向上跑.则此时木板沿斜面下滑的加

18、速度为 1.如图所示,滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是m1=m2+m3,这时弹簧秤的读数为FT.若把物体m2从右边移到左边的物体m1上,弹簧秤的读数FT将 ( )A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定2.如图所示,斜面体ABC置于粗糙的水平地面上,小木块m在斜面上静止或滑动时,斜面体均保持静止不动.下列哪种情况,斜面体受到地面向右的静摩擦力 ( )A.小木块m静止在BC斜面上 B.小木块m沿BC斜面加速下滑C.小木块m沿BA斜面减速下滑 D.小木块m沿AB斜面减速上滑3.如图所示,在长为L的均匀杆的顶部A处,紧密套有一小环,它们一起从某高处做自由落体运动,杆的B端着地后,杆立即停止

19、运动并保持竖直状态,最终小环恰能滑到杆的中间位置.若环在杆上滑动时与杆间的摩擦力大小为环重力的1.5倍,求从杆开始下落到环滑至杆的中间位置的全过程所用的时间.1.如图所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体,已知mA=6 kg、mB=2 kg,A、B间动摩擦因数=0.2,在物体A上系一细线,细线所能承受的最大拉力是20 N,现水平向右拉细线,g取10 m/s2,则 ( )A.当拉力F<12 N时,A静止不动 B.当拉力F>12 N时,A相对B滑动C.当拉力F=16 N时,B受A的摩擦力等于4 N D.无论拉力F多大,A相对B始终静止 2.如图所示,在升降机内的弹簧下端吊一物体A,其质

20、量为m,体积为V,全部浸在水中.当升降机由静止开始以加速度a(a<g)匀加速下降时,该弹簧的长度将( )A.不变 B.伸长 C.缩短 D.无法确定 3.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹回到原高度.小孩在从高处下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图象如图所示,图中Oa段和cd段是直线.根据此图象可知,小孩跟蹦床相接触的时间为 ( )A.t1t4 B.t2t4 C.t1t5 D.t2t54.如图所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面(斜面与水平面成角),最后竖直向上运动.则在这三个阶段的运动中,细线上张力的大小

21、情况是 ( )A.由大变小 B.由小变大 C.始终不变 D.由大变小再变大5.先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉同一质量为m的物块,且每次使橡皮条的伸长量均相同,物块m在橡皮条的拉力作用下所产生的加速度a与所拉橡皮条的数目n的关系如图所示.若更换物块所在水平面的材料,再重复这个实验,则图中直线与水平轴间的夹角将 ( )A.变大 B.不变 C.变小 D.与水平面的材料有关6.如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量分别为m1和m2的物体,m1放在地面上,当m2的质量发生变化时,m1的加速度a的大小与m2的关系图象大体如下图中的 7.如图所示,质量m的球与弹簧和水平细线相连,

22、、的另一端分别固定于P、Q.球静止时,中拉力大小FT1,中拉力大小FT2,当仅剪断、中的一根的瞬间,球的加速度a应是 ( )A.若断,则a=g,方向水平向右 B.若断,则a=,方向水平向左C.若断,则a=,方向沿的延长线 D.若断,则a=g,竖直向上8.如图所示,在光滑水平桌面上有一链条,共有(P+Q)个环,每一个环的质量均为m,链条右端受到一水平拉力F.则从右向左数,第P个环对第(P+1)个环的拉力是 A.F B.(P+1)F C. D. 9.在一正方形小盒内装一小圆球,盒与球一起沿倾角为的光滑斜面下滑,如图所示.若不计摩擦,当角增大时,下滑过程圆球对方盒前壁压力FN及对方盒底面的压力FN将

23、如何变化 ( )A.FN变小,FN变小 B.FN变小,FN为零 C.FN变小,FN变大 D.FN不变,FN变大10.假设雨点下落过程受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比，与雨点下落的速度v的平方成正比，即Ff=kSv2（其中k为比例系数）.雨点接近地面时近似看做匀速直线运动，重力加速度为g. 若把雨点看做球形，其半径为r，设雨点的密度为，求：（1）每个雨点最终的运动速度vm（用、r、g、k表示）. （2）雨点的速度达到时，雨点的加速度a为多大？历年高考练习（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 。.（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