2012高考物理 考前30天之备战冲刺押题系列Ⅳ 专题03 牛顿定律

1、专题三 牛顿定律内容要求16牛顿第一定律。惯性17牛顿第二定律。质量。圆周运动中的向心力18牛顿第三定律19牛顿力学的适用范围20牛顿定律的应用21万有引力定律的应用。人造地球卫星的运动（限于圆轨道）22宇宙速度23超重和失重24共点力作用下的物体的平衡IIIIIIIIIIIIIII名师解读牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。对这部分内容的考查非常灵活，选择、实验、计算等题型均可以考查。其中用整体法和隔离法处理问题，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体的平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹

2、簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等等，应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度，而且还能考查考生从材料、信息中获取要用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。样题解读【样题1】（2012江苏省盐城市模拟）如图31所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P。设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为 A2：1 B1：1C：1 D1：分析 设光滑斜槽轨道的倾角为q，则物体下滑时的加速度为，由几何

3、关系，斜槽轨道的长度，由运动学公式，得，即所用的时间t与倾角q无关，所以t1t2，B项正确。答案 B【样题2】（2012山东省淄博市模拟考试）为了研究超重与失重现象。某同学把一体重计放在电梯的地板上，他站在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况。下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内各时刻不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则时间t0t1t2t3体重计示数（kg）45.050.040.045.0At3时刻电梯可能向上运动Bt1和t2时刻电梯运动的加速度方向相反，但运动方向不一定相反Ct1和t2时刻该同学的质量相同，但所受重力不同Dt1和t2时刻该同学的质量和重力均不相同分析 已知

4、t0时刻电梯静止，所以该同学的质量为45kg，t1 时刻电梯处于超重状态，加速度向上，t2时刻电梯处于失重状态，加速度向下，但运动方向不一定相反，B项正确；t3时刻电梯可能静止，也可能匀速向上运动，A项正确；t1和t2时刻该同学分别处于超重和失重状态，表示电梯对该同学的支持力大于和小于其重力，但该同学的质量和重力均不变，C项、D项都不正确。答案 AB解读本题涉及到受力分析、牛顿第二定律、超重、失重等知识点，考查理解能力、推理能力和分析综合能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解相关知识的区别和联系”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得

5、出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。分析本题时要注意，超重和失重是指体重计的示数比重力大还是比重力小，本质是物体的加速度方向是向上还是向下（加速度向上为超重，加速度向下为失重），而与物体的运动方向（即速度方向）无关，并且物体的重力和质量是不变的，即只是视重变大或变小。【样题3】（2012山东省济南市模拟考试）用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图32（a）所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角减小，当N0时，角速度为0。当0时，由牛顿第二定律得，TsinqNcosqm2Lsinq，TcosqNsinqmg，解得Tm2Lsin2qmgcosq；当0时，绳与竖

6、直方向夹角变大，设为a，由牛顿第二定律得Tsinam2Lsina，Tm2L，可知T2图线的斜率变大，C项正确。答案 C解读本题涉及到圆周运动的受力分析、力的合成与分解、牛顿第二定律、向心力、临界问题等知识点，重点考查分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论，必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题的图像中提示出有转折点，从这一点入手，可知当角速度过大时，小球会飘起离开斜面，因此要分两种情况列方程。因小球做匀速

7、圆周运动，合外力不为零，所以适合用正交分解法处理。【样题4】我国和欧盟合作的建国以来最大的国际科技合作计划“伽利略计划”将进入全面实施阶段，这标志着欧洲和我国都将拥有自己的卫星导航定位系统，并将结束美国全球定位系统(GPS)在世界独占鳌头的局面。据悉“伽利略”卫星定位系统将由30颗轨道卫星组成，卫星的轨道高度为,倾角为，分布在3个轨道上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨备份卫星。当某颗卫星出现故障时可及时顶替工作。若某颗替补卫星处在略低于工作卫星的轨道上，则这颗卫星的周期和速度与工作卫星相比较，以下说法中正确的是A替补卫星的周期大于工作卫星的周期速度大于工作卫星的速度B替补卫星的周期小于工

8、作卫星的周期速度大于工作卫星的速度C替补卫星的周期大于工作卫星的周期速度小于工作卫星的速度D替补卫星的周期小于工作卫星的周期速度小于工作卫星的速度分析 由于卫星绕地球做匀速圆周运动。则,故卫星的运行周期，卫星运行速度。因此，卫星高度h越小，运行周期T越小，速度v越大，B项正确。答案 B解读本题涉及到万有引力定律在天体上应用的知识，考查理解能力和推理能力，体进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零，已知竹竿底部与下面顶杆人肩部间有一感应器，如图33所示为传感器显示的顶杆人肩部的受力情况，取g=10m/s2，求：（1）杆

9、上的人下滑中的最大速度；（2）竹竿的长度。分析 （1）由Ft图可知，01s 人加速下滑，13s 人减速下滑，3s时刻人下滑到杆底静止，在01s中对人有 对杆有 人下滑的加速度人下滑的最大速度 。（2）人下滑过程中的vt图如图34所示，则竹竿的长度。答案 （1）4m/s（2）6m【样题6】（2012江苏省模拟）你是否注意到，“神舟”六号宇宙飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图，如图35所示，它记录了“神舟”六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹、，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹通过赤道时的经度为西经

10、157.5，绕行一圈后轨迹再次经过赤道时经度为180），若地球质量为M，地球半径为R，万有引力恒量为G，从图中你能知道“神舟”六号宇宙飞船的那些轨道参数？（需推导出的参数，只需写出字母推导过程）42.4)飞船每运行一周，地球自转角度为180157.522.5，则神舟飞船运行的周期由万有引力提供向心力，即可求得飞船的轨道半径 或轨道高度 。答案 神舟飞船运行在轨道倾角42.4度神舟飞船运行的周期T90min飞船的轨道半径或轨道高度 解读本题涉及到万有引力定律在天体上应用的知识，考查分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间

11、的联系，能够理论联系实际，运用物理知识综合解决所遇到的问题”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论”的能力要求。本题对获取图像信息的要求较高，尤其是图中的飞船运动轨迹不是平时见到的物理图形，需要考生结合地球自转的知识入手求解。 【名师预测】1游乐园中，游客乘坐能做加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉下列描述正确的是()A当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 答案BC解析超重与失重并不是物体的重力发生了变化，而是物体对支

12、持物的压力比重力大或者小的现象加速度竖直向上时，物体超重，加速度竖直向下时，物体失重，由此可知，B、C正确减小，说明物体做变加速运动，A、D选项错在0t1时间内F的方向不变，F与v同向，则物体做加速运动3静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则()A物体将做往复运动B2s内的位移为零C2s末物体的速度最大D3s内，拉力做的功为零答案A解析本题考查了力与运动的关系及应用图象的能力由题意可知，拉力F即为物体所受的合外力，根据Ft图象，物体在01s内做加速度逐渐减小的加速运动，1s末速度达到最大；在12s内做加速度逐渐增大的减速运动，2s末速度减为零，在23s

13、内物体做反向加速运动，3s末速度达到最大；在34s内做反向减速运动，4s末速度减为零，且重新回到出发点，也就是说物体在4s内的位移为零，以后物体将重复这样的运动，综上所述，选项A正确，B、C、D错误4如图所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴一质量为10kg的物块M.小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5N时，物块处于静止状态当小车以加速度a1m/s2沿水平地面向右加速运动时()A物块M相对小车仍静止B物块M受到的摩擦力大小不变C物体M受到的摩擦力将减小D物块M受到的弹簧的拉力将增大答案AB解析由初始条件知最大静摩擦力Ffmax5N，当小车向右加速运动时假设物块仍相对小车静止，由牛顿

14、第二定律得5Ff101，Ff5N，因Ff5N，则A、B正确5 2008年9月25日，“神舟七号”载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为()A6mgB5mgC4mg Dmg答案A解析以人为研究对象，进行受力分析，由牛顿第二定律可知，Fmgma，则Fm(ga)6mg，再由牛顿第三定律可知，人对飞船底部的压力为6mg.6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，m1m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为F的水平

15、力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为F2.则以下关系式正确的是()当拉力作用于B时，对A有F1m1a1m1a因m1m2，所以F1F2，选项A正确7(2010广东省潮州市期中测试)质量为2kg的物体放在动摩擦因数0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，则()A此物体在AB段做匀加速直线运动B此物体在AB段做匀速直线运动C此物体在OA段做匀加速直线运动D此物体在OA段做匀速直线运动答案BC解析由题中图象得：此物体在OA段所受的水平拉力为F15N，在AB段所受的水平拉力为F22N；物体所受滑动摩擦力为Ffmg2N，所以此物体在AB段做匀速直线运动，选项B正确；此物体在OA段做匀加速直线运动，选项C正确8如图所示，质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上，开始弹簧处于自然状态，现用水平恒力F推木块A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，以下说法正确的是()A两木块速度相同时，加速度aAaBB两木块速度相同时，加速度aAaBC两木块加速度相同时，速度vAvB答案BD解析显然在弹簧压缩到最短的过程中，A所受到的合外力变小，所以