2012高考试题模拟新题分类汇编专题3-牛顿运动定律汇总

1、C 单元牛顿运动定律C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律14. C1 2012 课标全国卷伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )A 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B. 没有力的作用，物体只能处于静止状态C. 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D 运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动14. AD 解析惯性是物体抵抗运动状态变化而保持静止或匀速直线运动状态的性质，A 正确；没有力的作用，物体将处于静止或匀速直线运动状态，B 错误；行星在圆形轨道上保持匀速率运动的原因是行

2、星受到地球的万有引力作用，不是由于惯性，C 错误；运动物体如果没有受到力的作用，将一直匀速直线运动下去，D 正确.C2 牛顿第二定律单位制21. C2、D1、E2 2012 福建卷如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动 力的小船沿直线拖向岸边已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为 m,小船受到的阻力大小恒为 f,经过 A 点时的速度大小为 Vo,小船从 A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为 t1, A、B 两点间距离为 d,缆绳质量忽略不计求：(1) 小船从 A 点运动到 B 点的全过程克服阻力做的功(2) 小船经过 B 点时的速度大小 V1；(3) 小船经过 B 点时的加速度

3、大小a.21.解析(1)小船从 A 点运动到 B 点克服阻力做功Wf= fd (2)小船从 A 点运动到 B 点，电动机牵引绳对小船做功W= Pt1由动能定理有1212W Wf= 2mv1 2mvoV0+ m Pt1 fd (3)设小船经过 B 点时绳的拉力大小为F,绳与水平方向夹角为电动机牵引绳的速度大小为 u，则P= Fu U= V1COS (由牛顿第二定律有Fcos0f=ma由式解得Pf*=寸 mvo+ 2m(Pt1fd )m由式解得 vi=17. C22012 安徽卷如图 4 所示，放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下则()A .物块可能匀速下滑B .物块仍以加速度 a 匀加

4、速下滑C.物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑D .物块将以小于 a 的加速度匀加速下滑17. C解析 不施加 F 时， 由牛顿第二定律有:ugos0；施加 F 后，相当于物体的重力增加了(F+ mg)sin 0 p(F + mg)cos9=ma，解得 a C正确.C4 实验：验证牛顿定律23. C42012 全国卷图 6 为验证牛顿第二定律的实验装置示意图图中打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电源，打点的时间间隔用At 表示在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”.图 6(1) 完成下列实验步骤中的填空：1平衡小车所受的阻力

5、： 小吊盘中不放物块， 调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列 _的点.2按住小车，在小盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码.3打开打点计时器电源， 释放小车，获得带有点列的纸带， 在纸带上标出小车中砝码的 质量m.4按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤5在每条纸带上清晰的部分，每5 个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距S1,S2,.求出与不同 m 相对应加速度 a.1 16以砝码的质量 m 为横坐标，a为纵坐标，在坐标纸上作出am 关系图线若加速度1与小车和砝码的总质量成反比，则a 与 m 应成_关系(填“线性”或“非线性”).(2) 完成下列填空：(i)本

6、实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊 盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F ,mgs in0卩 mgos0=ma,解得 a = gsi n0F，而质量无变化，又由牛顿第二定律有：=mg+1(gsin0- ugosB),所以加速度变大，C3超重和失重小吊盘(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为 &、2和 s3.a 可用 S1、s3和At 表示为 a =_ .图 7 为用米尺测量某一纸带上的 3、S3的情况，由图可读出 3 =_mm , s3=_ mm，由此求得加速度的大小 a=_m/s2.图 8(iii)图 8 为

7、所得实验图线的示意图设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为 _ ，小车的质量为 _ 23.答案等间距线性(2)(i)远小于小车和砝码的总质量(“远小于小车的质量”)S3 S1(ii)2 5At224.2(23.9 24.5)47.3(47.0 47.6)1.16(1.13 1.19)1 b(i)k k解析(1)若小车匀速运动，则在相等的时间内运动的位移相等，所以打下的点是均匀的.小车和砝码受到的拉力等于小盘和物块的重力，根据牛顿第二定律， 小车和砝码的加速mog1 M 11度a=M+ m， a= mg+ mg m，可见 am图象是一条过原点的直线.(2)(

8、i)设绳子拉力为 T,据牛顿第二定律，对于小盘和重物：m0g T = ma，对于小车mog和砝码：T= (M + m)a，联立解得 T=m0，只有当 M + m? m0时，T 心 mg，绳子的拉1+M + m力才是常数.2 2 2(i)根据逐差法，S2 S1=As= a(5At) ,s3 S2=As= a(5At)，所以s3 S1= 2As= 2a(5A),S3 S1得a=2 5At2.1 M 11丄(iii)从关系式 a = mg+ mgm可以看出，am图象的斜率k= m0g，所以绳子拉力m0g1Mb=k,图象纵轴截距的意义是m0g= b 贝UM = k.21.1.C42012 安徽卷 图

9、10 为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶 的质量为 m,小车和砝码的总质量为 M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉 力的大小.(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮 的高度，使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是()- S(1g图 10A .将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电,调节 m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B .将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂 和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸

10、带判断小车是否做匀速运动C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小 车是否做匀速运动实验中要进行质量 m 和 M 的选取，以下最合理的一组是()A. M= 200 g, m= 10 g、 15 g、20 g、25 g、30 g、 40 gB. M = 200 g, m = 20 g、40 g、 60 g、80 g、100 g、 120 gC. M = 400 g, m= 10 g、 15 g、20 g、25 g、30 g、 40 gD. M= 400 g, m= 20 g、 40 g、60 g、80 g、100 g、 120 g(3)图 11 是实验中得到的一

11、条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出量出相邻的计数点之间的距离分别为：SAB=4.22cm、SBC= 4.65 cm、SCD= 5.08 cm、SDE= 5.49 cm、SEF=5.91 cm、SFG= 6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为 50 Hz,则小车的加速度a=_ m/s2(结果保留 2 位有效数字)./IBC P F G 1图 1121.1.答案(1)B(2)C(3)0.42解析(1)本实验应先平衡摩擦力，将长木板一端垫起适当的高度，轻推小车后，小车 能匀速运动即说明摩擦力已平衡，同时判断小车的运动是否是匀速运动时，

12、打点情况，而不能靠用眼观察小车运动.(2)本实验应保证砂和砂桶的总质量m 远远小于小车和砝码的总质量合题意.SDE+ SEF+ SFG SAB SBC SCD(3)采用逐差法求解，可得a=C5 牛顿运动定律综合8 C5 2012 天津卷如图甲所示，静止在水平地面的物块 A，受到水平向右的拉力 F 作用，F与时间 t 的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则()4. C52012 江苏卷将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速 度的大小应根据纸带上的M，所以 C 项最符=0.42m/s2甲A . 0t1时间内 F 的功率逐渐增大B. t2时刻物块

13、 A 的加速度最大C. t2时刻后物块 A 做反向运动 D . t3时刻物块 A 的动能最大8 BD 解析0t1时间内拉力率为零，选项 A 错误；t1t2时间拉力 时刻物块的加速度最大， 选项 B 正确； 所以物块继续沿 F 的方向做加速运动(加速度逐渐减小 于滑动摩擦力 fm,物块从 t3时刻开始做减速运动，选项F 小于最大静摩擦力 fm,物块处于静止状态，F 的功F 一 fma= m 也逐渐增大，t2F 逐渐增大， 物块的加速度 t2t3时间内，虽然拉力 F 逐渐减小，但仍然大于 fm,)，选项 C 错误；t3时刻之后拉力 F 小D 正确.成正比下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间

14、 t 关系的图象，可能正确的是()图 24.C 解析皮球在上升过程中做减速运动，速度越来越小，所受的阻力越来越小，因此受到的合外力越来越小，加速度越来越小，速度减小到0，而加速度大小减小到重力加速度 g, C 图正确.5.C52012 江苏卷如图所示，一夹子夹住木块，在力F 作用下向上提升夹子和木块的质量分别为 m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力 F 的最大值是()2f m+ MA.M2f m+ MB.m2f m+ MC. M-(m+ M)g2f m+ MD.m + (m + M)g5. A 解析当木块所受的摩擦力最大时加速度最大，力F 最大，对木块分析可得 2fM

15、g = Ma ,对夹子和木块两个物体的整体进行分析可得F (M + m)g = (M + m)a,联立两式2f M + m可求得 F = M , A 项正确.23. C52012 浙江卷为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关 系，小明同学用石蜡做成两条质量均为 m、形状不同的“ A 鱼”和“ B 鱼”，如图所示.在高出水面 H 处分别静止释放“ A 鱼”和“ B 鱼”，“ A 鱼”竖直下潜 hA后速度减为零，“ B 鱼”竖直下潜 hB后速度减 为零.“鱼”图 3在水中运动时，除受重力外，还受浮力和水的阻力.已10知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 6 倍，重力加速度为 g, “鱼”运动的位移值远大于

16、“鱼”的长度.假设“鱼”运动时所受水的阻力 恒定，空气阻力不计.求：Aa(1) “ A 鱼”入水瞬间的速度VAI;(2) “A 鱼”在水中运动时所受阻力 fA.(3) “ A 鱼”与“ B 鱼”在水中运动时所受阻力之比 fA: fB.23.解析(1) “A 鱼”在入水前做自由落体运动，有2VAI0 = 2gH得：VAI= 2gH(2) “A 鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用，做匀减速 运动，设加速度为 aA,有F合=F浮+ fA mgF合=maA0 一VAI= 一 2aAhA10由题意：F浮=9 mg旦 1综合上述各式，得 fA= mgA考虑到“B 鱼”的受力、运动情况与“A 鱼”相似

17、，有旦 1fB= mg hB 9fAhB9H hA解得fB= hA9H hB25. C52012 重庆卷某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛 距离为 s.比赛时.某同学将球置于球拍中心，以大小为 a 的加速度从静止开始做 匀加速直线运动，当速度达到 V0时，再以 V0做匀速直线运动跑至终点.整个过 程中球一直保持在球拍中心不动. 比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍 的倾角为也,如图所示，设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为 m,重力加速度为 g.(1) 求空气阻力大小与球速大小的比例系数 k;(2) 求在加速跑

18、阶段球拍倾角B随速度 v 变化的关系式；(3) 整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为vo,而球拍的倾角比0)大了B并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为 r 的下边沿掉落，求B应满足的条件.25.解析在匀速运动阶段，有 mgtan0=kvomgtan0得 k=vo加速阶段，设球拍对球的支持力为N，有N sin0-kv = maNcos0=mga _v_得 tan0=g+&tan0mg(3)以速度 V0匀速运动时，设空气阻力与重力的合力为F，有 F= cos60球拍倾角为6+ B时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加 速度大小为

19、 a，有Fs inma设匀速跑阶段所用时间为 t,有S V0t= v0- 2a12球不从球拍上掉落的条件 2a t r2rcos0得 sin s v02gV02a23. C52012 北京卷摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百 米.电梯的简化模型如图 1 所示.考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度 a 是随时间t变化的.已知电梯在0时由静止开始上升， a-1图象如图 2所示.电 梯总质量 m= 2.0 x103kg.忽略一切阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2.(1) 求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力 F2；(2) 类比是一种常用的研究方法.对于直线运动，教科书中讲解了由vt 图象求位移的方法.请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图 2 所示的 a t图象，求电梯在第 1 s 内的速度改