一轮复习人教版牛顿运动定律学案

1、专题三牛顿运动定律挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法牛顿运动定律对牛顿第一、三定律和惯性的理解2015江苏单科,6,4分3牛顿第二定律运动与相互作用观念2015课标,20,6分5牛顿第二定律相互作用观念对牛顿第二定律的理解2017上海单科,6,3分2运动与相互作用观念整体法、隔离法2016课标,18,6分4曲线运动运动与相互作用观念2014课标,24,12分4运动与相互作用观念牛顿运动定律的应用利用图像解答牛顿运动定律问题2018课标,15,6分4平衡条件证据、相互作用观念2015课标,20,6分3证据、运动与相互作用观念2014山东理综,15,6分

2、3证据、运动与相互作用观念连接体2017课标,25,20分5匀变速直线运动科学推理2014江苏单科,8,4分4科学推理整体法、隔离法分析解读牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律。本专题主要考查牛顿运动定律的理解、计算、应用三方面,题型有选择题、计算题。牛顿运动定律是高考的必考内容。本专题应主要掌握整体法、隔离法的应用,会用正交分解法规范地做题,掌握超重和失重的分析,会分析解决传送带模型及连接体问题,能综合运用牛顿运动定律和运动学规律解题。【真题典例】破考点【考点集训】考点一牛顿运动定律1.(2014北京理综,18,6分)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如

3、平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是()A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度答案D2.(2018湖北黄冈期末)远在春秋战国时代(公元前772前221年),我国杰出学者墨子认为:“力,刑之所以奋也。”“刑”同“形”,即物体;“奋,动也”,即开始运动或运动加快,对墨子这句关于力和运动观点的理解,下列说法不正确的是()A.墨子认为力是改变物体运动状态的原因B.墨子认为力是使物体产生加速度的原因C.此

4、观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同D.此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同答案C3.(2017河北石家庄二模,14)一个质量为2 kg的物体,在4个共点力作用下处于平衡状态。现同时撤去大小分别为8 N和12 N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法正确的是()A.一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小B.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5 m/s2C.可能做匀减速直线运动,加速度大小是1.5 m/s2D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是6 m/s2答案A4.(2019届山西五市联考,8)(多选)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,

5、木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k,在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为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保持相对静止,如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力,则下列说法正确的是()A.小车可能向右做减速运动B.小车可能向右做加速运动C.在这段时间内弹簧的伸长量为m1gk tan D.在这段时间内弹簧的压缩量为m1gk tan 答案AC考点二牛顿运动定律的应用1.(2018课标,15,6分)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位

6、移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是()答案A2.(2018安徽A10联盟联考)如图甲所示,一个可视为质点的物块从倾角为=30°的固定斜面顶端由静止开始下滑,从此时开始计时,物块的速度为v,到斜面顶端的距离为x,其x-v2图像如图乙所示。已知g=10 m/s2,斜面足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.物块的加速度大小为8 m/s2B.物块在t=1 s时的速度大小为8 m/sC.物块在t=4 s时处于斜面上x=24 m的位置D.物块与斜面间的动摩擦因数为=315答案D3.(2018陕西西安模拟,10,4分)(多选)如图所示,质量相同的木块A、B用轻质

7、弹簧连接。静止在光滑的水平面上,此时弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A。则从力F开始作用到弹簧第一次被压缩到最短的过程中()A.弹簧压缩到最短时,两木块的速度相同B.弹簧压缩到最短时,两木块的加速度相同C.两木块速度相同时,加速度aA<aBD.两木块加速度相同时,速度vA>vB答案ACD4.(2018广东四校联考)如图所示,木盒中固定一质量为m的砝码,木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止。现拿走砝码,而持续加一个垂直于斜面向下的恒力F(F=mg cos ),其他条件不变,则木盒滑行的距离将()A.不变B.变小C.变大D.变大变小均有可能答案B【方法集训】方法1瞬

8、时性问题的处理1.(2019届河北五校联考,9)如图所示,两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上,水平轻绳一端连接A,另一端固定在墙上,A、B与传送带间动摩擦因数均为。传送带顺时针方向转动,系统达到稳定后,突然剪断轻绳的瞬间,设A、B的加速度大小分别为aA和aB,(弹簧在弹性限度内,重力加速度为g)则()A.aA=1+m2m1g,aB=gB.aA=g,aB=0C.aA=1+m2m1g,aB=0D.aA=g,aB=g答案C2.(2018安徽皖南八校联考,4,4分)如图所示为两轻绳拴接一定质量的小球,两轻绳与竖直方向的夹角如图,若剪断a绳的瞬间,小球的加速度

9、大小为a1,剪断b绳的瞬间,小球的加速度大小为a2。则a1a2为()A.11B.21C.31D.231答案C3.(2017福建龙岩段考,3,4分)如图所示,在水平面上,质量为10 kg的物块A拴在一水平拉伸弹簧的一端,弹簧的另一端固定在小车上,当它们都处于静止时,弹簧对物块的弹力大小为3 N,若小车突然以a=0.5 m/s2的加速度水平向左做匀加速运动时()A.物块A相对于小车向右滑动B.物块A受到的摩擦力大小变为2 NC.物块A受到的摩擦力方向不变D.物块A受到弹簧的拉力将增大答案B方法2传送带问题的处理1.(2018山西考前测试)如图所示,倾角为=37°的传送带以速度v1=2 m

10、/s顺时针匀速转动。将一小物块以v2=8 m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5,传送带足够长,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,下列说法正确的是()A.小物块运动的加速度大小恒为10 m/s2B.小物块向上运动的时间为0.6 sC.小物块向上滑行的最远距离为4 mD.小物块最终将随传送带一起向上匀速运动答案C2.(2019届内蒙古五市联考,12)如图所示,传送带的水平部分长xab=2 m,斜面部分长xbc=4 m,bc与水平面的夹角=37°。一个小物体A与传送带的动摩擦因数=0.25,传

11、送带沿图示的方向运动,速率v=2 m/s。若把物体A轻放到a处,它将被传送带送到c点,且物体A不会脱离传送带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。(已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)答案2.4 s方法3解答连接体中临界极值问题的方法1.(2017河南南阳联考,8,4分)(多选)如图所示,水平地面上叠放着A、B两物块。F是作用在物块B上的水平恒力,物块A、B以相同的速度做匀速运动,若在运动中突然将F撤去,则此后A、B的运动可能是()A.A、B将仍以相同的速度做匀速运动B.A做减速运动,B做减速运动,A的加速度小于B的,A、B最终分离C

12、.A、B最终以共同的加速度做匀减速运动D.A做减速运动,B做减速运动,A的加速度大于B的,A、B最终分离答案BC2.(2018陕西西安模拟,17,15分)如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为M=4 kg,长为L=1.4 m;木板右端放一小滑块,小滑块质量为m=1 kg,可视为质点。现用水平恒力F作用在木板右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a-F图像如图乙所示,取g=10 m/s2。求:(1)小滑块与木板间的动摩擦因数,以及木板与地面间的动摩擦因数。(2)若水平恒力F=27.8 N,且始终作用在木板上,当小滑块从木板上滑落时,经历的时间

13、。答案(1)0.40.1(2)2 s方法4滑块滑板模型问题1.(2019届内蒙古五市联考,6)一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1 kg和mB=2 kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数都为=0.2,且A、B与木板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。水平恒力F作用在A物块上,如图所示,g=10 m/s2。下列说法正确的是()A.若F=1 N,则物块、木板都静止不动 B.若F=1.5 N,则A物块所受摩擦力大小为1.5 NC.若F=4 N,则B物块所受摩擦力大小为4 ND.若F=8 N,则B物块的加速度为1 m/s2答案D2.(2019届河北唐山联考,12)有一项“快

14、乐向前冲”的游戏可简化如下:如图所示,滑板长L=1 m,起点A到终点线B的距离s=5 m。开始滑板静止,右端与A平齐,滑板左端放一可视为质点的滑块,对滑块施一水平恒力F使滑板前进。板右端到达B处冲线,游戏结束。已知滑块与滑板间动摩擦因数=0.5,地面视为光滑,滑块质量m1=2 kg,滑板质量m2=1 kg,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)滑板由A滑到B的最短时间;(2)为使滑板能以最短时间到达,水平恒力F的取值范围。答案(1)1 s(2)30 NF34 N3.(2017课标,25,20分)如图,两个滑块A和B的质量分别为mA=1 kg和mB=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,

15、两者与木板间的动摩擦因数均为1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为2=0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时,A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2。求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离。答案(1)1 m/s(2)1.9 m4.(2019届安徽联盟联考,11,22分)如图甲所示,质量m=1 kg的小物块A(可视为质点)放在质量M=4 kg的薄木板B的左端,木板长L=4.5 m,起初A、B静止在水平地面上。现用一水平向左的力F作用在木板B上

16、,通过传感器测出A、B的加速度与外力F的变化关系如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木板B的厚度可忽略不计,重力加速度g=10 m/s2。(1)求A、B之间的动摩擦因数1。(2)求B与地面之间的动摩擦因数2。(3)若开始时对B施加水平向左的恒力F=29 N,且给A一水平向右的初速度v0=4 m/s,则经过多长时间物块A恰好滑到木板B的右端?答案(1)0.4(2)0.1(3)1 s过专题【五年高考】A组基础题组1.(2016上海单科,4,3分)如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的()A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向答

17、案D2.(2016课标,18,6分)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变答案BC3.(2015课标,20,6分)(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,

18、每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()A.8B.10C.15D.18答案BC4.(2014课标,24,12分)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s,当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120 m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。答案20 m/s(或72 km/h)B组提升题组1.(2015课标,20,6分)(多选)如图(

19、a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度答案ACD2.(2014山东理综,15,6分)(多选)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()A.t1B.t2C.t3D.t4答案AC3.(2015江苏单科,6,4分)(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()A.t

20、=2 s时最大B.t=2 s时最小C.t=8.5 s时最大D.t=8.5 s时最小答案AD4.(2015海南单科,8,5分)(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间,()A.a1=3gB.a1=0C.l1=2l2D.l1=l2答案AC5.(2014江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为,B

21、与地面间的动摩擦因数为12。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则()A.当F<2mg时,A、B都相对地面静止B.当F=52mg时,A的加速度为13gC.当F>3mg时,A相对B滑动D.无论F为何值,B的加速度都不会超过12g答案BCDC组教师专用题组1.(2017上海单科,5,3分)如图,在匀强电场中,悬线一端固定于地面,另一端拉住一个带电小球,使之处于静止状态。忽略空气阻力,当悬线断裂后,小球将做()A.曲线运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.变加速直线运动答案C2.(2016江苏单科,9,4分)(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼

22、缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面答案BD3.(2015海南单科,9,5分)(多选)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时,()A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑答案BD4.(2011课标,21,6分)如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够

23、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()答案A5.(2015重庆理综,3,6分)高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.m2ght+mgB.m2ght-mgC.mght+mgD.mght-mg答案A6. (2

24、013课标,14,6分,0.787)如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是()113242130932981645262558243661 1924971 6006482 104A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比答案C7. (2010课标,15,6分)如图,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

25、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a1、a2。重力加速度大小为g。则有()A.a1=0,a2=gB.a1=g,a2=gC.a1=0,a2=m+MMgD.a1=g,a2=m+MMg答案C【三年模拟】一、选择题(每小题6分,共54分)1.(2019届河北保定阶段检测,2)为了使雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的高度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,那么如图所示的四种情况中符合要求的是()答案C2.(2018河北五校联考,6)如图所示,在竖直平面内有半径为R和2R的两个圆,两圆的最高点相切,切点为A,B和C分别是小圆和

26、大圆上的点,其中AB长为2R,AC长为22R。现沿AB和AC建立两条光滑轨道,自A处由静止释放小球,已知小球沿AB轨道运动到B点所用时间为t1,沿AC轨道运动到C点所用时间为t2,则t1与t2之比为()A.12B.12C.13D.13答案A3.(2017重庆一中段考,6)(多选)如图所示,两个完全相同的轻弹簧a、b,一端固定在水平面上,另一端均与质量为m的小球相连接,轻杆c一端固定在天花板上,另一端与小球拴接。弹簧a、b和轻杆互成120°角,且弹簧a、b的弹力大小均为mg,g为重力加速度,如果将轻杆突然撤去,则撤去瞬间小球的加速度大小为()A.a=0B.a=gC.a=1.5gD.a=

27、2g答案AD4.(2018陕西西安模拟,8)(多选)质量分别为2 kg和3 kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F1=20 N、F2=10 N,则下列说法正确的是()A.弹簧的弹力大小为16 NB.如果只有F1作用,则弹簧的弹力大小变为12 NC.若把弹簧换成轻质绳,则绳对物体的拉力大小为零D.若F1=10 N、F2=20 N,则弹簧的弹力大小不变答案AB5.(2018北京海淀期中,5)(多选)如图所示,某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为

28、“起立”过程。她稳定站立时,体重计的示数为A0,关于实验现象,下列说法正确的是()A.“起立”过程,体重计的示数一直大于A0B.“下蹲”过程,体重计的示数一直小于A0C.“起立”、“下蹲”过程,都能出现体重计的示数大于A0的现象D.“起立”过程,先出现超重现象后出现失重现象答案CD6.(2019届河北五校联考,3)(多选)如图所示,两根粗细均匀,重力不计的橡皮筋L1、L2的一端分别连接于A、B两点,另一端与同一小球相连,小球静止时,L1与竖直方向的夹角为,L2保持水平,此时两根橡皮筋的长度相等,已知两根橡皮筋的劲度系数相等,橡皮筋的弹力与形变量成正比,重力加速度为g,则()A.两根橡皮筋的形变

29、量相等B.L1的原长比L2的原长短C.剪断L1的瞬间,小球的加速度大小为gD.剪断L2的瞬间,小球的加速度大小为g tan 答案BD7.(2019届内蒙古五市联考,4)如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2,则()A.a1=0,a2=0B.a1=a,a2=m2m1+m2aC.a1=m2m1+m2a,a2=m2m1+m2aD.a1=a,a2=m1m2a答案D8.(2018天津河东一模)(多选)如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定

30、的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q相接触。若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力。以下说法正确的是()A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则Q对球B有压力B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对B球均无压力C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面以一定的初速度减速下滑,则P对球B有压力答案ACD9.(2019届河北保定阶段检测,10)(多选)如图所示,M为定滑轮,一根细绳跨过M,一端系着物体C,另一端系着一动滑轮N,动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体,已知B物体的质量为3 kg,不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦,若C物