历年高考物理力学牛顿运动定律知识集锦

1单选题1、重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水平方向成15°角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是A．鸽子处于失重状态B．空气对鸽子的作用力大于mgC．空气对鸽子的作用力的功率为mgvD．鸽子克服自身的重力的功率为mgvsin15°答案：D解析：A．由鸽子匀速飞行可知，鸽子所受合外力为0，A错误；B．由共点力平衡条件可知，空气对鸽子的作用力等于mg，B错误；C．空气对鸽子的作用力竖直向上，所以空气对鸽子的作用力的功率为mgvcos75°,C错误；D．鸽子克服自身的重力的功率为重力由力的功率表达式P=mgvcos（15°+90°)重力联立解得P=mgvsin15°22、将倾角为θ的足够长的斜面体放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块正沿斜面加速下滑。支架上用细线悬挂质量为m的小球达到稳定（与滑块相对静止）后，悬线的方向与竖直方向的夹角为α,如图所示，已知斜面体始终保持静止，重力加速度为g，若α=θ,则下列说法正确的是()A．小球、滑块的加速度为gsinθ,斜面体的上表面粗糙B．小球、滑块的加速度为gtanθ,斜面体的上表面光滑C．地面对斜面体的摩擦力水平向右D．地面对斜面体的摩擦力水平向左答案：D解析：AB．小球受到沿绳的拉力和竖直向下的重力，合力平行斜面向下，满足F=mgsinθ=ma可得加速度a=gsinθ故斜面一定是光滑的，故AB错误；CD．对整个系统，水平方向有向左的加速度，水平方向有向左的合外力，则地面对斜面体的摩擦力水平向左，33、如图甲所示，物块的质量m＝1kg，初速度v0＝10m/s，在一水平向左的恒力F作用下，从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，大小不变，则整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示（取g＝10m/s2），则下列说法正确的是()A．0～5s内物块做匀减速运动C．恒力F大小为10ND．物块与水平面间的动摩擦因数为0.4答案：B解析：AB．由匀变速直线运动规律可得v2−v2=2ax0v2=2a⋅x+v20对比图线可知，斜率为100解得物块做匀减速直线运动的加速度大小为4a＝10m/s21减速到零的时间为1a1CD．物块减速到零后做匀加速直线运动的加速度大小满足解得2＝4m/s2两过程据牛顿第二定律分别可得联立两式解得则动摩擦因数为fmg4、如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到3m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长。求：经多长时间两者达到相同的速度？()5A．0.5sB．1sC．1.5sD．2s答案：D解析：小物块放到小车上后，根据题意，对小物块由牛顿第二定律得μmg=ma1对小车由牛顿第二定律得F−μmg=Ma2设经过时间t两者速度相等，根据速度与时间的关系式有解得5、如图所示，在水平上运动的箱子内，用轻绳AO、BO在O点悬挂质量为2kg的重物，轻绳AO、BO与车顶部夹角分别为30°、60°。在箱子沿水平匀变速运动过程中，为保持重物悬挂点O位置相对箱子不动（重力加速度为g），则箱子运动的最大加速度为()6A．gB.2√3gC.√3gD.√3g答案：BD解析：当箱子加速度向左时，当加速度完全由绳OA的拉力提供时，水平方向Tcos30°=maAO竖直方向TAOsin30=mg联立解得最大加速度a=√3g当箱子加速度向右时，当加速度完全由绳OB拉力提供时，竖直方向TBOsin60°=mg水平方向Tcos60°=ma′BO联立解得最大加速度√3a′=g376、如图所示，质量m=100kg的重物，在大小F=1.25×103N、方向竖直向上的拉力作用下，由静止开始加速上2，则()A．重物上升的加速度大小为12.5m/s2B．重物上升的加速度大小为2.5m/s2C．运动2s时速度大小为25m/s答案：BD解析：由牛顿第二定律有得由匀变速直线运动规律有得F−mg=mav=at87、关于平抛物体的运动，下列说法中正确的是()A．物体只受重力的作用，是a=g的匀变速曲线运动B．物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关C．平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都相同D．初速度越大，物体在空中的飞行时间越长答案：AC解析：A．物体做平抛运动的物体，过程中只受重力，由牛顿第二定律可得加速度为g，A正确；x=vt0竖直方向的位移为12ℎ=gt22联立可得x=v0√EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up11(2ℎ),g)故可知，平抛运动的水平位移与初速度和抛出点高度均有关系；B错误；C．由运动的合成与分解可知，平抛运动水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，故平抛运动任一时刻故选AC。8、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。小球某时刻正处于如图所示状态。9设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是()答案：AB解析：A.若小车向左减速，加速度方向向右，若小球所受拉力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则NB.若小车向左加速，加速度方向向左，若小球所受支持力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则C.若小车向右加速，加速度方向向右，若小球所受的拉力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则D.若小车向右减速，加速度方向向左，若小球所受支持力和重力的合力产生的加速度与小车的加速度相同，则故选AB。填空题9、如图，水平传送带顺时针匀速运转，速度大小为2m/s。质量为1.5kg的货箱无初速度放上传送带，经过0.5s时间，货箱与传送带恰好相对静止。取重力加速度g=10m/s2，则货箱与传送带之间的动摩擦因数为 ,因摩擦产生的热量为J。解析：[1]货箱在摩擦力的作用下加速运动，根据牛顿第二定律可得f=ma=μmg又v=at代入数据，解得[2]根据摩擦力产生热量的公式，即Q=μmgΔx又Δx=x−x传货箱代入数据，解得故可得因摩擦产生的热量为10、如图，质量m=2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现在对物体施加一个大小F=8N、与水平方向夹角θ=37∘角的斜向上的拉力。已知sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，取g=10m/s2，物体在拉力作用下5s内通过的位移大小为。答案：16.25m解析：物体受到四个力的作用，如图所示，建立直角坐标系并分解力F。Fcosθ-Ff=maFsinθ+FN－G=0FN为水平面对物体的支持力，即物体与水平面之间的弹力，故摩擦力联立方程，解得a=1.3m/s2解析：略的加速度大小为m/s2。解析：A、B分离时二者没有相互作用力，但二者加速度大小相等，根据加速度相等可得FF 1=—2mmAB联立并代入数值可得二者一起加速运动，取整体为研究对象，由牛顿第二定律可得代入数值可得解答题滑板与轨道间的动摩擦因数μ=0.2。现对滑板施加水平向右的推力F＝10N，作用一段时间后撤去，滑板右端恰能到达B点，求：答案1）1.2s2）36W解析：（1）在外力F作用下，根据牛顿第二定律可知F-μmg＝ma1解得11经历的时间为t，则1通过的位移为v2x1=2a1撤去外力后的加速度大小为μmga=—=2m/s2减速通过的位移为v2x2=2a2－L联立解得P＝Fv＝10×3.6W＝36W右的速度v冲上传送带。从物体冲上传送带开始，物体在0~2s内受到与物体运动方向相反的水平恒力作用，2~4s将水平外力反向，大小不变，物体的对地速度与时间的关系图象如图乙所示，取g=10m/s2。求：传送带与物体之间的动摩擦因数；解析：由图像可知0~2s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1由牛顿第二定律有=1=Δt21f+F=ma22~4s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为Δv22由牛顿第二定律有f−F=ma2联立并代入数据解得f=30N又f=μmg解得15、如图所示，质量m＝3kg的物体（视为质点）在平行斜面向下F＝9N的推力作用下，由静止开始下滑。在斜面某处撤掉推力后，又在水平面上运动x＝1.2m后停在C点。已知斜面长度L＝4m，倾角θ=30°,物体与（1）外力未撤掉时物体斜面上运动的加速度；（2）物体运动到B处的速度；答案1）3m/s2，方向沿斜面向下2）2√3m/s3）2m，2√3s3解析：（1）外力未撤掉时物体斜面上运动的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律可得F+mgsin30°−μ1mgcos30°=ma1解得11方向沿斜面向下；（2）物体在水平面上运动的加速度大小为a=μ2mg=5m/s22m根据速度-位移关系可得B2B2解得（3）物体在斜面上运动时，重力沿斜面向下的分力摩擦力大小为f=μ1mgcos30°=1.5N所以去掉推力以后物体匀速运动，则撤去推力时物体的速度大小为推力作用的距离为v21经过的时间为v2√3116、如图甲所示，倾角α=37°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面长LAB=3m，斜面底端A处有一质量m=1kg的小滑块，在平行于斜面向上的力F作用下由静止开始运动。已知F随位移s（以A为起点）变化的关系如图乙所示，以水平地面为零重力势能面（g取10m/s2，sin37°=0.（1）小滑块在通过前1m位移过程中的加速度；（2）小滑块通过第2m位移所用的时间；答案1）6m/s22）s3）12J4）解析：（1）在通过前1m位移的过程中，运用牛顿第二定律，有F−mgsina=magsina=12−10×0.6=6m/s2m1v2=2as1对于第2m位移的过程，有F=6N，mgsina=6Ν,所以小滑块所受合为为零，小滑块作匀速运动EQ\*jc3\*hps29\o\al(\s\up5(s2),v)所以小滑块通过第2m位移所用的时间为√3s。6EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up5(1),2)EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up5(1),2)pp17、某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定，下端悬吊90g重物时，弹簧下端的指针指在木板刻度为C的位置，现把悬吊100g重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。若当地重力加速度g=10m/s2，测得0和C点的距离为1cm，则该弹簧的劲度系数为N/m。某时刻观察到该100g重物下降1cm，则此时电梯加速度方向为（填“竖直向上”或“竖直向下”大小为 解析：[1]根据胡克定律F=kΔx可得[2]重物下降，说明弹簧伸长，弹力增大，此时电梯加速度方向竖直向上；[3]此时弹簧的弹力大小为根据牛顿第二定律有F−mg=ma代入数据解得18、某实验小组利用图示装置来测定滑块与桌面间的动摩擦因数，具体实验步骤如下：①首先用游标卡尺测量出遮光片宽度为d；然后将遮光片固定在滑块上；②如图所示，将滑块置于桌面上左端A处，与桌面平行的细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物连接，保持滑块静止，测量重物离地面的高度h；③在距滑块h处固定一个光电门，滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的C点（未与滑轮碰撞），记下数字毫秒计测出遮光片经过光电门所用的时间；并用毫米刻度尺测量出C、A间的距离s；（已知重力加速度为g）。请完成以下问题：(1)若游标卡尺读数如图所示，则遮光片宽度d=cm；(3)本实验在获得小车通过光电门的瞬时速度时存在误差，测量的速度值（填“大于”“等于”或“小于”）遮光片中心通过光电门时的瞬时速度的真实值。d22g(sh)Δt2解析：(1)[1]游标卡尺可先以毫米为单位读数，游标尺的零刻度超过主尺上1mm处，因此整数部分为1mm，游标尺上第16格（标注8的位置）与主尺上某格对齐，因此小数部分为0.05×16mm=0.80mm，因此读数为1+0.80mm=1.80mm=0.180cm。(2)[2]由题意可知，滑块先做匀加速直线运动（此过程位移为h，初速度为零）后做匀减速直线运动（此过程位移为s-h，末速度为零）；而且匀减速运动加速度为a=μg且0−v2=−2a(s−ℎ)dv=Δt联立各式可得d2μ=2g(s−ℎ)Δt2(3)[3]由运动学规律可知dvv=所以测量值小于真实值。vv19、(1)智能手机中有一个加速度传感器，在软件的驱动下，能够探测手机加速度的实时变化，并以图像形式显示出来，如图（a）所示。某学生利用如图（b）所示的实验装置来探究“当小车及手机总质量M不变的情况下，按照图示安装好实验装置，把手机固定在小车上A．挂上沙桶，点击手机软件开始按钮，释放小车，待小车停下·点击手机软件停止按钮，读出小车做匀加速运动的加速度aB．调节导轨的倾角，使得轻推小车后，小车能沿着导轨向下匀速运动C．取下细绳和沙桶。测量沙子和桶的质量m。改变沙子的质量，重新挂上细绳和沙桶。进行多次实验正确的实验步骤是(2)某一次实验得到如图（c）所示的图像。开始计时1s后释放小车，由图像可知，小车在绳子拉力作用下做匀加速运动的加速度为m/s2，由此可以推断出实验桌面距离地面高度至少为m。（结果保留两(3)下列说法正确的是A．图线中A点表示刚好碰到弹簧·此时速度最大B．图线中B点表示弹力刚好等于拉力，此时加速度为0，此时小车速度最大C．图线中C点表示弹簧压缩量最大，此时加速度最大，速度也最大D．图线中C点对应的弹簧的弹力约为6mg解析：（1）[1]实验时，首先要平衡摩擦力，使导轨倾斜一个角度，轻推小车做匀速运动，然后挂上沙桶，点击手机软件开始按钮，释放小车，待小车停下，点击手机软件停止按钮，读出小车做匀加速运动的加速度a，在改变沙子和桶的质量m重复进行，所以步骤是BAC。（2）[2]根据图可得做匀加速运动的加速度为（2）[3]由图可知沙子和桶，开始做匀加速的时间是3秒，沙子和桶的运动的加速度和小车一样，则实验桌面距离地面高度大于等于沙子和桶下降的高度，所以实验桌面距离地面高度至少为11（3）[4]ABC．图线中A点表示刚好碰到弹簧，随着弹力的增大，小车先做加速度减小的加速运动，当弹力和拉力相等时即到达B点，加速度为零，速度最大，在做加速度增大的减速运动一直到达C点停止，此时加速度D．小车做匀加速运动mg=(m+M)a到达C点时加速度为a1=1m/s2F−mg=(m+M)a1解得F=6mg20、某同学用如图所示的