专题1力与直线运动第3讲牛顿运动定律(A).doc

专题1 力与直线运动
第3讲 牛顿运动定律（A卷）
一．选择题
1.(2015･烟台高考测试･14).在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是（ ）
A.质点、速度、点电荷等都是理想化模型
B.物理学中所有物理量都是采用比值法定义的
C.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法
D.重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
2.(2015･景德镇三检･14).在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下列几个实例中应用到这一思想方法的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点
B．在“探究弹性势能的表达式”的活动中为了计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，各小段弹力做功的代数和就是整个过程弹力所做的功
C．一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力
D．在探究加速度与力和质量之间关系时，先保持质量不变探究加速度与力的关系，再保持力不变探究加速度与质量的关系
3.(2015･丰台区二练･15). 人在处于一定运动状态的车厢内竖直向上跳起，下列分析人的运动情况的选项中正确的是
A. 只有当车厢处于静止状态，人才会落回跳起点
B. 若车厢沿直线水平匀速前进，人将落在跳起点的后方
C. 若车厢沿直线水平加速前进，人将落在跳起点的后方
D. 若车厢沿直线水平减速前进，人将落在跳起点的后方
O
t
v
v1

v2

t2

t1

4.(2015･永州三模･15)．一质量为m的铁块以初速度v1沿粗糙斜面上滑，经过一段时间又返回出发点，整个过程铁块速度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．铁块上滑过程与下滑过程满足v1t1＝v2（t2－t1）
B．铁块上滑过程处于超重状态
C．铁块上滑过程与下滑过程的加速度方向相反
D．铁块上滑过程损失的机械能为
5.(2015･衡水高三调･19)．如图是汽车运送圆柱形工件的示意图。图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器，假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止不动时Q传感器示数为零，P、N传感器示数不为零。当汽车向左匀加速启动过程中，P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零。已知sin15=0. 26，cos15=0. 97，tan15=0. 27，g=10 。则汽车向左匀加速启动的加速度可能为 ( )
A.4 B.3 C.2 D.1
6.（2015･西安交大附中三模･15）．运动员手持乒乓球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，则（ ）
A．球拍对球的作用力
B．运动员对球拍的作用力为
C．运动员的加速度为gtan
D．若运动员的加速度大于，球一定沿球拍向上运
7.(2015･张掖三诊･16)．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如甲图所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一质量为m的物体，升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数如乙图所示，则在此过程中( )
A．物体处于失重状态
B．物体处于超重状态
C．升降机一定向上做匀加速运动
D．升降机一定向下做匀减速运动
8.(2015･张掖三诊･18)．如图,物块A和B的质量分别为4m和m，开始AB均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F=6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动。已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦,细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度大小分别为（ ）
A
B
F
A.
B.
C.
D.
甲 乙
9.(2015･龙岩综测･18)．蹦床运动可简化为一个落到竖直放置的轻弹簧的小球运动，如图甲所示。质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。以小球刚下落开始计时，以竖直向下为正方向，小球的速度v随时间t变化的图线如图乙所示。图线中的OA段为直线，与曲线ABCD相切于A点。不考虑空气阻力，则关于小球的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．
B．下落h高度时小球速度最大
C．小球在时刻所受弹簧弹力大于2mg
D．小球在时刻重力势能和弹簧的弹性势能之和最大
二．非选择题
10.(2015･济南二模･23）．(18分)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=36 N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N。g取10 m／s2。
(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞。求在t=5 s时离地面的高度h；
(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100 m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落地面时的速度v；
(3)在无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1

11.(2015･青岛统一检测･23）甲
乙
．（18分）如图甲所示，有一倾角为300的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板．开始时质量为m = 1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，今将水平力F变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑上木板的过程不考虑能量损失．此后滑块和木板在水平上运动的v-t图象如图乙所示，g＝10 m/s2．求
（1）水平作用力F的大小；
（2）滑块开始下滑时的高度；
（3）木板的质量。

12.(2015･龙岩综测･22)．（20分）5个相同的木块紧挨着静止放在地面上，如图所示。每块木块的质量为m＝1kg，长l=1m。它们与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，木块与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现有一质量为M＝2.5kg的小铅块（视为质点以v0＝4m/s的初速度向右滑上左边第一木块的左端，它与木块的动摩擦因数μ2＝0.2。小铅块刚滑到第四块木块时，木块开始运动，求：

（1）铅块刚滑到第四块木块时的速度。
（2）通过计算说明为什么小铅块滑到第四块木块时，木块才开始运动。
（3）小铅块停止运动后，离第一块木块的左端多远？

13.（2015･聊城二模･23）.（18分）如图所示，质量M=8.0kg、长L=2.0m的木板静置在水平地面上，质量m=0.50km的小滑块（可视为质点）以速度从木板的左端冲上木板。已知滑块与木板间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2。
（1）若木板固定，滑块将从木板的右端滑出，求滑块在木板上滑行的时间t和滑出时的速度；
（2）若水平地面光滑，且木板不固定，在小滑块冲上木板的同时，对木板施加一个水平向右的恒力F，如果要使滑块不从木板右端掉下，力F应满足什么条件？假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。

第3讲 牛顿运动定律（A卷）
参考答案与详解
1.【答案】CD
【命题立意】本题旨在考查物理学史。
【解析】A、理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的，质点和点电荷都是理想化模型，但是速度不是，故A错误；
B、加速度不是比值定义法定义的，故B错误；
C、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，得出忽略空气阻力时，重物与轻物下落得同样快，故C正确；
D、重心、合力等概念的建立是等效替代思想，故D正确。
故选：CD
2.【答案】B
【命题立意】本题旨在考查物理学史。
【解析】A、质点采用的科学方法是建立理想化模型的方法，故A错误；
B、为计算弹簧弹力做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程中做的功，采用的是微元法，故B正确；
C、一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力，采用的是等效法，故C错误；
D、在探究加速度与力和质量之间关系时，先保持质量不变探究加速度与力的关系，再保持力不变探究加速度与质量的关系，采用的是控制变量法，故D错误。
故选：B
【举一反三】高中物理过程中会遇到许多种分析方法，这些方法对学习物理有很大的帮助，故平时在理解概念和规律的同时，注意方法的积累。
3.【命题立意】考查牛顿第一定律
【答案】C
【解析】牛顿第一定律：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。由上述内容可知：人在处于一定运动状态的车厢内竖直向上跳起，厢处于静止状态或匀速运动，人都会落回跳起点，故A、B错误；若车厢沿直线水平加速前进，人将在水平方向上保持起跳时的速度，而车厢沿直线水平加速，在人下落过程中速度始终大于人的速度，因此人将落在跳起点的后方，故选C，D错误。
4.【答案】A
【命题立意】本试题旨在考查功能关系、牛顿第二定律。
【解析】A、速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知，上滑的位移为：，下滑的位移为，经过一段时间又返回出发点说明：，故A正确；
B、上滑过程匀减速上滑，加速度方向沿斜面向下，下滑过程匀加速下降则加速度方向沿斜面向下，故上滑和下滑过程加速度方向相同，物体都处于失重状态，故B错误，C错误；
D、根据能量守恒知上滑损失机械能为：，故D错误；
故选：A
5.【答案】AB
【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律。
【解析】当汽车向左匀加速启动过程中，P传感器示数为零而Q、N传感器示数不
为零，受力分析如图知：…①
…②
由①②知：

故可能的为AB选项。
故选：AB
6.【答案】C
【命题立意】本试题旨在考查顿第二定律、物体的弹性和弹力。
【解析】A、对乒乓球：受到重力和球拍的支持力，作出力图如图，根据牛
顿第二定律得：

解得，，
以球拍和球整体为研究对象，如图2，根据牛顿第二定律得：
运动员对球拍的作用力为，故C正确，A、B错误；
D、当时，乒乓球将向上运动，由于与的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动，故D错误。
故选：C
7.【答案】B
【命题立意】本题旨在考查闭合电路的欧姆定律、牛顿第二定律。
【解析】AB、据题，升降机静止时电流表示数为I0，而此过程中电流表示数为2I0，电流增
大，由欧姆定律分析压敏电阻的阻值变小，说明压敏电阻所受压力增大，大于重力，则物体处于超重状态，故A错误，B正确；
CD、物体处于超重状态时，速度方向可能向下，也可能向上，则升降机可能向下做匀减速运动，也可能向上做匀加速运动，故CD错误。
故选：B
8.【答案】D
【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律。
【解析】对滑轮分析：，又，
所以：
对A分析：由于，故A静止，
对B：，故ABC错误，D正确。
故选：D
9.【答案】C
【命题立意】本题旨在考查功能关系。
【解析】A、小球在B点时，，即，AB过程，合外力：，为球所处位置到平衡位置B的距离，同理可得BC过程也满足上述关系，故小球在AC之间做简谐运动，故，故A错误；
B、A是下降h高度时的位置，而AB过程，重力大于弹簧的弹力，小球做变加速直线运动，加速度小于g．B点是速度最大的地方，故B错误；
C、由A中知C点与A点是对称的点，由A点到B点的弹簧长度变化，由对称性得由B到C的弹簧长度再变化，故到达D点时形变量要大于，所以弹力大于，所以C正确；
D、系统在整个过程中，只受重力和弹簧弹力作用，系统机械能守恒，小球在t2时刻的速度最大，动能最大，故重力势能和弹簧的弹性势能之和最小，故D错误。
故选：C
【易错警示】解决本题的关键知道小球在整个过程中的运动情况，结合图象，综合牛顿第二定律进行分析求解，知道系统在整个过程中，只受重力和弹簧弹力作用，系统机械能守恒。
10.【答案】(1) ；(2) ；(3)
【命题立意】本题旨在考查牛顿运动定律的综合应用、匀变速直线运动规律的综合运用。
【解析】（1）根据题意，设上升是加速度为，由牛顿第二定律：
解得：
由，得上升高度：
解得：
（2）设下落过程加速度为，由牛顿第二定律得：
下落过程中：
解得：
由，得落地时速度：
解得：
（3）设恢复升力后向下减速时加速度为，由牛顿第二定律得：
恢复升力后向下减速运动过程：
解得：
设恢复升力时的速度为，则有：
解得：
由：
解得
答：(1)在时离地面的高度为；
(2)无人机坠落地面时的速度为；
(3)飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间为。
11.【答案】（1）；（2）；（3）
【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律、匀变速直线运动的图像。
【解析】（1）（1）滑块受到水平推力、重力和支持力处于平衡，如图所示：

代入数据可得：
（2）由题意可知，滑块滑到木板上的初速度为
当F变为水平向右之后，由牛顿第二定律可得：

解得：
下滑的位移：
解得：
故下滑的高度：
(3) 由图象可知，二者先发生相对滑动，当达到共速后一块做匀减速运动，设木板与地面间的动摩擦因数为滑块与木板间的摩擦因数为
二者共同减速时的加速度大小，发生相对滑动时，木板的加速度，滑块减速的加速度大小为：
对整体受力分析可得：
可得：
在内分别对和做受力分析可得：
对：
对：
带入数据解方程可得：
答：（1）水平作用力F的大小为；（2）滑块开始下滑时的高度为；
（3）木板的质量为。
12.【答案】（1）；（2）；（3）
【命题立意】本题旨在考查牛顿第二定律、匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的速度与位移的关系。
【解析】（1）设小铅块在前三块木块上运动的加速度大小为，刚滑到第四块的速度为
由牛顿第二定律得： ①
由运动学公式得 ②
联立①②得： ③
（2）设小铅块滑到第块木块时对木块的摩擦力
则：
后面的块木块受到地面的最大静摩擦力为

要使木块滑动，应满足，即：
，取：
设小铅块滑上4木块经过秒和4、5木块达到共同速度，此过程小铅块、4、5木块的对地位移为和，相对位移为，4、5木块运动的加速度为
④
⑤
⑥
⑦
⑧
联立①④⑤⑥⑦⑧解得 ⑨
⑩
由于说明小铅块没有离开第四块木块，最后小铅块与4、5木块达共同速度一起减速为零。
（3）设小铅块与4、5木块达到共同速度为，一起减速的加速度大小为，减速位移为

联立⑤得：
小铅块最终离1木块左端为

联立⑨的：
答：（1）铅块刚滑到第四块木块时的速度为；
（2）由于说明小铅块没有离开第四块木块，小铅块滑到第四块木块时，木块才开始运动；
（3）小铅块停止运动后，离第一块木块的左端多远。
13.【答案】（1）、；（2）
【命题立意】本题旨在考查牛顿运动定律的综合应用、匀变速直线运动的位移与时间的关系。
【解析】（1）由题意知，滑块在木板上由滑动摩擦力作用下产生加速度大小：

因为滑块做匀减速运动，所以滑块滑离木板时产生的位移为：
代入数据可得滑块运动时间：
根据速度时间关系可知，滑块滑离木板时的速度：（2）令滑块不滑离木板右端时，木板的最小加速度为，则可知，滑块不滑下来，滑块的位移与木板的位移差刚好为木板的长度L，运动时间为t，则有：
据速度时间关系有： ①
根据位移时间关系有： ②
由①②两式解得木板获得的最小加速度：
根据牛顿第二定律可知，木板获得的加速度，即木扳获得的最小拉力
所以，当时，滑块不会从木板的右端滑出
答：（1）滑块在木板上滑行的时间t为；滑块从木板右端滑出时的速度v为；
（2）力F应满足。

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