1、1专题三 牛顿运动定律挖命题【考情探究】5 年考情考点 考向考题示例 学业水平 关联考点 素养要素预测热度对牛顿第一定律的理解2014 北京理综,19,6 分 3 伽利略理想斜面实验 模型建构牛顿第一、三定律作用力与反作用力超重和失重对超重和失重的理解2014 北京理综,18,6 分 3 物体的加速度运动与相互作用观念对牛顿第二定律的理解2016 课标,18,6 分 3运动与相互作用观念牛顿第二定律的瞬时性问题动力学的两类基本问题2015 课标,25,20 分 4 运动学公式模型建构、运动与相互作用观念牛顿第二定律及其应用动力学图像问题 2015 课标,20,6 分 4 图像分析运动与相互作用
2、观念分析解读 牛顿运动定律的理解和应用是本专题考查的重点,以对基本知识的认识、运动情景或运动图像为考查依托,主要考查学生的情景分析和理解能力、提取信息能力、应用基本规律分析和推理计算的能力。【真题典例】2破考点【考点集训】考点一 牛顿第一、三定律1.教科书中这样表述牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。其中“改变这种状态”指的是改变物体的( )A.加速度 B.速度C.位置 D.受力答案 B2.下列情况中物体速度不为零而加速度为零的是( )A.倾斜传送带上的货物匀速运行时B.单摆的摆球运动到平衡位置时C.弹簧振子运动到最大位移处时D.向上抛出的
3、小球到达最高点时3答案 A3.下列说法正确的是( )A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力B.凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力,就是一对作用力和反作用力D.相互作用的一对力中,作用力和反作用力的命名是任意的答案 D考点二 超重和失重4.为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,此时电梯的运动状态可能是( )A.匀速上升 B.加速上升C.匀速下降 D.
4、加速下降答案 B5.(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“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 CD考点三 牛顿第二定律及其应用46.(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
5、沿图中的( )A.OA 方向 B.OB 方向C.OC 方向 D.OD 方向答案 D7.(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l 1和 l 2,重力加速度大小为 g。在剪断的瞬间,( )A.a1=3g B.a1=0C.l 1=2l 2 D.l 1=l 2答案 AC8.如图所示,质量 m=0.78kg 的金属块放在水平桌面上,在大小 F=3.
6、0N、方向与水平方向夹角 =37的拉力作用下,以 v=4.0m/s 的速度向右做匀速直线运动。已知 sin37=0.6,cos37=0.8,取重力加速度 g=10m/s2,求:(1)金属块与桌面间的动摩擦因数 ;(2)撤去拉力 F 后金属块在桌面上能滑行的距离 d。答案 (1)0.40 (2)2.0m9.如图所示,斜面 AC 长 L=1m,倾角 =37,CD 段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量m=2kg 的小物块从斜面顶端 A 点由静止开始滑下。小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为 =0.5。不计空气阻力,重力加速度 g 取 10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求:5(1
7、)小物块在斜面上运动时的加速度大小 a;(2)小物块滑到斜面底端 C 点时的速度大小 v;(3)小物块在水平地面上滑行的时间 t。答案 (1)2m/s 2 (2)2m/s (3)0.4s炼技法【方法集训】方法 1 动力学中整体法与隔离法的应用1.(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 a 的加速度向西行驶时,P 和23Q 间的拉力大小仍为 F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢
8、的节数可能为 ( )A.8 B.10 C.15 D.18答案 BC2.(2015 课标,25,20 分)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为 =37(sin37= )的山坡 C,上面有一质量为 m 的石板 B,其上下表面与斜坡平行;35B 上有一碎石堆 A(含有大量泥土),A 和 B 均处于静止状态,如图所示。假设某次暴雨中,A 浸透雨水后总质量也为 m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B 间的动摩擦因数 1减小为 ,B、C 间的动摩擦因数 2减小为 0.5,A、B 开始运动,此时刻为计时起点;在第 2s38末,B 的上表面突然变为光滑, 2保持不变。已知
9、A 开始运动时,A 离 B 下边缘的距离 l=27m,C足够长。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小 g=10m/s2。求:(1)在 02s 时间内 A 和 B 加速度的大小;6(2)A 在 B 上总的运动时间。答案 (1)3m/s 2 1m/s 2 (2)4s方法 2 动力学中的临界极值问题3.如图,在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板,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
10、 A4.如图所示,质量均为 m 的 A、B 两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于 mg 的恒力 F 向上拉 B,运动距离 h 时,B 与 A 分离。下列说法正确的是( )A.B 和 A 刚分离时,弹簧长度等于原长B.B 和 A 刚分离时,它们的加速度为 gC.弹簧的劲度系数等于mghD.在 B 与 A 分离之前,它们做匀加速直线运动答案 C5.如图所示,木板与水平地面间的夹角 可以随意改变,当 =30时,可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速度 v0=10m/s沿木板向上运动,随着 的改变,小物块沿木板向上滑行的距离 x 将发生变化,重力加
11、速度g 取 10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求小物块与木板间的动摩擦因数;(2)当 角为何值时,小物块沿木板向上滑行的距离最小,并求出此最小值。7答案 (1) (2)60 m33 532过专题【五年高考】A 组 基础题组1.(2014 北京理综,19,6 分)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的 O 点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为 1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结
12、论是( )A.如果斜面光滑,小球将上升到与 O 点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小答案 A2.(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
13、速度答案 D83.(2016 海南单科,5,3 分)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力 F 的作用,其下滑的速度-时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在05s、510s、1015s 内 F 的大小分别为 F1、F 2和 F3,则( )A.F1F3 C.F1F3 D.F1=F3答案 A4.(2015 课标,20,6 分)(多选)如图(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、v 1、t 1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
14、答案 ACD5.2015 浙江自选,14(2),6 分一辆质量 m1=3.0103kg 的小货车因故障停在车道上,后面一辆质量 m2=1.5103kg 的轿车来不及刹车,直接撞入货车尾部失去动力。相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了 s=6.75m 停下。已知车轮与路面间的动摩擦因数 =0.6,求碰撞前轿车的速度大小。(重力加速度取 g=10m/s2)答案 27m/sB 组 提升题组91.(2018 北京理综,20,6 分)根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。但实际上,赤道上方 200m 处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约 6cm 处。这一现象可解释为,除重力外,
15、由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比。现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( )A.到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零B.到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零C.落地点在抛出点东侧D.落地点在抛出点西侧答案 D2.(2018 课标,19,6 分)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小 v 随时间 t 的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力
16、。对于第次和第次提升过程,( )A.矿车上升所用的时间之比为 45B.电机的最大牵引力之比为 21C.电机输出的最大功率之比为 21D.电机所做的功之比为 45答案 AC3.(2018 江苏单科,7,4 分)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O 点为弹簧在原长时物块的位置。物块由 A 点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达 B 点。在从 A 到 B 的过程中,物块( )A.加速度先减小后增大B.经过 O 点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功10D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功答案 AD4.(2016 课标,18,6 分)(多选)一质点做匀速直线
17、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 BC5.(2016 天津理综,8,6 分)(多选)我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由 8 节车厢组成,其中第 1、5 节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( )A.启动时乘客
18、受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B.做匀加速运动时,第 5、6 节与第 6、7 节车厢间的作用力之比为 32C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D.与改为 4 节动车带 4 节拖车的动车组最大速度之比为 12答案 BDC 组 教师专用题组1.(2011 北京理综,18,6 分)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为 g。据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为( )11A.g B.2g C.3g
19、 D.4g答案 B2.(2009 北京理综,18,6 分)如图所示,将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为 。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为 g,则( )A.将滑块由静止释放,如果 tan,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果 t2),亦可知第种情况对蚊子的伤害大。18方法二:仍采取上述完全非弹性碰撞模型,但从冲量和力的角度进行分析。设雨滴的质量为 M,蚊子的质量为 m,雨滴下落到地面附近时速度大小为 v0,因相互作用时间很短,不考虑重力的影响。第种情况:对雨滴与蚊子相互作用的过程应用动量守恒定律:Mv 0=(M+m
20、)v,可得 v= ;设Mv0M+m蚊子与雨滴间的相互作用力为 F1,作用时间为 t1,对雨滴应用动量定理,有:F 1t1=M(v-v0),由于雨滴的质量 M 约为蚊子的质量 m 的 50 倍,所以 v 与 v0几乎相等,即雨滴受到的冲量 F1t1约等于零;第种情况:雨滴与栖息了一只蚊子的地面发生相互作用的过程,雨滴与地面作用前速度大小为 v0,作用后速度为零,设蚊子与地面和雨滴间的相互作用力为 F2,作用时间为 t2,对雨滴应用动量定理:-F 2t2=0-Mv0,可知雨滴受到的冲量 F2t2约等于雨滴质量与下落速度二者的乘积;两种情况相比,因为蚊子对雨滴的冲量与雨滴对蚊子的冲量大小相等,可知,第种情况中蚊子受到的冲量小,即使认为两次作用的时间相等(实际上应有 t1t2),仍有 F1F2,所以第种情况对蚊子的伤害大。
