2009届新课标物理考点预测(3)

牛顿运动定律

 

一、考点介绍

“牛顿运动定律是高中物理的核心内容之一,是动力学的“基石”,也是整个经典力学的理论基础,是历年高考的必考内容.其考查的重点有:准确理解牛顿第一定律;熟练掌握牛顿第二定律及其应用,尤其是物体的受力分析方法;理解牛顿第三定律;理解和掌握运动和力的关系;理解超重和失重.本章内容的命题形式倾向于应用型、综合型和能力型,易与生产生活、军事科技、工农业生产等紧密联系,还可以力、电综合题形式出现.从方法上,重点考查运用隔离法和整体法来求解加速度相等的连接体问题;运用正交分解法处理受力较复杂的问题,运用图象法处理力与运动的关系问题.从能力角度来看,重点考查思维(抽象、形象、直觉思维)能力、分析和解决问题的能力

二、高考真题

1.(2008年广东卷.物理.1)伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有

A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比

B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比

C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关

D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关

 

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2.(2008年海南卷,物理,9)如图1所示,水平地面上有一楔形物体b,b的斜面上有一小物块a;a与b之间、b与地面之间均存在摩擦.已知楔形物体b静止时,a静止在b的斜面上.现给a和b一个共同的向左的初速度,与a和b都静止时相比,此时可能(  )

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A.a与b之间的压力减少,且a相对b向下滑动

B.a与b之间的压力增大,且a相对b向上滑动

C.a与b之间的压力增大,且a相对b静止不动

D.b与地面之间的压力不变,且a相对b向上滑动             图1

 

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3.(2008年四川延考区卷,理综,24)水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块A,木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连, B与凸起之间的绳是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物体B上,恰使物体A、B、C保持相对静止,如图2所示,已知物体A、B、C、的质量均为m,重力加速度为g,不计所有的摩擦,则拉力F应为多大?                         

图2                                                   

 

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4.(2008年天津卷.理综.20)一个静止的质点,在0~4s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间t的变化如图3所示,则质点在( )

A.第2s末速度改变方向  B.第2s末位移改变方向

C.第4s末回到原出发点   D.第4s末运动速度为零                          图3            

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5.(2008年上海卷.物理.21)总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图4所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:(g取10m/s2

(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。

(2)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。

 

                                                       图4

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 6.(2008年山东卷.理综.19)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图5所示。设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中,下列说法正确的是

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A.箱内物体对箱子底部始终没有压力

B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大

C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大

D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”    图5

 

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7.(2008年宁夏卷.理综.20)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。小球某时刻正处于图6示状态。设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是(  )

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  A.若小车向左运动,N可能为零                       

  B.若小车向左运动,T可能为零

  C.若小车向右运动,N不可能为零

  D.若小车向右运动,T不可能为零                      

图6

 

 

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8.(2008年海南卷.物理.15)科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,及时堵住.堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s内下降了12 m.为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物.此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少3 m/s.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g=9.89 m/s2,求抛掉的压舱物的质量.

 

 

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9.(2008年江苏学业水平测试卷.物理.27)如图7所示,固定的光滑圆弧轨道的半径为0.8m点与圆心在同一水平线上, 圆弧轨道底端点与圆心在同一竖直线上. 点离点的竖直高度为0.2m.物块从轨道上的点由静止释放,滑过点后进入足够长的水平传送带,传送带由电动机驱动按图示方向运转,不计物块通过轨道与传送带交接处的动能损失,物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,10m/s2.

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   (1)求物块从点下滑到点时速度的大小。            图7

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   (2)若物块从点下滑到传送带上后,又恰能返回到点,求物块在传送带上第一次往返所用的时间.

 

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10.(2007年江苏卷.物理.17)如图8所示,直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角。直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5 m/s2时,悬索与竖直方向的夹角。如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,谋求水箱中水的质量M。(取重力加速度g=10 m/s2;sin=0.242;cos =0.970)                                           图8

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三、名校试题

1.(2008年9月广东佛山禅城实验高中高级中学高三第一次月考试卷.物理.17)如图9所示,平板车长为L=6m,质量为M=10kg,上表面距离水平地面高为h=1.25m,在水平面上向右做直线运动,A、B是其左右两个端点.某时刻小车速度为v0=7.2m/s,在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N,与此同时,将一个质量m=1kg为小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),,经过一段时间,小球脱离平板车落到地面.车与地面的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计.取g=10m/s2.求:

(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间;

(2)小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间;     图9

(3)从小球轻放上平板车到落地瞬间,平板车的位移大小.

 

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2.(广东中山一中2008―2009学年第一学期高三第一次统测卷.物理.18)受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比,与雨点下落的速度v的平方成正比,即(其中k为比例系数).雨点接近地面时近似看做匀速直线运动,重力加速度为g.若把雨点看做球形,其半径为r,球的体积为,设雨点的密度为,求:

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(1)每个雨点最终的运动速度(用、r、g、k表示);

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(2)雨点的速度达到时,雨点的加速度a为多大?

 

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文本框: 图103.(2009届湖南郴州高中毕业生调研题.物理。17)在农村人们盖房打地基叫打夯,夯锤的结构如图10所示,打夯共有5人,四个人分别握住夯锤的一个把手,一个人负责喊号,喊号人一声号子,四个人同时向上用力将夯锤提起,号音一落四人同时松手,夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时,设夯锤的质量为80kg,将夯锤提起时,每个人都对夯锤施加竖直向上的力,大小均为250N,力的持续时间为0.6s,然后松手。夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕。求:(1)夯锤能够上升的最大高度?

(2)夯锤落地时对地面的平均作用力为多大?(g=10m/s2)              

 

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4.(安徽合肥一中2009届高三教学质量检测.物理.18)如图11所示,

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倾角a = 37°的固定斜面上放一块质量M = 1 kg,长度 L = 3 m的薄平板AB。平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m。在平板的上端A处放一质量m = 0.6kg的滑块,开始时使平板和滑块都静止,  图11

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之后将它们无初速释放。假设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为m = 0.5,求滑块、平板下端B到达斜面底端C的时间差是多少?(sin37=0.6  cos37=0.8  g=10m/s

 

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5.(山东省潍坊市普通高中2009届高三上学期阶段性评估卷.物理.16)如图12所示,一滑块以的速度从A点开始进入轨道ABC.已知AB段斜面倾角为53°,BC段斜面倾角为37°,滑块与AB斜面的动摩擦因数为,滑块与BC段动摩擦因数为,A点离B点所在水平面的高度,滑块运动中始终未脱离轨道,不计在B点的机械能损失,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(取°=0.6,°=0.8)求:                                           图12

(1)求滑块到达B点时速度大小.(2)从滑块到达B点时起,1秒内发生的位移

 

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卷.物理.13)某物体静止在水平面上,现用平行于水平面的

力F拉该物体,得到加速度a和拉力F的关系图象如图13所

示。试求:(取g=10m/s2

   (1)该物体的质量。

   (2)该物体与水平面之间的动摩擦因数。

                                                                 图13

 

 

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7.(山东淄博市2008―2009学年度第一学期期中考试卷.物理。14)图14为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A,B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角,C, D两端相距4. 45m,B, C相距很近。水平传送以5m/s的速度沿顺时针方向转动,

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现将质量为10kg的一袋大米无初速度地放在A段,它随传送带到达B端后,速度大小不变地传到倾斜送带的C点,米袋

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与两传送带间的动摩擦因数均为0. 5,g取10m/s2,sin37˚=0. 6,cos37˚=0. 8                                                       图14

 (1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离;

 (2)若倾斜部分CD以4m/s的速率顺时针方向转动,求米袋从C运动到D所用的时

间。

 

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8.(广东省廉江中学2008-2009学年高三级第二次月考卷.物理.16)如图15所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多只能到达板的中点,且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远.求:

(1)若板与桌面间光滑,物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移.

(2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围.                                        图15

 

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9.(江苏启东市2009届高三第一次调研测试卷.物理.13)为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯运行情况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验:一质量为m=50kg的甲同学站在体重计上,乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中,体重计示数随时间变化的情况,并作出了如图16所示的图像,已知t=0时,电梯静止不动,从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层.求:

(1)电梯启动和制动时的加速度大小

(2)该大楼的层高

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                                         图16

 

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10.(江苏省苏州中学2008-2009学年度第一学期月考卷.物理.17)一同学家住在23层高楼的顶楼.他想研究一下电梯上升的运动过程.某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上.电梯从第1层开始启动,一直运动到第23层停止.在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示。根据表格中的数据,求:

(1)电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小;

时间/s

台秤示数/N

电梯启动前

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50.0

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0~3.0

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58.0

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3.0~13.0

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50.0

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13.0~19.0

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46.0

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19.0以后

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50.0

(2)电梯在中间阶段上升的速度大小;

(3)该楼房平均每层楼的高度.

 

 

 

 

 

 

(一)文字介绍

牛顿定律是必考点,也是分值重的考点,预测2009年高考各卷还会以选项题和计算题的形式出现,尤其的理综考题的第23题,主要以力学的基本知识和方法为考查内容,多数以牛顿运动定律与匀变速直线运动的综合.除了考查整体法与隔离法、图象法外,力与运动的关系问题仍然会出现在计算题中,特别是由力与运动的关系运用已知的力学规律,对物体的运动参量作出明确的预见的问题要引起重视.这是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础,如发射人造地球卫星进入预定轨道,带电粒子在电场中加速后获得速度等.

(二)考点预测题

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四、考点预测

1.物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行

(如图17所示),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜

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    A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上。

    B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下。

    C.A、B之间的摩擦力为零。

D.A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质,            图17

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2.用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F, 如图18所示,求:

(1)物体与绳的加速度;

(2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀,下垂度可忽略不计。)

 

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3.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码.弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,如图19所示,则下列分析正确的是(    )

A.从时刻t1到t2,钩码处于失重状态

B.从时刻t3到t4,钩码处于超重状态             

C.电梯可能开始在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼

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D.电梯可能开始在1楼,先加速向下,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼                                     

图19

 

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4.如图20所示为汽车刹车痕迹长度x(即刹车距离)与刹车前车速v(汽车刹车前匀速行驶)的关系图象。例如,当刹车痕迹长度为40m时,刹车前车速为80km/h

(1)假设刹车时,车轮立即停止转动,尝试用你学过的知识定量推导并说明刹车痕迹与刹车前车速的关系。  

(2)在处理一次交通事故时,交警根据汽车损坏程度

估计出碰撞时的车速为40km/h,并且已测出刹车痕迹长度

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20m,请你根据图象帮助交警确定出该汽车刹车前的车速,并在图象中的纵轴上用字母A标出这一速度,由图象

知,汽车刹车前的速度为多少?                                                                                                    

                                              

 

图20

 

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5.飞机沿水平方向前进时,升力与飞机的速度大小成正比,比例系数为,假设飞机起飞过程中获得的牵引力是恒定的,要想使质量为的飞机在长为的跑道上完成起飞,请问飞机的牵引力至少是多大?(忽略一切运动阻力)

 

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6.在一种体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施中,用电梯把乘有十多人的座舱送到76高的地方,让座舱自由落下,当落到离地面时制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某人手中托着质量为的铅球进行这个游戏,问:

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(1)当座舱落到离地面高度为的位置时,铅球对手的作用力多大?

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(2)当座舱落到离地面高度为的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?(

 

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6.在一种体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施中,用电梯把乘有十多人的座舱送到76高的地方,让座舱自由落下,当落到离地面时制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某人手中托着质量为的铅球进行这个游戏,问:

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(1)当座舱落到离地面高度为的位置时,铅球对手的作用力多大?

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(2)当座舱落到离地面高度为的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?

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7.一根均匀的米尺,质量为0.2kg,放在水平桌面上,它与桌面间的动摩擦因数为0.16,有长度露在桌外,现有一水平拉力沿着米尺方向作用在米尺上作用1S,为使米尺能从桌边落下,外力F至少应为多少?

 

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8.如图21所示,在光滑水平面AB上,水平恒力F推动质量为 m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达 B点时撤去 F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点.用速度传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据.求:(g取10m/s2)

t/s

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0.0

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0.2

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0.4

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2.2

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2.4

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2.6

v/m•s-1

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0.0

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0.4

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0.8

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3.0

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2.0

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1.0

(1)恒力F 的大小;

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(2)斜面的倾角

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(3)t=2.1s时物体的速度 v.

 

 

                                                         图21

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9.自由体操比赛中,运动员在上升过程完成空中翻转的动作后下落,能否站稳又是一个关键的动作,为此,运动员在脚接触地面后都有一个下蹲的过程,为了是减少地面对人的作用力.假设人在空中完成翻转动作所需的时间是,人接触地面时所能承受的最大作用力为,人能下蹲的最大作用人为,人的质量为,重心离脚的高度为,试求:人跳起后,在完成空中动作的同时,又使脚不受伤,那么,人从地面跳起后重心最大高度的范围是多大?(不考虑人在水平方向的运动;空中动作的过程可把人看作质点;地面对人的作用力作用时间很短,可近似看作恒力,因此,人下蹲过程可看作匀变速运动)

 

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10.摸高是同学们的一种喜欢的体育活动。一身高h=1.8m,质量m=65Kg的同学,站立举手摸高(指手能触到的最大高度)h=2.2m。(1)该同学用力蹬地,经过时间t=0.45S竖直离地跳起,摸高为h=2.6m。假定他蹬地的力为恒力,求的大小。(2)另一次该同学从所站h=1.0m的高度处自由下落,脚接触地面后经过时间身体速度降为零,紧接着他用力蹬地跳起,摸高为h=2.7m。假定前后两个阶段该同学与地面的作用力分别都是恒力,求该同学蹬地的作用力。(取g=10m/s

 

                                                    

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高考真题

1.【解析】物体从阻力很小的斜面从静止开始滚下时,由牛顿第二定律可得加速度a=gsinθ

是一个定值,再由匀变度直线运动速度公式可得v=at

【答案】B

2.【解析】依题意,若两物体依然相对静止,则a的加速度一    

定水平向右,如图将加速度分解为垂直斜面与平行于斜面,则垂直斜面方向,N-mgcosθ=may,即支持力N大于mgcosθ,与都静止时比较,a与b间的压力增大;沿着斜面方向,若加速度a过大,则摩擦力可能沿着斜面向下,即a物块可能相对b向上滑动趋势,甚至相对向上滑动,故A错,B、C正确;对系统整体,在竖直方向,若物块a相对b向上滑动,则a还具有向上的分加速度,即对整体的牛顿第二定律可知,系统处于超重状态,b与地面之间的压力将大于两物体重力之和,D错。

【答案】BC

3.【解析】如图所示,设绳中张力为T,A、B、C共同的加速度为a,与C相连部分的绳与竖直线夹角为α,由牛顿运动定律,对A、B、C 组成的整体有

F=3ma …①

对B有     F-T=ma ②   对C有     Tcosα=mg ③

           Tsinα=ma  ④

联立①②式得:T=2ma…⑤

联立③④式得: T2=m2(g2+a2) ⑥

联立⑤⑥式得:

利用①⑦式得  ……   

【答案】

4.【解析】这是一个物体的受力和时间关系的图像,从图像可以看出在前两秒力的方向和运动的方向相同,物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,2少末速度达到最大,从2秒末开始到4秒末运动的方向没有发生改变而力的方向发生了改变与运动的方向相反,物体又经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减小的减速的和前2秒运动相反的运动情况,4秒末速度为零,物体的位移达到最大,所以D正确。

【答案】D

5.【解析】(1)从图中可以看邮,在t=2s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为   

m/s2=8m/s2

设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma   

得           f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N

(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了

                     39.5×2×2m=158

根据动能定理,有

所以有    =(80×10×158-×80×62)J≈1.25×105J

(3)14s后运动员做匀速运动的时间为

              s=57s

运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间

              t=t+t′=(14+57)s=71s

【答案】(1)160N (2) (3)71S )

6.【解析】因为受到阻力,不是完全失重状态,所以对支持面有压力,A错。由于箱子阻力和下落的速度成二次方关系,最终将匀速运动,受到的压力等于重力,最终匀速运动,BD错,C对。

【答案】C

7.【解析】对小球受力分析,当N为零时,小球的合外力水平向右,加速度向右,故小车可能向右加速运动或向左减速运动,A对C错;当T为零时,小球的合外力水平向左,加速度向左,故小车可能向右减速运动或向左加速运动,B对D错。解题时抓住N、T为零时受力分析的临界条件,小球与车相对静止,说明小球和小车只能有水平的加速度,作为突破口。

【答案】AB

 

8.【解析】由牛顿第二定律得:mg-f=ma

                         

        抛物后减速下降有:

                          Δv=a/Δt

                    解得:

【答案】101kg

9.【解析】由机械能守恒定律得

物块先在传送带上作匀减速直线运动,运动时间为

通过的位移为;                   

物块再在传送带上作匀加速直线运动,其末速度由

则匀加速直线运动的时间为,通过的位移为,然后再作匀速运动,其位移为通过的位移为,匀速运动的时间为

所以物块在传送带上第一次往返所用的时间为.

【答案】

             

10.【解析】此题以直升机取水救火为背景,考查力与运动关系中的匀速和加速直线运动,因直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,所以水箱受力平衡,由平衡条件可得 

所以;直升机返回时,由牛顿第二定律得

。联立两式得,水箱中水的质量M=

【答案】M=

 

名校试题

1.【解析】(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间

                                  

    (2)   小球放到平板车后相对地面静止,小车的加速度为

          

    小车向右运动的距离为            

   小于4m,所以小球不会从车的左端掉下.小车向右运动的时间为                    

    小车向左运动的加速度为

              

     小车向左运动的距离为             

    小车向左运动的时间为              

  (3) 小球刚离开平板车瞬间,小车的速度方向向左,大小为

                           

小球离开车子后,车的加速度为              

     车子向左运动的距离为      

     从小球轻放上平板车到落地瞬间,平板车的位移大小X= x1 + x2+ x3 =5.175m

【答案】5.175m                                 

2.【解析】(1)当f=mg时,雨点达到最终速度,则

                

                            

 (2)由牛顿第二定律得,               

 则                              

解得,即。                    

【答案】

3.【解析】①

       

     

    ②落地时速度     

     

【答案】

4.【解析】对薄板由于Mgsin37?m(M+m)gcos37故滑块在薄板上滑动时,薄板静止不动. 对滑块:在薄板上滑行时加速度a=gsin37=6m/s,至B点时速度V==6m/s。

滑块由B至C时的加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑块由B至C用时t,由L=Vt+at即t+6t-7=0  解得t=1s

对薄板:滑块滑离后才开始运动,加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑至C端用时t==s

故滑块、平板下端B到达斜面底端C的时间差是△t= t-t=-1=1.65s

【答案】1.65s

 

5.【解析】(1)由动能定理

                                              

解得                                                                               

(2)滑块沿BC段向上运动的加速度大小                                       滑块做减速运动,速度为0时所用的时间                                     对滑块受力分析:

                                    所以后滑块静止在斜面上

              由             得   

【答案】

6.【解析】(1)由图像可知:物体所受摩擦力f=3N

由牛顿第二定律F-f=ma;可得

   (2)N=mg=10N,μ                                 

【答案】1kg  

7.【解析】(1)米袋在AB上加速时的加速度

米袋的速度达到=5m/s时,滑行的距离,因此米加速

一段后与传送带一起匀速运动到达B点,到达C点时速度v0=5m/s,设米袋在CD上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得

  代人数据得a=10m/s2

  所以,它能上滑的最大距离

  (2顺斜部分传送带沿顺时针方向转动时,米袋速度减为4m/s之前的加速度为

  …………

  速度减为4m / s时上滑位移为

  米袋速度等于4m/s时,滑动摩擦力方向改变,由于,故米继续向上减速运动…

    米袋速度小于4m/s减为零前的加速度为-

   

    速度减到0时上滑位移为

    可见,米袋速度减速到0时,恰好运行到D点。

    米袋从C运动到D所用的时间

【答案】

8.【解析】(1)板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同,此时物块刚到达板的中点,设木板加速度为a1,运动时间为t1

对木板有 μ1mg = Ma、v = a1t1                        ∴t1 =          

设在此过程中物块前进位移为s1,板前进位移为s2,则

s1 = vt1、  s2 = t1    又因为s1 - s2 = ,-

由以上几式可得

物块与板间的动摩擦因数μ1= 、板的位移s2 = .

(2)设板与桌面间的动摩擦因数为μ2,物块在板上滑行的时间为t2,木板的加速度为a2,对板有 μ1mg ― μ2(m + M) g  = Ma2,  

且v = a2t2  解得t2 =

又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3,则

vt3 ―t3 = l,    t3 =      --

为了使物块能到达板的右端,必须满足 t2 ≥ t3 ?

,则μ2 -

所以为了使物块能到达板的右端,板与桌面间的摩擦因数μ2-

【答案】

9.【解析】对于启动状态有:          得         

对于制动状态有:                 得                               

(2)电梯匀速运动的速度          

从图中读得,电梯匀速上升的时间t2=26s,电梯运动的总时间t=28s

所以总位移         层高                                 

【答案】

10.【解析】(1)电梯在最初加速阶段0~3.0S内加速度为,重物受到的支持力为,根据牛顿第二定律,得:

最后减速阶段13.0~19.0s内,重物加速度大小为,重物受到的支持力为,根据牛顿第二定律,得:

                                          

(2)在三秒末重物的速度:m/s                      

     (3)设在全程内电梯的位移为,电梯加速、匀速、减速运动所用的时间为,得:

                                            

代入数据得:m                                              

       则平均每层楼高为m=3。16m                            

【答案】(1)  (2)m/s(3)3。16m

考点预测题

1.【解析】设斜面C的倾角为,以A?B整体为研究对象,由牛顿第二定律求得整体的加速度为a=gin。假设A。B之间有摩擦力,且为f,再隔离物体B,由牛顿第二定律得: f +mgin=ma    代入a得f=0  所以选项C正确。

【答案】C

2.【解析】很显然,求加速度用整体法,求张力用隔离法

(1)以物体和绳整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得:

F=(M+m)a,解得a=F/(M+m).

(2)以物体和靠近物体x长的绳为研究对象,如图20所示。根据牛顿第二定律可得:Fx=(M+mx/L)a=(M+) .

由此式可以看出:绳中各处张力的大小是不同的,当x=0时,绳施于物体M的力的大小为

【答案】a=F/(M+m) 

3.【解析】此题在电梯上探究物体的失重与超重,通过图象表示弹簧弹力随时间变化的关系,由图可知,内物体处于静止状态;从时刻t1t2 内,因弹力小于10N,钩码的合力方向向下,即加速度向下,所以处于失重状态,故选项A正确,同理,选项B对;   

综合全过程,若物体开始在15楼,由图可知,t1t2合力向下,则加速向下,t2t3合力为零,匀速向下,t3合力向上,但速度向下,所以减速向下,最后合力为零,物体静止。故选项C也正确。显然D项错。

【答案】AC

 

4.【解析】本题是一道与交通有关的力学综合试题,考查学生创新应用能力。近年来,此类以实际问题为背景的试题出现的较为频繁。此类试题考查学生综合运用所学知识分析解决物理问题的能力,体现了以能力立意的高考命题指导思想。本题的情景是学生比较熟悉的,涉及到力和运动的关系、运动学、牛顿定律、物理图象等知识点,虽然综合了较多知识点,但难度不大,更加突出“双基”和“主干”,符合近年来高考命题的趋势和要求.               

(1)设汽车的质量为m,轮胎与路面间的动摩擦因数为μ,

由牛顿第二定律得,    由运动学公式得,   

        即刹车痕迹与刹车前车速的平方成正比。

(2)汽车相撞时的速度为40km/h,从这个速度减到零,汽车还要向前滑行10m,撞前汽车已经滑行20m,所以,如果汽车不相撞,滑行30m停下。滑行30m对应的初速度如图中的A点对应速度。汽车刹车前的速度为68km/h

【答案】(1)    (2)68km/h

5.【解析】完成起飞时,升力的大小等于重力的大小,即

        飞机的加速度

    根据牛顿第二定律得:

【答案】

6.【解析】(1)在离地面高于时,座舱做自由落体运动,处于完全失重状态,所以铅球对手没有作用力.

(2)设座舱自由下降高度为时的速度为,制动时的加速度为,制动高度为,由       得:

联立解得:  根据牛顿运动定律得:

代入数据解得:.

【答案】

7.【解析】解此题的关键有点:一是把米尺抽象为质点模型,其重心在其几何中心;二是正确分析米尺的物理过程,米尺的运动可以分为两个阶段,先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动:三是能正确地理解、分析一个临界状态,,即米尺恰好掉离桌边的临界条件是速度为零。。有较多的同学没有考虑到这一临界状态,认为米尺运动到桌边,且具有向前的速度,实际上这样求的不是最小力,错解反映出学生在把实际问题转化为物理问题的能力欠缺,无法建立正确的物理图景,分析综合能力有待提高,

 由牛顿第二定律与匀变速直线运动规律求解

设拉力停止作用时的速度为V,米尺先匀加速度后匀减速运动,由牛顿第二定律,加速阶段:  为加速阶段的加速度)

           减速阶段:    (为减速度阶段的加速度)

          由匀变速直线运动规律和几何条件得:

  联立以上三式得:至少为

【答案】    至少为    

8.【解析】(1)物体从 A 到 B 过程中:

∴ F=ma1= 2N 。                                           

(2)物体从 B 到 C 过程中:

     ∴                           

(3)设B点的速度为vB,在0.4~2.2s时间段内,从v=0.8m/s到 B 点过程,                   

从B点到v=3m/s 过程,                      

   解得:     所以,当 t =2s时物体刚好达到 B 点。             

当 t=2.1s时,物体在斜面上向上运动,则                                             

【答案】(1)2N   (2)   (3)

9.【解析】1)设人跳起后重心离地高度为,为完成空中动作,必须满足以下条件:

(2)设人跳起后从的高度下落,下蹲过程受力情况如图,        

人在地面的作用力和重力的作用下作匀变速运动,由第二定律和运动学公式可得以下几式:           

解得:    所以H的范围是:

【答案】

10.【解析】(1)该同学的整个运动过程可分为两个阶段:先是做初速为零的匀加速运动,时间很短,仅为0.45S;对该同学在第二阶段中运用运动学公式,可求得两阶段交界时刻的速度vm/s

该同学在第一阶段中的加速度为a=m/s

设地面对该同学的支持力,由牛顿第二定律有mg=ma

N由牛顿第三定律知,他蹬地的力的大小

N

(2)该问中的整个运动过程可分为四个阶段:第一阶段是下落高度为1.0m的自由下落阶段;第二阶段是减速时间为0.25S的匀减速至停下的缓冲阶段(此阶段人腿弯曲,重心下降);第三阶段是用力蹬地使身体由弯曲站直的匀加速上升阶段(此阶段重心升高的高度与第二阶段重心下降的高度相等);第四个阶段是离地后竖直向上的匀减运动阶段,上升高度为0.5m

第一阶段下落1.0m的末速度m/s

第二阶段重心下降的高度=m

第三、四阶段交界时刻的速度m/s m/s

从而可计算出在第三阶段中身体重心上升的加速度

设地面对该同学的支持力为,由牛顿第二定律有

解得NN

由牛顿第二定律知,该同学蹬地的作用力的大小N

【答案】(1)N   (2)N