2009屆新課標(biāo)物理考點(diǎn)預(yù)測(cè)(3)

牛頓運(yùn)動(dòng)定律

 

一、考點(diǎn)介紹

“牛頓運(yùn)動(dòng)定律是高中物理的核心內(nèi)容之一,是動(dòng)力學(xué)的“基石”,也是整個(gè)經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ),是歷年高考的必考內(nèi)容.其考查的重點(diǎn)有:準(zhǔn)確理解牛頓第一定律;熟練掌握牛頓第二定律及其應(yīng)用,尤其是物體的受力分析方法;理解牛頓第三定律;理解和掌握運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系;理解超重和失重.本章內(nèi)容的命題形式傾向于應(yīng)用型、綜合型和能力型,易與生產(chǎn)生活、軍事科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等緊密聯(lián)系,還可以力、電綜合題形式出現(xiàn).從方法上,重點(diǎn)考查運(yùn)用隔離法和整體法來(lái)求解加速度相等的連接體問(wèn)題;運(yùn)用正交分解法處理受力較復(fù)雜的問(wèn)題,運(yùn)用圖象法處理力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題.從能力角度來(lái)看,重點(diǎn)考查思維(抽象、形象、直覺(jué)思維)能力、分析和解決問(wèn)題的能力

二、高考真題

1.(2008年廣東卷.物理.1)伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下,他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察和邏輯推理,得到的正確結(jié)論有

A.傾角一定時(shí),小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比

B.傾角一定時(shí),小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比

C.斜面長(zhǎng)度一定時(shí),小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān)

D.斜面長(zhǎng)度一定時(shí),小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān)

 

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2.(2008年海南卷,物理,9)如圖1所示,水平地面上有一楔形物體b,b的斜面上有一小物塊a;a與b之間、b與地面之間均存在摩擦.已知楔形物體b靜止時(shí),a靜止在b的斜面上.現(xiàn)給a和b一個(gè)共同的向左的初速度,與a和b都靜止時(shí)相比,此時(shí)可能(  )

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A.a(chǎn)與b之間的壓力減少,且a相對(duì)b向下滑動(dòng)

B.a(chǎn)與b之間的壓力增大,且a相對(duì)b向上滑動(dòng)

C.a(chǎn)與b之間的壓力增大,且a相對(duì)b靜止不動(dòng)

D.b與地面之間的壓力不變,且a相對(duì)b向上滑動(dòng)             圖1

 

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3.(2008年四川延考區(qū)卷,理綜,24)水平面上有一帶圓弧形凸起的長(zhǎng)方形木塊A,木塊A上的物體B用繞過(guò)凸起的輕繩與物體C相連, B與凸起之間的繩是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物體B上,恰使物體A、B、C保持相對(duì)靜止,如圖2所示,已知物體A、B、C、的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,不計(jì)所有的摩擦,則拉力F應(yīng)為多大?                         

圖2                                                   

 

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4.(2008年天津卷.理綜.20)一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn),在0~4s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用,力的方向始終在同一直線(xiàn)上,力F隨時(shí)間t的變化如圖3所示,則質(zhì)點(diǎn)在( )

A.第2s末速度改變方向  B.第2s末位移改變方向

C.第4s末回到原出發(fā)點(diǎn)   D.第4s末運(yùn)動(dòng)速度為零                          圖3            

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5.(2008年上海卷.物理.21)總質(zhì)量為80kg的跳傘運(yùn)動(dòng)員從離地500m的直升機(jī)上跳下,經(jīng)過(guò)2s拉開(kāi)繩索開(kāi)啟降落傘,如圖4所示是跳傘過(guò)程中的v-t圖,試根據(jù)圖像求:(g取10m/s2

(1)t=1s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度和所受阻力的大小。

(2)估算運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地的總時(shí)間。

 

                                                       圖4

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 6.(2008年山東卷.理綜.19)直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子,如圖5所示。設(shè)投放初速度為零,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。在箱子下落過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

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A.箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力

B.箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力最大

C.箱子接近地面時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大

D.若下落距離足夠長(zhǎng),箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)”    圖5

 

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7.(2008年寧夏卷.理綜.20)一有固定斜面的小車(chē)在水平面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),小球通過(guò)細(xì)繩與車(chē)頂相連。小球某時(shí)刻正處于圖6示狀態(tài)。設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為N,細(xì)繩對(duì)小球的拉力為T(mén),關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況,下列說(shuō)法正確的是(  )

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  A.若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng),N可能為零                       

  B.若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng),T可能為零

  C.若小車(chē)向右運(yùn)動(dòng),N不可能為零

  D.若小車(chē)向右運(yùn)動(dòng),T不可能為零                      

圖6

 

 

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8.(2008年海南卷.物理.15)科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察.氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990 kg.氣球在空中停留一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降,及時(shí)堵住.堵住時(shí)氣球下降速度為1 m/s,且做勻加速運(yùn)動(dòng),4 s內(nèi)下降了12 m.為使氣球安全著陸,向艙外緩慢拋出一定的壓艙物.此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動(dòng),下降速度在5分鐘內(nèi)減少3 m/s.若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略,重力加速度g=9.89 m/s2,求拋掉的壓艙物的質(zhì)量.

 

 

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9.(2008年江蘇學(xué)業(yè)水平測(cè)試卷.物理.27)如圖7所示,固定的光滑圓弧軌道的半徑為0.8m,點(diǎn)與圓心在同一水平線(xiàn)上, 圓弧軌道底端點(diǎn)與圓心在同一豎直線(xiàn)上. 點(diǎn)離點(diǎn)的豎直高度為0.2m.物塊從軌道上的點(diǎn)由靜止釋放,滑過(guò)點(diǎn)后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的水平傳送帶,傳送帶由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)按圖示方向運(yùn)轉(zhuǎn),不計(jì)物塊通過(guò)軌道與傳送帶交接處的動(dòng)能損失,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,10m/s2.

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   (1)求物塊從點(diǎn)下滑到點(diǎn)時(shí)速度的大小。            圖7

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   (2)若物塊從點(diǎn)下滑到傳送帶上后,又恰能返回到點(diǎn),求物塊在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間.

 

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10.(2007年江蘇卷.物理.17)如圖8所示,直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火,懸掛著m=500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角。直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng),加速度沿水平方向,大小穩(wěn)定在a=1.5 m/s2時(shí),懸索與豎直方向的夾角。如果空氣阻力大小不變,且忽略懸索的質(zhì)量,謀求水箱中水的質(zhì)量M。(取重力加速度g=10 m/s2;sin=0.242;cos =0.970)                                           圖8

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三、名校試題

1.(2008年9月廣東佛山禪城實(shí)驗(yàn)高中高級(jí)中學(xué)高三第一次月考試卷.物理.17)如圖9所示,平板車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)=6m,質(zhì)量為M=10kg,上表面距離水平地面高為h=1.25m,在水平面上向右做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),A、B是其左右兩個(gè)端點(diǎn).某時(shí)刻小車(chē)速度為v0=7.2m/s,在此時(shí)刻對(duì)平板車(chē)施加一個(gè)方向水平向左的恒力F=50N,與此同時(shí),將一個(gè)質(zhì)量m=1kg為小球輕放在平板車(chē)上的P點(diǎn)(小球可視為質(zhì)點(diǎn),放在P點(diǎn)時(shí)相對(duì)于地面的速度為零),,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,小球脫離平板車(chē)落到地面.車(chē)與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,其他摩擦均不計(jì).取g=10m/s2.求:

(1)小球從離開(kāi)平板車(chē)開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間;

(2)小球從輕放到平板車(chē)開(kāi)始至離開(kāi)平板車(chē)所用的時(shí)間;     圖9

(3)從小球輕放上平板車(chē)到落地瞬間,平板車(chē)的位移大�。�

 

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2.(廣東中山一中2008―2009學(xué)年第一學(xué)期高三第一次統(tǒng)測(cè)卷.物理.18)受到的空氣阻力與雨點(diǎn)的橫截面積S成正比,與雨點(diǎn)下落的速度v的平方成正比,即(其中k為比例系數(shù)).雨點(diǎn)接近地面時(shí)近似看做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.若把雨點(diǎn)看做球形,其半徑為r,球的體積為,設(shè)雨點(diǎn)的密度為,求:

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(1)每個(gè)雨點(diǎn)最終的運(yùn)動(dòng)速度(用、r、g、k表示);

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(2)雨點(diǎn)的速度達(dá)到時(shí),雨點(diǎn)的加速度a為多大?

 

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文本框: 圖103.(2009屆湖南郴州高中畢業(yè)生調(diào)研題.物理。17)在農(nóng)村人們蓋房打地基叫打夯,夯錘的結(jié)構(gòu)如圖10所示,打夯共有5人,四個(gè)人分別握住夯錘的一個(gè)把手,一個(gè)人負(fù)責(zé)喊號(hào),喊號(hào)人一聲號(hào)子,四個(gè)人同時(shí)向上用力將夯錘提起,號(hào)音一落四人同時(shí)松手,夯錘落至地面將地基砸實(shí)。某次打夯時(shí),設(shè)夯錘的質(zhì)量為80kg,將夯錘提起時(shí),每個(gè)人都對(duì)夯錘施加豎直向上的力,大小均為250N,力的持續(xù)時(shí)間為0.6s,然后松手。夯錘落地時(shí)將地面砸出2cm深的一個(gè)凹痕。求:(1)夯錘能夠上升的最大高度?

(2)夯錘落地時(shí)對(duì)地面的平均作用力為多大?(g=10m/s2)              

 

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4.(安徽合肥一中2009屆高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè).物理.18)如圖11所示,

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傾角a = 37°的固定斜面上放一塊質(zhì)量M = 1 kg,長(zhǎng)度 L = 3 m的薄平板AB。平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為7m。在平板的上端A處放一質(zhì)量m = 0.6kg的滑塊,開(kāi)始時(shí)使平板和滑塊都靜止,  圖11

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之后將它們無(wú)初速釋放。假設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為m = 0.5,求滑塊、平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差是多少?(sin37=0.6  cos37=0.8  g=10m/s

 

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5.(山東省濰坊市普通高中2009屆高三上學(xué)期階段性評(píng)估卷.物理.16)如圖12所示,一滑塊以的速度從A點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)入軌道ABC.已知AB段斜面傾角為53°,BC段斜面傾角為37°,滑塊與AB斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,滑塊與BC段動(dòng)摩擦因數(shù)為,A點(diǎn)離B點(diǎn)所在水平面的高度,滑塊運(yùn)動(dòng)中始終未脫離軌道,不計(jì)在B點(diǎn)的機(jī)械能損失,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力(取°=0.6,°=0.8)求:                                           圖12

(1)求滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大�。�2)從滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)起,1秒內(nèi)發(fā)生的位移

 

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卷.物理.13)某物體靜止在水平面上,現(xiàn)用平行于水平面的

力F拉該物體,得到加速度a和拉力F的關(guān)系圖象如圖13所

示。試求:(取g=10m/s2

   (1)該物體的質(zhì)量。

   (2)該物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

                                                                 圖13

 

 

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7.(山東淄博市2008―2009學(xué)年度第一學(xué)期期中考試卷.物理。14)圖14為倉(cāng)庫(kù)中常用的皮帶傳輸裝置示意圖,它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成,一臺(tái)水平傳送,A,B兩端相距3m,另一臺(tái)傾斜,傳送帶與地面的傾角,C, D兩端相距4. 45m,B, C相距很近。水平傳送以5m/s的速度沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),

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現(xiàn)將質(zhì)量為10kg的一袋大米無(wú)初速度地放在A(yíng)段,它隨傳送帶到達(dá)B端后,速度大小不變地傳到傾斜送帶的C點(diǎn),米袋

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與兩傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0. 5,g取10m/s2,sin37˚=0. 6,cos37˚=0. 8                                                       圖14

 (1)若CD部分傳送帶不運(yùn)轉(zhuǎn),求米袋沿傳送帶在CD上所能上升的最大距離;

 (2)若傾斜部分CD以4m/s的速率順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),求米袋從C運(yùn)動(dòng)到D所用的時(shí)

間。

 

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8.(廣東省廉江中學(xué)2008-2009學(xué)年高三級(jí)第二次月考卷.物理.16)如圖15所示,一塊質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的勻質(zhì)板放在很長(zhǎng)的水平桌面上,板的左端有一質(zhì)量為m的物塊,物塊上連接一根很長(zhǎng)的細(xì)繩,細(xì)繩跨過(guò)位于桌面邊緣的定滑輪并與桌面平行,某人以恒定的速度v向下拉繩,物塊最多只能到達(dá)板的中點(diǎn),且此時(shí)板的右端距離桌邊定滑輪足夠遠(yuǎn).求:

(1)若板與桌面間光滑,物塊與板的動(dòng)摩擦因數(shù)及物塊剛到達(dá)板的中點(diǎn)時(shí)板的位移.

(2)若板與桌面間有摩擦,為使物塊能到達(dá)板右端,板與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)的范圍.                                        圖15

 

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9.(江蘇啟東市2009屆高三第一次調(diào)研測(cè)試卷.物理.13)為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):一質(zhì)量為m=50kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過(guò)程中,體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的情況,并作出了如圖16所示的圖像,已知t=0時(shí),電梯靜止不動(dòng),從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層.求:

(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小

(2)該大樓的層高

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                                         圖16

 

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10.(江蘇省蘇州中學(xué)2008-2009學(xué)年度第一學(xué)期月考卷.物理.17)一同學(xué)家住在23層高樓的頂樓.他想研究一下電梯上升的運(yùn)動(dòng)過(guò)程.某天他乘電梯上樓時(shí)攜帶了一個(gè)質(zhì)量為5kg的重物和一個(gè)量程足夠大的臺(tái)秤,他將重物放在臺(tái)秤上.電梯從第1層開(kāi)始啟動(dòng),一直運(yùn)動(dòng)到第23層停止.在這個(gè)過(guò)程中,他記錄了臺(tái)秤在不同時(shí)段內(nèi)的讀數(shù)如下表所示。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),求:

(1)電梯在最初加速階段和最后減速階段的加速度大��;

時(shí)間/s

臺(tái)秤示數(shù)/N

電梯啟動(dòng)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)電梯在中間階段上升的速度大�。�

(3)該樓房平均每層樓的高度.

 

 

 

 

 

 

(一)文字介紹

牛頓定律是必考點(diǎn),也是分值重的考點(diǎn),預(yù)測(cè)2009年高考各卷還會(huì)以選項(xiàng)題和計(jì)算題的形式出現(xiàn),尤其的理綜考題的第23題,主要以力學(xué)的基本知識(shí)和方法為考查內(nèi)容,多數(shù)以牛頓運(yùn)動(dòng)定律與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的綜合.除了考查整體法與隔離法、圖象法外,力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題仍然會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算題中,特別是由力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系運(yùn)用已知的力學(xué)規(guī)律,對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)參量作出明確的預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題要引起重視.這是物理學(xué)和技術(shù)上進(jìn)行正確分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),如發(fā)射人造地球衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道,帶電粒子在電場(chǎng)中加速后獲得速度等.

(二)考點(diǎn)預(yù)測(cè)題

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四、考點(diǎn)預(yù)測(cè)

1.物體B放在物體A上,A、B的上下表面均與斜面平行

(如圖17所示),當(dāng)兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜

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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之間的摩擦力為零。

    D.A、B之間是否存在摩擦力取決于A(yíng)、B表面的性質(zhì),            圖17

    試題詳情

    試題詳情

    2.用質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的繩沿著光滑水平面拉動(dòng)質(zhì)量為M的物體,在繩的一端所施加的水平拉力為F, 如圖18所示,求:

    (1)物體與繩的加速度;

    (2)繩中各處張力的大小(假定繩的質(zhì)量分布均勻,下垂度可忽略不計(jì)。)

     

    試題詳情

    3.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在電梯的天花板上固定一根彈簧秤,使其測(cè)量掛鉤向下,并在鉤上懸掛一個(gè)重為10N的鉤碼.彈簧秤彈力隨時(shí)間變化的規(guī)律可通過(guò)一傳感器直接得出,如圖19所示,則下列分析正確的是(    )

    A.從時(shí)刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態(tài)

    B.從時(shí)刻t3到t4,鉤碼處于超重狀態(tài)             

    C.電梯可能開(kāi)始在15樓,先加速向下,接著勻速向下,再減速向下,最后停在1樓

    試題詳情

    D.電梯可能開(kāi)始在1樓,先加速向下,接著勻速向上,再減速向上,最后停在15樓                                     

    圖19

     

    試題詳情

    4.如圖20所示為汽車(chē)剎車(chē)痕跡長(zhǎng)度x(即剎車(chē)距離)與剎車(chē)前車(chē)速v(汽車(chē)剎車(chē)前勻速行駛)的關(guān)系圖象。例如,當(dāng)剎車(chē)痕跡長(zhǎng)度為40m時(shí),剎車(chē)前車(chē)速為80km/h

    (1)假設(shè)剎車(chē)時(shí),車(chē)輪立即停止轉(zhuǎn)動(dòng),嘗試用你學(xué)過(guò)的知識(shí)定量推導(dǎo)并說(shuō)明剎車(chē)痕跡與剎車(chē)前車(chē)速的關(guān)系。  

    (2)在處理一次交通事故時(shí),交警根據(jù)汽車(chē)損壞程度

    估計(jì)出碰撞時(shí)的車(chē)速為40km/h,并且已測(cè)出剎車(chē)痕跡長(zhǎng)度

    試題詳情

    20m,請(qǐng)你根據(jù)圖象幫助交警確定出該汽車(chē)剎車(chē)前的車(chē)速,并在圖象中的縱軸上用字母A標(biāo)出這一速度,由圖象

    知,汽車(chē)剎車(chē)前的速度為多少?                                                                                                    

                                                  

     

    圖20

     

    試題詳情

    5.飛機(jī)沿水平方向前進(jìn)時(shí),升力與飛機(jī)的速度大小成正比,比例系數(shù)為,假設(shè)飛機(jī)起飛過(guò)程中獲得的牽引力是恒定的,要想使質(zhì)量為的飛機(jī)在長(zhǎng)為的跑道上完成起飛,請(qǐng)問(wèn)飛機(jī)的牽引力至少是多大?(忽略一切運(yùn)動(dòng)阻力)

     

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    6.在一種體驗(yàn)強(qiáng)烈失重、超重感覺(jué)的娛樂(lè)設(shè)施中,用電梯把乘有十多人的座艙送到76高的地方,讓座艙自由落下,當(dāng)落到離地面時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng),座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面時(shí)剛好停止。若某人手中托著質(zhì)量為的鉛球進(jìn)行這個(gè)游戲,問(wèn):

    試題詳情

    (1)當(dāng)座艙落到離地面高度為的位置時(shí),鉛球?qū)κ值淖饔昧Χ啻螅?/p>

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    (2)當(dāng)座艙落到離地面高度為的位置時(shí),手要用多大的力才能托住鉛球?(

     

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    6.在一種體驗(yàn)強(qiáng)烈失重、超重感覺(jué)的娛樂(lè)設(shè)施中,用電梯把乘有十多人的座艙送到76高的地方,讓座艙自由落下,當(dāng)落到離地面時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng),座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面時(shí)剛好停止。若某人手中托著質(zhì)量為的鉛球進(jìn)行這個(gè)游戲,問(wèn):

    試題詳情

    (1)當(dāng)座艙落到離地面高度為的位置時(shí),鉛球?qū)κ值淖饔昧Χ啻螅?/p>

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    (2)當(dāng)座艙落到離地面高度為的位置時(shí),手要用多大的力才能托住鉛球?

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    7.一根均勻的米尺,質(zhì)量為0.2kg,放在水平桌面上,它與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.16,有長(zhǎng)度露在桌外,現(xiàn)有一水平拉力沿著米尺方向作用在米尺上作用1S,為使米尺能從桌邊落下,外力F至少應(yīng)為多少?

     

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    8.如圖21所示,在光滑水平面AB上,水平恒力F推動(dòng)質(zhì)量為 m=1kg的物體從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),物體到達(dá) B點(diǎn)時(shí)撤去 F,接著又沖上光滑斜面(設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變),最高能到達(dá)C點(diǎn).用速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度,并在表格中記錄了部分測(cè)量數(shù)據(jù).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

    試題詳情

    0.4

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    0.8

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    3.0

    試題詳情

    2.0

    試題詳情

    1.0

    (1)恒力F 的大�。�

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    (2)斜面的傾角;

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    (3)t=2.1s時(shí)物體的速度 v.

     

     

                                                             圖21

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    9.自由體操比賽中,運(yùn)動(dòng)員在上升過(guò)程完成空中翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作后下落,能否站穩(wěn)又是一個(gè)關(guān)鍵的動(dòng)作,為此,運(yùn)動(dòng)員在腳接觸地面后都有一個(gè)下蹲的過(guò)程,為了是減少地面對(duì)人的作用力.假設(shè)人在空中完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作所需的時(shí)間是,人接觸地面時(shí)所能承受的最大作用力為,人能下蹲的最大作用人為,人的質(zhì)量為,重心離腳的高度為,試求:人跳起后,在完成空中動(dòng)作的同時(shí),又使腳不受傷,那么,人從地面跳起后重心最大高度的范圍是多大?(不考慮人在水平方向的運(yùn)動(dòng);空中動(dòng)作的過(guò)程可把人看作質(zhì)點(diǎn);地面對(duì)人的作用力作用時(shí)間很短,可近似看作恒力,因此,人下蹲過(guò)程可看作勻變速運(yùn)動(dòng))

     

    試題詳情

    10.摸高是同學(xué)們的一種喜歡的體育活動(dòng)。一身高h(yuǎn)=1.8m,質(zhì)量m=65Kg的同學(xué),站立舉手摸高(指手能觸到的最大高度)h=2.2m。(1)該同學(xué)用力蹬地,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=0.45S豎直離地跳起,摸高為h=2.6m。假定他蹬地的力為恒力,求的大小。(2)另一次該同學(xué)從所站h=1.0m的高度處自由下落,腳接觸地面后經(jīng)過(guò)時(shí)間身體速度降為零,緊接著他用力蹬地跳起,摸高為h=2.7m。假定前后兩個(gè)階段該同學(xué)與地面的作用力分別都是恒力,求該同學(xué)蹬地的作用力。(取g=10m/s

     

                                                        

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    高考真題

    1.【解析】物體從阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下時(shí),由牛頓第二定律可得加速度a=gsinθ

    是一個(gè)定值,再由勻變度直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度公式可得v=at

    【答案】B

    2.【解析】依題意,若兩物體依然相對(duì)靜止,則a的加速度一    

    定水平向右,如圖將加速度分解為垂直斜面與平行于斜面,則垂直斜面方向,N-mgcosθ=may,即支持力N大于mgcosθ,與都靜止時(shí)比較,a與b間的壓力增大;沿著斜面方向,若加速度a過(guò)大,則摩擦力可能沿著斜面向下,即a物塊可能相對(duì)b向上滑動(dòng)趨勢(shì),甚至相對(duì)向上滑動(dòng),故A錯(cuò),B、C正確;對(duì)系統(tǒng)整體,在豎直方向,若物塊a相對(duì)b向上滑動(dòng),則a還具有向上的分加速度,即對(duì)整體的牛頓第二定律可知,系統(tǒng)處于超重狀態(tài),b與地面之間的壓力將大于兩物體重力之和,D錯(cuò)。

    【答案】BC

    3.【解析】如圖所示,設(shè)繩中張力為T(mén),A、B、C共同的加速度為a,與C相連部分的繩與豎直線(xiàn)夾角為α,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,對(duì)A、B、C 組成的整體有

    F=3ma …①

    對(duì)B有     F-T=ma ②   對(duì)C有     Tcosα=mg ③

               Tsinα=ma  ④

    聯(lián)立①②式得:T=2ma…⑤

    聯(lián)立③④式得: T2=m2(g2+a2) ⑥

    聯(lián)立⑤⑥式得:

    利用①⑦式得  ……   

    【答案】

    4.【解析】這是一個(gè)物體的受力和時(shí)間關(guān)系的圖像,從圖像可以看出在前兩秒力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向相同,物體經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),2少末速度達(dá)到最大,從2秒末開(kāi)始到4秒末運(yùn)動(dòng)的方向沒(méi)有發(fā)生改變而力的方向發(fā)生了改變與運(yùn)動(dòng)的方向相反,物體又經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的減速的和前2秒運(yùn)動(dòng)相反的運(yùn)動(dòng)情況,4秒末速度為零,物體的位移達(dá)到最大,所以D正確。

    【答案】D

    5.【解析】(1)從圖中可以看郵,在t=2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度大小為   

    m/s2=8m/s2

    設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為f,根據(jù)牛頓第二定律,有mg-f=ma   

    得           f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N

    (2)從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14s內(nèi)下落了

                         39.5×2×2m=158

    根據(jù)動(dòng)能定理,有

    所以有    =(80×10×158-×80×62)J≈1.25×105J

    (3)14s后運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

                  s=57s

    運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時(shí)間

                  t=t+t′=(14+57)s=71s

    【答案】(1)160N (2) (3)71S )

    6.【解析】因?yàn)槭艿阶枇�,不是完全失重狀態(tài),所以對(duì)支持面有壓力,A錯(cuò)。由于箱子阻力和下落的速度成二次方關(guān)系,最終將勻速運(yùn)動(dòng),受到的壓力等于重力,最終勻速運(yùn)動(dòng),BD錯(cuò),C對(duì)。

    【答案】C

    7.【解析】對(duì)小球受力分析,當(dāng)N為零時(shí),小球的合外力水平向右,加速度向右,故小車(chē)可能向右加速運(yùn)動(dòng)或向左減速運(yùn)動(dòng),A對(duì)C錯(cuò);當(dāng)T為零時(shí),小球的合外力水平向左,加速度向左,故小車(chē)可能向右減速運(yùn)動(dòng)或向左加速運(yùn)動(dòng),B對(duì)D錯(cuò)。解題時(shí)抓住N、T為零時(shí)受力分析的臨界條件,小球與車(chē)相對(duì)靜止,說(shuō)明小球和小車(chē)只能有水平的加速度,作為突破口。

    【答案】AB

     

    8.【解析】由牛頓第二定律得:mg-f=ma

                             

            拋物后減速下降有:

                              Δv=a/Δt

                        解得:

    【答案】101kg

    9.【解析】由機(jī)械能守恒定律得,;

    物塊先在傳送帶上作勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

    通過(guò)的位移為;                   

    物塊再在傳送帶上作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其末速度由,

    則勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,通過(guò)的位移為,然后再作勻速運(yùn)動(dòng),其位移為通過(guò)的位移為,勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,

    所以物塊在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間為.

    【答案】

                 

    10.【解析】此題以直升機(jī)取水救火為背景,考查力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系中的勻速和加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火,所以水箱受力平衡,由平衡條件可得 

    所以;直升機(jī)返回時(shí),由牛頓第二定律得

    。聯(lián)立兩式得,水箱中水的質(zhì)量M=

    【答案】M=

     

    名校試題

    1.【解析】(1)小球從離開(kāi)平板車(chē)開(kāi)始至落到地面所用的時(shí)間

                                      

        (2)   小球放到平板車(chē)后相對(duì)地面靜止,小車(chē)的加速度為

              

        小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的距離為            

       小于4m,所以小球不會(huì)從車(chē)的左端掉下.小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為                    

        小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的加速度為

                  

         小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的距離為             

        小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為              

      (3) 小球剛離開(kāi)平板車(chē)瞬間,小車(chē)的速度方向向左,大小為

                               

    小球離開(kāi)車(chē)子后,車(chē)的加速度為              

         車(chē)子向左運(yùn)動(dòng)的距離為      

         從小球輕放上平板車(chē)到落地瞬間,平板車(chē)的位移大小X= x1 + x2+ x3 =5.175m

    【答案】5.175m                                 

    2.【解析】(1)當(dāng)f=mg時(shí),雨點(diǎn)達(dá)到最終速度,則

                    

                                

     (2)由牛頓第二定律得,               

     則                              

    解得,即。                    

    【答案】

    3.【解析】①

           

         

       �、诼涞貢r(shí)速度     

         

    【答案】

    4.【解析】對(duì)薄板由于Mgsin37?m(M+m)gcos37故滑塊在薄板上滑動(dòng)時(shí),薄板靜止不動(dòng). 對(duì)滑塊:在薄板上滑行時(shí)加速度a=gsin37=6m/s,至B點(diǎn)時(shí)速度V==6m/s。

    滑塊由B至C時(shí)的加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑塊由B至C用時(shí)t,由L=Vt+at即t+6t-7=0  解得t=1s

    對(duì)薄板:滑塊滑離后才開(kāi)始運(yùn)動(dòng),加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑至C端用時(shí)t==s

    故滑塊、平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差是△t= t-t=-1=1.65s

    【答案】1.65s

     

    5.【解析】(1)由動(dòng)能定理

                                                  

    解得                                                                               

    (2)滑塊沿BC段向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小                                       滑塊做減速運(yùn)動(dòng),速度為0時(shí)所用的時(shí)間                                     對(duì)滑塊受力分析:

                                        所以后滑塊靜止在斜面上

                  由             得   

    【答案】

    6.【解析】(1)由圖像可知:物體所受摩擦力f=3N

    由牛頓第二定律F-f=ma;可得

       (2)N=mg=10N,μ                                 

    【答案】1kg  

    7.【解析】(1)米袋在A(yíng)B上加速時(shí)的加速度

    米袋的速度達(dá)到=5m/s時(shí),滑行的距離,因此米加速

    一段后與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn),到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度v0=5m/s,設(shè)米袋在CD上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律得

      代人數(shù)據(jù)得a=10m/s2

      所以,它能上滑的最大距離

      (2順斜部分傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),米袋速度減為4m/s之前的加速度為

      …………

      速度減為4m / s時(shí)上滑位移為

      米袋速度等于4m/s時(shí),滑動(dòng)摩擦力方向改變,由于,故米繼續(xù)向上減速運(yùn)動(dòng)…

        米袋速度小于4m/s減為零前的加速度為-

       

        速度減到0時(shí)上滑位移為

        可見(jiàn),米袋速度減速到0時(shí),恰好運(yùn)行到D點(diǎn)。

        米袋從C運(yùn)動(dòng)到D所用的時(shí)間

    【答案】

    8.【解析】(1)板在摩擦力作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)直至與物塊速度相同,此時(shí)物塊剛到達(dá)板的中點(diǎn),設(shè)木板加速度為a1,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,

    對(duì)木板有 μ1mg = Ma、v = a1t1                        ∴t1 =          

    設(shè)在此過(guò)程中物塊前進(jìn)位移為s1,板前進(jìn)位移為s2,則

    s1 = vt1、  s2 = t1    又因?yàn)閟1 - s2 = ,-

    由以上幾式可得

    物塊與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1= 、板的位移s2 = .

    (2)設(shè)板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,物塊在板上滑行的時(shí)間為t2,木板的加速度為a2,對(duì)板有 μ1mg ― μ2(m + M) g  = Ma2,  

    且v = a2t2  解得t2 =

    又設(shè)物塊從板的左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間為t3,則

    vt3 ―t3 = l,    t3 =      --

    為了使物塊能到達(dá)板的右端,必須滿(mǎn)足 t2 ≥ t3 ?

    ,則μ2 -

    所以為了使物塊能到達(dá)板的右端,板與桌面間的摩擦因數(shù)μ2-

    【答案】

    9.【解析】對(duì)于啟動(dòng)狀態(tài)有:          得         

    對(duì)于制動(dòng)狀態(tài)有:                 得                               

    (2)電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度          

    從圖中讀得,電梯勻速上升的時(shí)間t2=26s,電梯運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=28s

    所以總位移         層高                                 

    【答案】

    10.【解析】(1)電梯在最初加速階段0~3.0S內(nèi)加速度為,重物受到的支持力為,根據(jù)牛頓第二定律,得:

    最后減速階段13.0~19.0s內(nèi),重物加速度大小為,重物受到的支持力為,根據(jù)牛頓第二定律,得:

                                              

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

         (3)設(shè)在全程內(nèi)電梯的位移為,電梯加速、勻速、減速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為、、,得:

                                                

    代入數(shù)據(jù)得:m                                              

           則平均每層樓高為m=3。16m                            

    【答案】(1)  (2)m/s(3)3。16m

    考點(diǎn)預(yù)測(cè)題

    1.【解析】設(shè)斜面C的傾角為,以A?B整體為研究對(duì)象,由牛頓第二定律求得整體的加速度為a=gin。假設(shè)A。B之間有摩擦力,且為f,再隔離物體B,由牛頓第二定律得: f +mgin=ma    代入a得f=0  所以選項(xiàng)C正確。

    【答案】C

    2.【解析】很顯然,求加速度用整體法,求張力用隔離法

    (1)以物體和繩整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得:

    F=(M+m)a,解得a=F/(M+m).

    (2)以物體和靠近物體x長(zhǎng)的繩為研究對(duì)象,如圖20所示。根據(jù)牛頓第二定律可得:Fx=(M+mx/L)a=(M+) .

    由此式可以看出:繩中各處張力的大小是不同的,當(dāng)x=0時(shí),繩施于物體M的力的大小為

    【答案】a=F/(M+m) 

    3.【解析】此題在電梯上探究物體的失重與超重,通過(guò)圖象表示彈簧彈力隨時(shí)間變化的關(guān)系,由圖可知,內(nèi)物體處于靜止?fàn)顟B(tài);從時(shí)刻t1t2 內(nèi),因彈力小于10N,鉤碼的合力方向向下,即加速度向下,所以處于失重狀態(tài),故選項(xiàng)A正確,同理,選項(xiàng)B對(duì);   

    綜合全過(guò)程,若物體開(kāi)始在15樓,由圖可知,t1t2合力向下,則加速向下,t2t3合力為零,勻速向下,t3合力向上,但速度向下,所以減速向下,最后合力為零,物體靜止。故選項(xiàng)C也正確。顯然D項(xiàng)錯(cuò)。

    【答案】AC

     

    4.【解析】本題是一道與交通有關(guān)的力學(xué)綜合試題,考查學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。近年來(lái),此類(lèi)以實(shí)際問(wèn)題為背景的試題出現(xiàn)的較為頻繁。此類(lèi)試題考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決物理問(wèn)題的能力,體現(xiàn)了以能力立意的高考命題指導(dǎo)思想。本題的情景是學(xué)生比較熟悉的,涉及到力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓定律、物理圖象等知識(shí)點(diǎn),雖然綜合了較多知識(shí)點(diǎn),但難度不大,更加突出“雙基”和“主干”,符合近年來(lái)高考命題的趨勢(shì)和要求.               

    (1)設(shè)汽車(chē)的質(zhì)量為m,輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,

    由牛頓第二定律得,    由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得,   

            即剎車(chē)痕跡與剎車(chē)前車(chē)速的平方成正比。

    (2)汽車(chē)相撞時(shí)的速度為40km/h,從這個(gè)速度減到零,汽車(chē)還要向前滑行10m,撞前汽車(chē)已經(jīng)滑行20m,所以,如果汽車(chē)不相撞,滑行30m停下�;�30m對(duì)應(yīng)的初速度如圖中的A點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度。汽車(chē)剎車(chē)前的速度為68km/h

    【答案】(1)    (2)68km/h

    5.【解析】完成起飛時(shí),升力的大小等于重力的大小,即

            飛機(jī)的加速度

        根據(jù)牛頓第二定律得:

    【答案】

    6.【解析】(1)在離地面高于時(shí),座艙做自由落體運(yùn)動(dòng),處于完全失重狀態(tài),所以鉛球?qū)κ譀](méi)有作用力.

    (2)設(shè)座艙自由下降高度為時(shí)的速度為,制動(dòng)時(shí)的加速度為,制動(dòng)高度為,由       得:

    聯(lián)立解得:  根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:

    代入數(shù)據(jù)解得:.

    【答案】

    7.【解析】解此題的關(guān)鍵有點(diǎn):一是把米尺抽象為質(zhì)點(diǎn)模型,其重心在其幾何中心;二是正確分析米尺的物理過(guò)程,米尺的運(yùn)動(dòng)可以分為兩個(gè)階段,先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),后做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng):三是能正確地理解、分析一個(gè)臨界狀態(tài),,即米尺恰好掉離桌邊的臨界條件是速度為零。。有較多的同學(xué)沒(méi)有考慮到這一臨界狀態(tài),認(rèn)為米尺運(yùn)動(dòng)到桌邊,且具有向前的速度,實(shí)際上這樣求的不是最小力,錯(cuò)解反映出學(xué)生在把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題的能力欠缺,無(wú)法建立正確的物理圖景,分析綜合能力有待提高,

     由牛頓第二定律與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解

    設(shè)拉力停止作用時(shí)的速度為V,米尺先勻加速度后勻減速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,加速階段:  為加速階段的加速度)

               減速階段:    (為減速度階段的加速度)

              由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和幾何條件得:

      聯(lián)立以上三式得:至少為。

    【答案】    至少為    

    8.【解析】(1)物體從 A 到 B 過(guò)程中:

    ∴ F=ma1= 2N 。                                           

    (2)物體從 B 到 C 過(guò)程中:

         ∴                           

    (3)設(shè)B點(diǎn)的速度為vB,在0.4~2.2s時(shí)間段內(nèi),從v=0.8m/s到 B 點(diǎn)過(guò)程,                   

    從B點(diǎn)到v=3m/s 過(guò)程,                      

       解得:     所以,當(dāng) t =2s時(shí)物體剛好達(dá)到 B 點(diǎn)。             

    當(dāng) t=2.1s時(shí),物體在斜面上向上運(yùn)動(dòng),則                                             

    【答案】(1)2N   (2)   (3)

    9.【解析】1)設(shè)人跳起后重心離地高度為,為完成空中動(dòng)作,必須滿(mǎn)足以下條件:

    ,

    (2)設(shè)人跳起后從的高度下落,下蹲過(guò)程受力情況如圖,        

    人在地面的作用力和重力的作用下作勻變速運(yùn)動(dòng),由第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得以下幾式:           

    解得:    所以H的范圍是:

    【答案】

    10.【解析】(1)該同學(xué)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程可分為兩個(gè)階段:先是做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng),時(shí)間很短,僅為0.45S;對(duì)該同學(xué)在第二階段中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,可求得兩階段交界時(shí)刻的速度vm/s

    該同學(xué)在第一階段中的加速度為a=m/s

    設(shè)地面對(duì)該同學(xué)的支持力,由牛頓第二定律有mg=ma

    N由牛頓第三定律知,他蹬地的力的大小

    N

    (2)該問(wèn)中的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程可分為四個(gè)階段:第一階段是下落高度為1.0m的自由下落階段;第二階段是減速時(shí)間為0.25S的勻減速至停下的緩沖階段(此階段人腿彎曲,重心下降);第三階段是用力蹬地使身體由彎曲站直的勻加速上升階段(此階段重心升高的高度與第二階段重心下降的高度相等);第四個(gè)階段是離地后豎直向上的勻減運(yùn)動(dòng)階段,上升高度為0.5m。

    第一階段下落1.0m的末速度m/s

    第二階段重心下降的高度=m

    第三、四階段交界時(shí)刻的速度m/s m/s

    從而可計(jì)算出在第三階段中身體重心上升的加速度

    設(shè)地面對(duì)該同學(xué)的支持力為,由牛頓第二定律有

    解得NN

    由牛頓第二定律知,該同學(xué)蹬地的作用力的大小N

    【答案】(1)N   (2)N

     


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