高考浙江版高考物理 专题三 牛顿运动定律.docx

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高考浙江版高考物理专题三牛顿运动定律

专题三牛顿运动定律

挖命题

【考情探究】

考点

考向

5年考情

预测热度

考题示例

考试要求

关联考点

素养要素

牛顿运

动定律

牛顿第一定律

2018.04选考,1,3分

c

科学推理

物理学史

★★★☆☆

牛顿第二定律

2018.06学考,14,2分

2015.10选考,19,9分

2016.04选考,19,9分

2016.10选考,19,9分

2017.04选考,19,9分

c

匀变速直线

运动规律

运动与相互作用观念

★★★☆☆

力学单位制

2018.04选考,3,3分

2017.11选考,2,3分

2015.10选考,1,3分

2017.04选考,1,3分

2017.11选考,2,3分

b

能量、电磁

学物理量

解释意识

★★★★☆

牛顿第三定律

2016.04选考,19,9分

2018.06学考,3,2分

c

受力分析

运动与相互作用观念

★★★☆☆

牛顿运

动定律

的应用

牛顿运动定律应用

2018.06学考,22,7分

2018.04选考,19,9分

2015.10选考,19,9分

2016.04选考,19,9分

2016.10选考,19,9分

d

匀变速直线运动规律、动能定理

模型建构、运动与相互作用观念

★★★★☆

共点力平衡条件及应用

2015.10选考,11,3分

2015.10选考,13,3分

c

库仑力

科学推理

★★★★☆

超重与失重

2018.04选考,8,3分2017.04选考,12,3分

B

匀变速直线运动

解释意识

★★☆☆☆

分析解读　1.牛顿运动定律是经典物理学中最基本、最重要的规律,是力学知识的基础。

复习时应从物理意义角度重新对概念、现象进行认识和理解,多加熟悉理想斜面实验、牛顿第一定律、加速度和力的关系、运动和力的关系、超重失重问题等。

2.牛顿运动定律属于力学主干内容,涉及方法、思想较多。

多以选择题和计算题的形式考查牛顿运动定律。

【真题典例】

破考点

【考点集训】

考点一　牛顿运动定律

1.（2018浙江6月学考,13,2分）通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是（　　）

A.亚里士多德B.伽利略

C.笛卡尔D.牛顿

答案　B

2.（2018浙江4月选考,3,3分）用国际单位制的基本单位表示能量的单位,下列正确的是（　　）

A.kg·m2/s2　B.kg·m/s2　C.N/mD.N·m

答案　A　

3.（2018浙江6月学考,14,2分）雨滴在1.5km左右的高空形成并开始下落,落到地面的速度一般不超过8m/s。

若雨滴沿直线下落,则其下落过程（　　）

A.做自由落体运动

B.加速度逐渐增大

C.总时间约为17s

D.加速度小于重力加速度

答案　D　

4.[2018浙江杭州地区（含周边）重点中学期末,5]如图所示是一支旅行用的牙膏,该牙膏的外壳是由薄铝皮做的,根据你的知识和生活经验,判断下列说法正确的是（　　）

A.该牙膏外壳被挤压后发生的形变为弹性形变

B.牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的弹力作用

C.挤牙膏时手对牙膏壳的作用力大小等于牙膏壳对手的作用力大小

D.挤牙膏时手对牙膏壳的作用力小于牙膏壳对手的作用力

答案　C

5.（2017浙江台州模拟,6）电视剧《芈月传》中秦武王举鼎而死。

在秦武王举鼎过程中（　　）

A.秦武王举鼎的力小于鼎对他的压力

B.秦武王举鼎的力大小等于鼎对他的压力大小

C.秦武王受到的重力的反作用力是地面对他的支持力

D.秦武王举鼎的力和他受到的重力是一对作用力和反作用力

答案　B

6.（2017浙江台州模拟,7）在行车过程中遇到紧急刹车,乘员可能会由于惯性而受到伤害。

为此新交通法规定行车过程中必须系安全带。

假设某次急刹车过程中,由于安全带作用,使质量为60kg的乘员在3s内速度由108km/h降到0,此过程中安全带对乘员的作用力约为（　　）

A.200NB.400NC.600ND.800N

答案　C

7.（2017浙江名校协作,19）在卫生大扫除中,某同学用拖把拖地,沿推杆方向对拖把施加推力F,如图所示,此时推力与水平方向的夹角为θ,且拖把刚好做匀速直线运动。

从某时刻开始保持力F的大小不变,减小F与水平方向的夹角θ,则（　　）

A.拖把将做减速运动

B.拖把继续做匀速运动

C.地面对拖把的支持力FN变小,地面对拖把的摩擦力Ff变小

D.地面对拖把的支持力FN变大,地面对拖把的摩擦力Ff变大

答案　C

8.（2019届浙江金丽衢十二校联考,19）在学校为“高三加油”的微视频拍摄中采用无人机悬停在离地高80m处拍摄,已知该无人机的质量为1.4kg,最大升力为22.4N,最大上升速度为

6m/s,最大上升的加速度为2m/s2。

由于操作失误,拍摄过程中无人机突然停机,操作人员用时4s完成重新启动,空气阻力大小恒定,g取10m/s2求:

（1）上升过程加速到最大速度至少需要的时间;

（2）空气阻力大小;

（3）重新启动时,无人机的速度大小。

答案　

（1）3s　

（2）5.6N　（3）24m/s

9.（2018浙江温州六校联盟高三期末,19）有一种公交电车站,车站站台的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图甲所示,这样既可以节能又可以节省停车所需的时间。

为简化问题,现设两边倾斜部分AB段和CD段均为直轨道,长度均为L=200m,水平部分BC段长度也为L=200m、站台的高度h未知,如图乙所示,各段道路交接处均为圆滑连接。

一长度可忽略的电车自站台左前方以v0=72km/h的速度驶向站台,为了节能,司机在未到站时即关闭电车电源,经过时间t1=100s后到达A点,接着冲上了倾斜轨道,到达站台上的B点时速度为vB=18km/h,此时司机还需启动刹车系统,使得电车最终正好停在了BC段的中点。

已知电车在各段轨道上所受摩擦力（不含刹车时所增加的阻力）及空气阻力均可认为等于其自身总重量的0.01,刹车过程所增加的阻力可看作恒力,忽略电车经过各道路交接处的能量损失及可能腾空对研究问题的影响,g取10m/s2求:

（1）电车到达A点时的速度大小vA;

（2）电车从站台B点到最终停止所需的时间t;

（3）该电车站台的高度h。

答案　

（1）10m/s　

（2）40s　（3）1.75m

考点二　牛顿运动定律的应用

1.（2019届浙江台州一模,5）在足球赛前经常看到运动员会表演颠球。

如图所示是运动员用头颠球,将球竖直顶向空中,并等其落下,则足球（　　）

A.上升过程中受到重力和顶力

B.上升过程中处于失重状态

C.下落过程中处于超重状态

D.上升至最高处时处于平衡状态

答案　B

2.（2018浙江4月选考,8,3分）如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。

下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是（　　）

答案　C

3.（2018浙江金华一中高一段考,10）如图,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg,弹簧秤读数为2N,滑轮摩擦不计。

若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减少到0.3kg时,将会出现的情况是（　　）（g=10m/s2）

A.弹簧秤的读数将变小

B.A仍静止不动

C.A对桌面的摩擦力不变

D.A所受的合力将要变大

答案　B

4.（2019届浙江教育绿色评价联盟,19）随着科技的发展,我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离。

如图所示,航空母舰的水平跑道总长l=180m,其中电磁弹射区的长度l1=80m,在该区域安装有直线电机,该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力F牵。

一架质量m=2.0×104kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N。

假设飞机在跑道所受阻力大小恒为飞机重力的0.2,离舰起飞的速度v=40m/s。

设航空母舰始终处于静止状态,飞机可看做质量恒定的质点。

求:

（1）飞机在非电磁弹射区域的加速度大小;

（2）飞机在电磁弹射区末的速度大小;

（3）电磁弹射器的牵引力F牵的大小。

答案　

（1）4.0m/s2　

（2）20

m/s　（3）2×104N

5.（2018浙江6月学考,22,7分）某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征,使用质量m=0.05kg的流线形人形模型进行模拟实验。

实验时让模型从h=0.8m高处自由下落进入水中,假设模型入水后受到大小恒为f=0.3N的阻力和F=1.0N的恒定浮力,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时受到的阻力,试求模型:

（1）落到水面时速度v的大小;

（2）在水中能到达的最大深度H;

（3）从开始下落到返回水面所需时间t。

答案　

（1）4m/s　

（2）0.5m　（3）1.15s

6.（2018浙江温州普通高中选考适应性测试）陕西汉中天坑群是全球较大的天坑群地质遗迹,如图是镇巴三元圈子崖天坑,最大深度约300m,在某次勘察中,一质量为60kg的探险队员利用竖直方向的探险绳从坑沿滑到坑底。

若队员先从静止开始做匀加速直线运动,下滑20s时速度达到5m/s,然后以此速度匀速运动45s,最后匀减速运动到达坑底速度恰好为零。

整个下行过程中探险绳始终处于竖直,探险队员视为质点。

求:

（g=10m/s2）

（1）匀加速阶段的加速度大小a1及匀加速下降的高度h1;

（2）匀减速下降时探险绳对探险队员的摩擦力大小;

（3）探险队员整个下落过程的平均速度大小。

答案　

（1）0.25m/s2　50m　

（2）630N　（3）4m/s

炼技法

【方法集训】

方法1　应用牛顿运动定律解决多过程问题

1.（2018浙江嘉兴一中期中）在寒冷的冬天,路面很容易结冰,在冰雪路面上汽车一定要低速行驶。

在冰雪覆盖的路面上,车辆遇紧急情况刹车时,车轮会抱死而“打滑”。

如图所示,假设某汽车以12m/s的速度行驶至一个斜坡的顶端A时,突然发现坡底前方有一位行人正

2m/s的速度做同向匀速运动,司机立即刹车,但因冰雪路面太滑,汽车仍沿斜坡滑行。

已知斜坡高AB=5m,长AC=13m,司机刹车时行人距坡底C点的距离CE=33m,从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面的动摩擦因数为0.2。

假设汽车经过A、C点时,速度大小保持不变。

求:

（1）汽车沿斜坡滑下的加速度大小;

（2）汽车刚运动到C点时,行人相对于C点的位移大小;

（3）试分析此种情况下,行人是否有危险?

如果有,请通过计算说明。

答案　

（1）2m/s2　

（2）35m　（3）见解析

解析　（3）汽车在水平冰雪路面上的加速度大小μmg=ma2

汽车在水平路面上减速至v=v人=2m/s时滑动的位移

x1=

=48m

　　经历的时间t2=

=6s

人发生的位移x2=v人（t1+t2）=14m

因x1-x2=34m>33m,故行人有危险,应抓紧避让。

2.游乐场中的跳楼机可以让游客体验到刺激的超重和失重。

某跳楼机最大高度为103m,游戏过程为卡座从塔顶开始自由下落,在某一高度改为减速下降至离地3m时速度接近为0,由于普通人竖直方向承受减速下降的加速度不能超过4g,取g=10m/s2,则在下降过程中:

（1）游客对卡座的最大压力是其体重的多少倍?

（2）游客能体验到的最长失重时间为多长?

（3）下落速度最大时的前两秒内与后两秒内的位移之比是多少?

答案　

（1）5倍　

（2）4s　（3）3∶1

方法2　传送带问题的分析技巧

1.（2017浙江宁波镇海中学模拟）（多选）如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回到光滑水平面上,这时速率为v2',则下列说法正确的是（　　）

A.若v1

B.若v1>v2,则v2'=v2

C.不管v2多大,总有v2'=v2

D.只有v1=v2,才有v2'=v1

答案　AB　

2.（2018浙江义乌群星学校月考）如图所示,传送带的倾角θ=37°,从A到B的长度为LAB=16m,传送带以v0=10m/s的速度逆时针转动。

在传送带上端无初速度地放一个质量为m=0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少?

（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2）

答案　2s

方法3　瞬时问题的分析方法

1.（2018浙江宁波北仑中学期中）如图所示,光滑水平面上,A、B两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,A、B共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬间A和B的加速度大小为a1和a2,则（　　）

A.a1=0,a2=0

B.a1=a,a2=

a

C.a1=

a,a2=

a

D.a1=a,a2=

a

答案　D　

2.（2017浙江嘉兴模拟）如图所示,在倾角为θ=30°的光滑固定斜面上,物块A、B质量分别为m和2m,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起,但A、B之间无弹力,已知重力加速度为g,某时刻将细线剪断,则剪断细线的瞬间,下列说法正确的是（　　）

A.物块B的加速度为

B.物块A、B之间的弹力为

C.弹簧的弹力为

D.物块A的加速度为

答案　D　

方法4　连接体问题的分析方法

1.（2018浙江东阳中学月考）如图所示,质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上,P、Q接触面的倾角为θ,现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左做匀加速直线运动,下列说法正确的是（　　）

A.木块Q对地面的压力小于2mg

B.若Q与地面间的动摩擦因数为μ,则μ=

C.若P、Q之间光滑,则加速度a=gtanθ

D.地面与Q间的滑动摩擦力随推力F的增大而增大

答案　C

2.（2017浙江宁波联合统测）如图所示,50个大小相同、质量均为m的小物块,在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上运动,已知斜面足够长,倾角为30°,各物块与斜面间的动摩擦因数相同,重力加速度为g,则第3个小物块对第2个小物块的作用力大小为（　　）

A.

F

B.

F

C.24mg+

D.因为动摩擦因数未知,所以不能确定

答案　B

方法5　临界问题

1.（2017浙江嘉兴一中单元测试）如图所示,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　A　

2.（2018浙江东阳中学月考）如图,自然长度为L0、劲度系数为k的轻弹簧,其一端固定于倾角为45°的光滑斜面体的顶端P处,另一端拴一质量为m的小球。

（1）当斜面体以多大的加速度向左加速运动时,球对斜面体的压力为零?

（2）当斜面体以a=2g的加速度向左加速运动时,轻弹簧的长度为多少?

答案　

（1）g　

（2）L0+

过专题

【五年高考】

A组自主命题·浙江卷题组

1.（2017浙江4月学考,1）下列物理量及对应的国际单位制单位符号,正确的是（　　）

A.力,kgB.功率,J

C.电场强度,C/ND.电压,V

答案　D　

2.（2016浙江10月选考,2,3分）下列均属于国际制基本单位的是（　　）

A.m、N、JB.m、kg、JC.m、kg、sD.kg、m/s、N

答案　C

2.（2015浙江1月学考,10）如图所示,小文同学在电梯中体验加速上升和加速下降的过程,这两个过程（　　）

A.都是超重过程

B.都是失重过程

C.加速上升是失重过程,加速下降是超重过程

D.加速上升是超重过程,加速下降是失重过程

答案　D　

4.（2014浙江7月学考,8）如图是火箭加速上升时的照片,此时喷出气体对火箭作用力的大小（　　）

A.等于火箭的重力

B.等于火箭对喷出气体的作用力

C.小于火箭对喷出气体的作用力

D.大于火箭对喷出气体的作用力

答案　B

5.（2014浙江1月学考,7）“嫦娥三号”于2013年12月14号21时11分在月球上成功着陆,圆了中华民族千年登月梦,也激起了我们对月球的浓厚兴趣。

如图是“玉兔号”月球车从着陆器上行驶到月面的场景。

已知月球表面没有大气,月球表面重力加速度大约是地球的

则（　　）

A.在月球上人能跳得比地球上更高

B.在月球上硬币比羽毛下落得更快

C.月球车在月球上和地球上受到的重力是一样的

D.月球车在月球上的惯性小于在地球上的惯性

答案　A　

6.（2018浙江4月选考,19,9分）可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。

如图所示,有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=8s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。

若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。

求:

（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小;

（2）企鹅在冰面滑动的加速度大小;

（3）企鹅退滑到出发点时的速度大小。

（计算结果可用根式表示）

答案　

（1）16m　

（2）见解析　（3）2

m/s

解析　

（2）在企鹅卧倒以后将经历两个运动过程,第一个过程是从卧倒到运动至最高点,第二个过程是从最高点滑到出发点,两个过程根据牛顿第二定律分别有

mgsin37°+μmgcos37°=ma1

mgsin37°-μmgcos37°=ma2

代入数据解得a1=8m/s2,a2=4m/s2

7.（2017浙江4月选考,19,9分）游船从某码头沿直线行驶到湖对岸,小明对游船运动过程进行观测,记录数据如表。

运动过程

运动时间

运动状态

匀加速运动

0~40s

初速度v0=0;末速度v=4.2m/s

匀速运动

40~640s

v=4.2m/s

匀减速运动

640~720s

靠岸时的速度vt=0.2m/s

（1）求游船匀加速运动过程中加速度大小a1及位移大小x1;

（2）若游船和游客的总质量M=8000kg,求游船匀减速运动过程中所受的合力大小F;

　　（3）求游船在整个行驶过程中的平均速度大小。

答案　见解析

解析　

（1）a1=

=

m/s2=0.105m/s2

x1=

Δt1=2.1×40m=84m

（2）a2=

=

m/s2=0.05m/s2

F=Ma2=400N

（3）x2=v·Δt2=4.2×600m=2520m

x3=

·Δt3=176m

x=x1+x2+x3=2780m

故

=

≈3.86m/s

8.（2016浙江10月选考,19,9分）在某段平直的铁路上,一列以324km/h高速行驶的列车某时刻开始匀减速行驶,5min后恰好停在某车站,并在该站停留4min,随后匀加速驶离车站,经8.1km后恢复到原速324km/h。

（1）求列车减速时的加速度大小;

（2）若该列车总质量为8.0×105kg,所受阻力恒为车重的0.1,求列车驶离车站加速过程中牵引力的大小;

（3）求列车从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小。

答案　

（1）0.3m/s2　

（2）1.2×106N　（3）30m/s

9.（2016浙江4月选考,19,9分）如图是上海中心大厦,小明乘坐大厦快速电梯,从底层到达第119层观光平台仅用时55s。

若电梯先以加速度a1做匀加速运动,达到最大速度18m/s,然后以最大速度匀速运动,最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。

假定观光平台高度为549m。

（g=10m/s2）

（1）若电梯经过20s匀加速达到最大速度,求加速度a1及上升高度h;

（2）在

（1）问中的匀加速上升过程中,若小明的质量为60kg,求小明对电梯地板的压力;

（3）求电梯匀速运动的时间。

答案　

（1）0.9m/s2　180m　

（2）654N,方向竖直向下　（3）6s

B组统一命题·省（区、市）卷题组

1.（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沿图中的（　　）

A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向

答案　D　

2.（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0~5s,5~10s,10~15s内F的大小分别为F1、F2和F3,则（　　）

A.F1F3

C.F1>F3D.F1=F3

答案　A　

3.（2016课标Ⅱ,19,6分）（多选）两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量。

两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。

若它们下落相同的距离,则（　　）

A.甲球用的时间比乙球长

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

答案　BD　

4.（2016江苏单科,9,4分）（多选）如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。

若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中（　　）

A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左

B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等

C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大

D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面

答案　BD　

5.（2015重庆理综,3,6分）高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h（可视为自由落体运动）。

此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（　　）

A.

+mgB.

-mg

C.

+mgD.

-mg

答案　A　

6.（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Δl1和Δl2,重力加速度大小为g。

在剪断的瞬间,（　　）

A.a1=3gB.a1=0

C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2

答案　AC

7.（2015课标Ⅱ,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Q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,则这列车厢的节数可能为（　　）

A.8B.10C.15D.18

答