高考物理试题分项解析专题03牛顿运动定律第02期.docx

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高考物理试题分项解析专题03牛顿运动定律第02期

专题3牛顿运动定律

一．选择题

1.（2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图甲所示，一块质量为mA=2kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m

/s2。

则下列说法正确的是

A.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6

B.木板与地面之间的动摩擦因数为0.1

C.F的大小可能为9N

D.F的大小与板长L有关

【参考答案】BD

【命题意图】本题考查对速度----时间图像的理解、叠加体受力分析、牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的运用。

【方法归纳】对于速度图像给出解题信息问题，从速度图像的斜率得出加速度，由速度图像面积得出位移。

对于叠加体问题，采用隔离法分析受力，利用牛顿运动定律列方程解答。

2.（2019广东惠州第三次调研）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是

【参考答案】D

【命题意图】本题考查传送带、牛顿运动定律、速度图像及其相关知识点。

【方法归纳】物体在倾斜传送带上运动，要注意当物体速度小于传送带速度时，滑动摩擦力是动力，大于传送带速度时，滑动摩擦力是阻力。

3.绰号“威龙”的第五代制空战机歼－20具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，歼－20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度。

假设某次垂直飞行测试实验中，歼－20加速达到50m/s后离地，而后开始竖直向上飞行试验。

该飞机在10s内匀加速到3060km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5km。

假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的0.2。

已知该歼－20质量为20吨，声速为340m/s，忽略战机因油耗等导致质量的变化。

则下列说法正确的是（　　）

A．本次飞行测试的匀速阶段运行时间为2

6.5s

B．加速阶段系统的推力为1.84×106N

C．加速阶段时飞行员有晕厥可能

D．飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25km

【参考答案】B

二．计算题

1.（10分）（2019天津部分学校期末联考）一小滑块以10m/s的初速度沿倾角为θ=37°的固定斜面上滑。

已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，设斜面足够长。

（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0，8）求：

（1）物体上滑的最大位移;

（2）物体回到出发点时的速度。

【名师解析】（10分）：

（1）根据牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma11分

解得a1=gsinθ+μgcosθ1分

代入数据得a1=10

m/s21分

根据速度位移公式v02=2as

1分

解得s=

代入数据得s=5.0m1分

（2）根据牛顿第二定律，下滑的加速度为mgsinθ-μmgcosθ=ma21分

解得a2=gsinθ-μgcosθ1分

代入数据得a2=2m/s21分

根据速度位移公式

1分

解得

代入数据得v

1分

2.（12分）（2019四川绵阳二诊）

如图所示，长L=2.5m、高h=0.2m的长方体物块P静止在光滑的水平地面上，可视为质点的质量m=1kg的小滑块Q在物块P的上表面左端静止，物块P和滑块Q之间的动摩擦因数μ=0.2。

现给滑块Q一个水平向右的瞬时速度vo=4m/s，经时间t=1s，

刚好从物块P的右端飞出，取g=10m/s2，求：

（1）物块P的质量M；

（2）滑块Q第一次着地时，与物块P右端的水平距离。

（2）在滑块Q飞离物块P的瞬间，设物块P的速度为vP，滑块Q的速度为vQ，滑块Q经过时间t´第一次着地，与物块P右端的水平距离为

，则

（1分）

（1分）

（1分）

解得

，

，

（2分）

解得

（1分）

3．（9分）如图14所示，一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104N，小轿车的质量为2t，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）。

求：

图14

（1）小轿车行驶至斜坡底端时的速度；

（2）为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？

（轿车在行驶过程中不采用刹车装置）

（2）在水平地面上加速时F2－μmg＝ma2

代入数据得a2＝2m/s2

关闭油门后减速μmg＝ma3，

代入数据得a3＝5m/s2

设关闭油门时轿车的速度为v2，有

＋

＝x2

得v2＝20m/s，t＝

＝5s

即在水平地面上加速的时间不能超过5s。

4（15分）（2019广东惠州第三次调研）为拍摄鸟类活动，摄影师用轻绳将质量为m=2.0kg的摄影机跨过树枝，悬挂于离地面H=8.5m高的B点，绳子另一端连着质量M=4kg的沙袋，并将沙袋控制在地面上的A点，某时刻，沙袋突然失控，当沙袋水平滑动到较长的斜坡底端C时，摄影机下落到距地面上方h=5.0m高的D点，斜坡倾角为370，此时细绳与斜面平行，最终摄影机恰好没有撞击地面，已知沙袋与斜面间的动摩擦因数为

=0.175，不计细绳与树枝

间的摩擦，g取10m/s2；求（不计C处的能量损失，sin370=0.6，cos370=0.8）

（1）从D点开始下落的过程中，摄影机做什么运动？

（2）摄像机在D点时的速度大小；

（3）摄影机下落全过程中，沙袋及摄影机组成的系统克服摩擦阻力所做的功

【命题意图】本题以摄影机下落为情景，考查牛顿运动定律、功能关系及其相关知识点，意在考查建模能力，运动和力的观念，利用功能关系分析解决问题的能力。

5.（2019浙江质检）

（9分）如图所示,是某中学在某次火灾逃生演练现场中,体重为60kg的逃生者从离地面18m高处,利用缓降器材由静止开始匀加速下滑,当速度达到6m/s时,以大小为2.5m/s2加速度减速,到达地面时速度恰好为零。

假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面,不计空气阻力（g取10m/s2）,求:

（1）减速下滑过程的位移;

（2）减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小;

（3）到达地面整个过程的时间。

【参考答案】

（1）7.2m　

（2）750N　（3）6.0s

6.（9分）（2019浙江质检）如图所示为能垂直起降的遥控无人机,当按上升键后,无人机从地面由静止开始竖直上升,当放开上升键后,无人机立即失去升力,当无人机速度减小到零时,无人机

又自动恢复升力与重力平衡,使无人机悬浮在空中。

某次试飞时,小明按上升键6s,无人机一共飞行7s后悬浮在离地42m高空。

若无人机质量为3kg,无人机加速上升时提供的升力和所受阻力大小均不变。

求:

（1）无人机在飞行过程中的最大速率;

（2）无人机所受阻力Ff的大小;

（3）无人机在上升过程中升力F的大小。

【参考答案】

（1）12m/s　

（2）6N　（3）42N

【名师解析】

（1）飞行器飞行时间为t=7s,设其最大速率vm,则

H=

vmt

vm=

=12m

/s

（2）飞行器减速飞行时间为t2=1s,设其减速时加速度大小为a2

vm=a2t2　a2=12m/s2　mg+Ff=ma2

Ff=6N

（3）飞行器加速飞行时间为t1=6s,设其加速时加速度大小为a1

vm=a1t1　a1=2m/s2　F-mg-Ff=ma1

F=42N

7．（2019四川天府大联考）2018年国庆前夕，某市启动“机动车文明礼让斑马线”，交警部门为样板斑马线配上了新型电子警察。

头一个月，查处违规机动车近3000辆次，“逼迫”各位驾驶员学会“文明礼让”。

一辆质量为2.0×103kg的汽车，以54km/h速度沿迎泽大街的平直道路匀速行驶，距斑马线还有30m远的距离时，发现有行人通过斑马线，经过0.5s的反应时间，汽车制动开始做匀减速运动，恰好在斑马线前停住。

重力加速度g=10m/s2。

（1）不考虑制动过程中汽车的牵引力作用，求汽车制动过程中所受的运动阻力大小；

（2）若汽车正常行驶时所受阻力为车重的0.05倍，要使汽车从静止开始匀加速经10s时间使速度重新达到54km/h，求牵引力的大小。

（2）设汽车从静止开始经10s时

间使速度重新达到54km/h速度的过程中的加速度大小为a2，牵引力大小为F，由牛顿第二定律，

F-f=ma2，f=0.05mg，

由匀变速直线运动规律，v0=

a2t加，t加=10s，

联立解得：

F=4.0×103N。

【名师点评】机动车文明礼让斑马线是社会文明的标志，高考命题将追踪社会热点，倡导文明社会，提高每个公民的文明素养。

该题“机动车文明礼让斑马线”切入，考查匀变速直线运动规律和牛顿运动定律，可能成为2019高考

命题重点。

8.（2019江苏海安质检）我国交通法规规定：

黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向以v0=15m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到黄灯闪烁，经过3.0秒黄灯提示后将再转为红灯．

（1）若甲车在黄灯开始闪烁时紧急刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来，求刹车时甲车到停车线的距离；

（2）若甲车紧急刹车时产生的加速度大小分别为a1=5m/s2，当甲车司机看到黄灯开始闪烁时车头距警戒线L=30m，要避免闯红灯，他的反应时间△t1不能超过多少？

（3）满足第

（2）问的条件下，若乙车司机的反应时间△t2=0.4s，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车，已知乙车紧急刹车时产生的加速度大小为a2=6m/s2。

为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车刹车前的距离x0至少多大？

【名师解析】.

（1）由L1=

t，代入数据得L1=22.5m。

（2）由v02=2ax，解得刹车距离x=22.5m，

由L-x=v0△t1，解得：

△t1=0.5s

【名师点评】遵守交通规则，是每个公民的素养的体现，也是高考命题的素材之一。

此题以路口不闯红灯为情景，考查匀变速直线运动规律，高考命题还可以变化条件，例如将已知条件刹车加速度改做汽车制动力，第（3）问已知甲、乙两车刹车前的距离x0，求乙车紧急刹车的最小加速度等。

9.（2019浙江协作校联考）如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速

器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成。

发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降绳索等安全着陆。

如图乙所示，是某中学在某次火灾逃生演练现场中，体重为60kg的逃生者从离地面18m高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，当速度达到6m/s时，以大小为2.5m/s2加速度减速，到达地面时速度恰好为零。

假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面，不计空气阻力（g=10m/s2），求：

（1）减速下滑过程的位移；

（2）减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小；

（3）到达地面整个过程的时间.

（3）加速过程时间t2

=3.6s

减速过程时间t1

=2.4s

t总=t1+t2=6.0s

10.（2019四川天府大联考）如图是高层建筑配备的救生缓降器，由调速器、安全带、安全钩、钢丝绳等组成，是供普通家庭和个人使用的自救器材。

发生火灾时，使用者先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，从窗户缓缓降到地面。

在一次消防演练中，演习者被困在公寓的第24层楼的房间内，通过救生缓降器进行自救，开始下滑的位置离地面72m，

要求他离地面高6.lm后，要以1m/s的速度匀速着地。

演习者调节调速器先加速下滑一段时间后再减速下滑，刚好按要求到达地面。

已知演习者的质量为60kg，．加速时加速度最大可达到6

m/s2，减速时加速度最大允许值为5m/s2，g=l0m/s2。

要求演习者以最短时间滑到地面。

忽略空气阻力。

求：

（1）演习者加速下滑通过的距离；

（2）整个过程中，演习者克服钢丝绳拉力所做的功。

【名师解析】.

（1）当演习者以最大加速度加速和减速时，所用时间最短。

设演习者加速下滑过程中加速度为a1，位移为x1，末速度为v1，减速下滑过程中加速度是a2，位移为x2，末速度为v2，开始下滑的位置离地面高度为

H，最后匀速下滑距离为h。

a1=6m/s2，a2=5m/s2，v2=1m/s，H=72m，h=6.1m。

则

，

，

解得x2=35.9m，x1=30m.