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1、新課標(biāo)2013年高考物理考前十天回歸教材三
(牛頓運(yùn)動定律)
一、選擇題(本題共10小題,每題4分,共40分.有的小題只有一個選項(xiàng)正確,有的小題有多個選項(xiàng)正確,把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi))
圖1
1.如圖1所示,木塊放在表面光滑的小車上并隨小車一起沿桌面向左做勻速直線運(yùn)動.當(dāng)小車遇障礙物而突然停止運(yùn)動時,車上的木塊將( )
A.立即停下來
B.立即向前倒下
C.立即向后倒下
D.仍繼續(xù)向左做勻速直線運(yùn)動
解析:木塊原來隨小車一起向左運(yùn)動,當(dāng)小車突然停止時,木塊在水平方向上沒有受到外力的作用,根據(jù)牛頓第一定律,木塊將繼續(xù)向左做勻速直線運(yùn)動.正確選項(xiàng)為D.
答案
2、:D
2.一個鉛球和一個皮球相互擠壓的時候,以下敘述正確的是( )
A.鉛球?qū)ζで虻膲毫Υ笥谄で驅(qū)︺U球的壓力
B.鉛球的形變小于皮球的形變
C.皮球?qū)︺U球的壓力和鉛球?qū)ζで虻膲毫σ欢ㄍ瑫r產(chǎn)生
D.鉛球?qū)ζで虻膲毫εc皮球?qū)︺U球的壓力是一對平衡力
解析:作用力和反作用力的關(guān)系總是大小相等、方向相反,作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān).要掌握作用力與反作用力和平衡力的區(qū)別.
答案:BC
3.某物體做直線運(yùn)動的v-t圖象如圖2(a)所示,據(jù)此判斷圖2(b)(F表示物體所受合力,t表示物體運(yùn)動的時間)四個選項(xiàng)中正確的是( )
圖2
解析:由題圖2(a)可知前兩秒物體做
3、初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,所以前兩秒受力恒定,2 s~4 s沿正方向做勻減速直線運(yùn)動,所以受力為負(fù),且恒定,4 s~6 s沿負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動,所以受力為負(fù),恒定,6 s~8 s沿負(fù)方向做勻減速直線運(yùn)動,所以受力為正,恒定,綜上分析,B正確.
答案:B
4.用恒力作用于質(zhì)量為m1的物體,使物體產(chǎn)生的加速度大小為a1,該力作用于質(zhì)量為m2的物體時,物體產(chǎn)生的加速度大小為a2;若將該恒力作用于(m1+m2)質(zhì)量的物體時,產(chǎn)生的加速度大小為( )
A.a(chǎn)1+a2 B.a(chǎn)1-a2
C. D.
解析:由牛頓第二定律,有
對m1,F(xiàn)=m1a1①
對m2,F(xiàn)=m2a
4、2②
對m1+m2,F(xiàn)=(m1+m2)a③
解得a=,D對.
答案:D
5.一箱蘋果在傾角為θ的斜面上勻速下滑,已知箱子與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,在下滑過程中處于箱子中間的質(zhì)量為m的蘋果受到其他蘋果對它的作用力大小和方向?yàn)?
( )
A.mgsinθ 沿斜面向下
B.mgcosθ 垂直斜面向上
C.mg 豎直向上
D.mg 沿斜面向上
解析:蘋果處于平衡狀態(tài),由平衡條件,有FN=mg,方向豎直向上,C正確.
答案:C
6.如圖3所示,有兩個相同材料物體組成的連接體在斜面上運(yùn)動,當(dāng)作用力F一定時,m2所受繩的拉力( )
圖3
A.與θ有關(guān)
B.與斜面動摩擦因數(shù)
5、有關(guān)
C.與系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)
D.FT=,僅與兩物體質(zhì)量有關(guān)
解析:只要m1、m2與斜面間的動摩擦因數(shù)相同,對整體和隔離m2利用牛頓第二定律可求得FT=F,答案D.
答案:D
7.如圖4,一個盛水的容器底部有一小孔.靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水,假設(shè)容器在下述幾種運(yùn)動過程中始終保持平動,且忽略空氣阻力,則( )
圖4
A.容器自由下落時,小孔向下漏水
B.將容器豎直向上拋出,容器向上運(yùn)動時,小孔向下漏水;容器向下運(yùn)動時,小孔不向下漏水
C.將容器水平拋出,容器在運(yùn)動中小孔向下漏水
D.將容器斜向上拋出,容器在運(yùn)動中小孔不向下漏水
解析:容器拋出后,容器及其中的
6、水均做加速度為g的勻變速運(yùn)動,容器中的水處于失重狀態(tài),水對容器的壓強(qiáng)為零,無論如何拋出,水都不會流出.故D項(xiàng)正確.
答案:D
圖5
8.如圖5中a、b是兩個位于固定斜面上的正方形物塊,它們的質(zhì)量相等.F是沿水平方向作用于a上的外力.已知a、b的接觸面,a、b與斜面的接觸面都是光滑的.正確的說法是( )
A.a(chǎn)、b一定沿斜面向上運(yùn)動
B.a(chǎn)對b的作用力沿水平方向
C.a(chǎn)、b對斜面的正壓力相等
D.a(chǎn)受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力
解析:因F>0,但大小未知,故a、b是向上還是向下運(yùn)動難以確定,故A錯.分析a、b的受力情況可知B、C錯誤.因接觸面均
7、光滑,且a、b質(zhì)量相等,無論F多大(方向向右),a、b都有共同的加速度,故a、b受到相同的合外力,無論哪個方向.故D正確.
答案:D
9.(2012·徐州模擬)物體A、B、C均靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC,與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C,所得加速度a與拉力F的關(guān)系如圖6所示,A、B兩直線平行,則以下關(guān)系
圖6
正確的是( )
A.mA
8、象中,圖線的斜率等于質(zhì)量的倒數(shù),由圖可以得出圖線A、B的斜率相同,大于圖線C的斜率,即:mA=mB
9、律和運(yùn)動學(xué)知識綜合列式求解的能力;上升的過程由牛頓第二定律得:mg+f=ma1,由運(yùn)動學(xué)知識得:v02=2a1h,聯(lián)立解得:h=.下落的過程中由牛頓第二定律得:
mg-f=ma2,由運(yùn)動學(xué)知識得:v2=2a2h,將a2和h代入可得:
v=v0,故A正確.
答案:A
第Ⅱ卷(非選擇題,共60分)
二、填空題(本題共2小題,每題8分,共16分)
11.同打點(diǎn)計時器一樣,光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖7甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.
圖7
現(xiàn)利用圖乙所示裝置研究滑塊的運(yùn)動
10、情況,圖中MN是水平桌面,Q是木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器沒有畫出,讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10-2 s和2.0×10-2 s.用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d,卡尺示數(shù)如圖丙所示.
(1)讀出滑塊的寬度d=________ cm.
(2)滑塊通過光電門1的速度v1=______ m/s,滑塊通過光電門2的速度v2=______ m/s.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)若提供一把米尺,測出兩個光電門之間的距離1 m,則滑塊運(yùn)動的加速度為________.
解析:(1)游標(biāo)卡尺是2
11、0分度的,其精確度為0.05 mm,故讀數(shù)以mm為單位是:
50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm=5.015 cm.
(2)v1==1.0 m/s;v2==2.5 m/s.
(3)由v22-v12=2a·L得:a=2.625 m/s2.
答案:(1)5.015 (2)1.0 2.5 (3)2.625 m/s2
12.(2011·重慶理綜)某同學(xué)設(shè)計了如圖8所示的裝置,利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼,滑塊質(zhì)量為M,滑塊上砝碼總質(zhì)量為m′,托盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m.實(shí)驗(yàn)中,滑塊在水平軌
12、道上從A到B做初速為零的勻加速直線運(yùn)動,重力加速度g取10 m/s2.
圖8
①為測量滑塊的加速度a,須測出它在A、B間運(yùn)動的________與________,計算a的運(yùn)動學(xué)公式是________;
②根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得到a與m的關(guān)系為:
a=m-μg
他想通過多次改變m,測出相應(yīng)的a值,并利用上式來計算μ.若要求a是m的一次函數(shù),必須使上式中的________保持不變,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于________;
③實(shí)驗(yàn)得到a與m的關(guān)系如圖9所示,由此可知
μ=________(取兩位有效數(shù)字).
圖9
解析:①在初速度為零的勻加速直線運(yùn)動中共有s、t、
13、a、v四個常用量.欲測加速度a則必須測出s、t、v中的任意兩個,但是速度v不容易直接測量,故須測出位移s和時間t,再根據(jù)a=求a.
②把a(bǔ)=m-μg與一次函數(shù)y=kx+b相對應(yīng),當(dāng)與k相對應(yīng)的為定值時,即m′+m保持不變時,a是m的一次函數(shù).實(shí)驗(yàn)時只需將砝碼從托盤中取出并置于滑塊上即可達(dá)到目的.
答案:①位移 時間 a=
②m′+m 滑塊上
③0.23(0.21~0.25)
三、計算題(本題共4小題,13、14題各10分,15、16題各12分,共44分,計算時必須有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
圖10
13.固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角,在桿上套有一個光
14、滑小環(huán),小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動,推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖11所示,取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)小環(huán)的質(zhì)量m;
(2)細(xì)桿與地面間的傾角α.
圖11
解析:(1)0~2 s內(nèi)F1-mgsinα=ma①
由題圖知a=0.5 m/s2
2 s后F2=mgsinα②
由①②得F1-F2=ma,
所以m= kg=1 kg.
(2)由②式得α=30°.
答案:(1)1 kg (2)30°
14.質(zhì)量為10 kg的物體在F=200 N的水平推力作用下,從粗糙斜面的底端由靜止開始沿斜面運(yùn)動,斜面固定不動,與水平地面的夾角θ=37°.力F作用2
15、秒鐘后撤去,物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25秒鐘后,速度減為零.求:物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ和物體的總位移x.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)
解析:物體上滑的整個過程分為兩部分,設(shè)施加外力F的過程中物體的加速度為a1,撤去力F的瞬間物體的速度為v,撤去力F后物體上滑的加速度大小為a2,由牛頓第二定律得
a1=
a2=
物體在外力F作用下上滑t1=2 s,v=a1t1
撤去外力F后上滑時間t2=1.25 s,0=v-a2t2
由以上各式可求得μ=0.25,a1=5 m/s2,a2=8 m/s2
由x=a1t12+a2t22得x=16.25 m
16、.
答案:μ=0.25 x=16.25 m
圖12
15.如圖12所示,傳送帶與地面夾角θ=37°,從A→B長度為16 m,傳送帶以10 m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A無初速度地放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5.求物體從A運(yùn)動到B所需時間是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解析:物體的運(yùn)動分為兩個過程:第一個過程是在物體速度等于傳送帶速度之前,物體做勻加速直線運(yùn)動;第二個過程是物體速度等于傳送帶速度以后的運(yùn)動情況,其中速度剛好相同時的點(diǎn)是一個轉(zhuǎn)折點(diǎn),此后的運(yùn)動情況要看mgsinθ與所受的最大靜摩擦力的關(guān)系.若μ
17、,則繼續(xù)向下加速;若μ≥tanθ,則將隨傳送帶一起勻速運(yùn)動.分析清楚了受力情況與運(yùn)動情況,再利用相應(yīng)規(guī)律求解即可.本題中最大靜摩擦力等于滑動摩擦力大小.
物體放在傳送帶上后,開始階段,由于傳送帶的速度大于物體的速度,傳送帶給物體一沿傳送帶向下的滑動摩擦力Ff,物體受力情況如圖13甲所示,物體由靜止加速,由牛頓第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,得
a1=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2=10 m/s2
物體加速至與傳送帶速度相等需要的時間
t1== s=1 s,t1時間內(nèi)位移x=a1t12=5 m
由于μ
18、大于傳送帶速度時,傳送帶給物體一沿傳送帶向上的滑動摩擦力Ff.此時物體受力情況如圖13乙所示,由牛頓第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,得a2=2 m/s2
設(shè)后一階段物體滑至底端所用的時間為t2,由
L-x=vt2+a2t22解得
t2=1 s,t2=-11 s(舍去)
所以物體由A→B的時間
t=t1+t2=2 s.
答案:2 s
16.如圖14所示,質(zhì)量為M的木板,靜止放置在粗糙水平地面上,有一個質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以某一水平初速度從左端沖上木板.從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過程中,物塊和木板的v-t圖象分別如圖中的折線acd和bcd所示,a
19、、b、c、d點(diǎn)的坐標(biāo)為a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).根據(jù)v-t圖象,求:
圖14
(1)物塊沖上木板做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a1,木板開始做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小a2,達(dá)相同速度后一起勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a3;
(2)物塊質(zhì)量m與木板質(zhì)量M之比;
(3)物塊相對木板滑行的距離Δx.
解析:(1)由v-t圖象可求出物塊沖上木板做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a1= m/s2=1.5 m/s2,木板開始做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小a2= m/s2=1 m/s2,達(dá)到同速后一起勻減速運(yùn)動的加速度大小a3= m/s2=0.5 m/s2.
(2)對物塊m沖上木板減速階段:μ1mg=ma1
對木板M向前加速階段:μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2,
物塊和木板達(dá)到共同速度后向前減速階段:
μ2(m+M)g=(M+m)a3
以上三式聯(lián)立可得:=.
(3)由v-t圖可以看出,物塊相對于木板滑行的距離Δx對應(yīng)圖中△abc的面積,故Δx=10×4× m=20 m.
答案:(1)1.5 m/s2 1 m/s2 0.5 m/s2
(2)3:2 (3)20 m