高考物理二轮复习 专题三 牛顿运动定律对对练(含解析)-人教版高三全册物理试题.docx
《高考物理二轮复习 专题三 牛顿运动定律对对练(含解析)-人教版高三全册物理试题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理二轮复习 专题三 牛顿运动定律对对练(含解析)-人教版高三全册物理试题.docx(43页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、牛顿运动定律2020年高考必备2015年2016年2017年2018年2019年卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷考点一牛顿运动定律的理解1820考点二两类动力学问题202024151920考点三牛顿运动定律的综合应用252525212524、25考点四实验:验证牛顿第二定律2322考点一牛顿运动定律的理解命题角度1(储备)应用牛顿第三定律转换研究对象【典题】重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作,当运动员竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为,则()A.当=60时,运动员单手对地面的正压力大小为G2B.当=120时,运动员单手对地面的正压力大小为GC.当不同时,运动
2、员受到的合力不同D.当不同时,运动员与地面之间的相互作用力不相等答案A解析以运动员为研究对象,受到重力和地面对两只手的支持力,运动员处于静止状态,每只手受到的支持力大小都等于12G,和夹角无关,根据牛顿第三定律可知,运动员单手对地面的正压力大小为12G,A正确,B错误;运动员受到的合力始终为零,C错误;由牛顿第三定律知两物体间的相互作用力大小永远相等,D错误.转换研究对象的解题方法如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,即利用牛顿第三定律转换研究对象,转换研究对象后所求的力与待求力是“等大”的,因此问题得以巧妙地解决.如求压力时可先求支持力;在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.
3、命题角度2加速度与力的关系高考真题体验对方向1.(多选)(2016全国18)一质点做匀速直线运动.现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变答案BC解析匀速直线运动的质点加一恒力后,合力即该恒力,质点做匀变速运动,根据牛顿第二定律F=ma,可知C选项正确;由加速度定义式a=vt可知单位时间内速度的变化量总是不变,速率的变化量不一定相等,选项D错误;质点的速度方向不一定与该恒力的方向相同,选项A错误;某一时刻恒力方向
4、与速度方向垂直时,速度方向立即改变,而恒力方向不会改变,所以速度方向不可能总是与该恒力的方向垂直,选项B正确.2.(多选)(2016全国20)如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为FN,则() A.a=2(mgR-W)mRB.a=2mgR-WmRC.FN=3mgR-2WRD.FN=2(mgR-W)R答案AC解析质点P由静止滑到最低点过程由动能定理得mgR-W=12mv2在最低点时有a=v2R联立解得a
5、=2(mgR-W)mR,由牛顿第二定律得FN-mg=mv2R联立解得FN=3mgR-2WR,所以选项A、C正确,B、D错误.合力、加速度、速度之间的关系判定(1)不管速度是大还是小,只要合力不为零,物体一定有加速度.(2)a=vt是加速度的定义式,a与v、t无必然联系;a=Fm是加速度的决定式,aF,a1m,加速度的方向一定与合力的方向相同.(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动.典题演练提能刷高分1.如图所示,小明将叠放在一起的A、B两本书抛给小强,已知A的质量为m,重力加速度为g,两本书在空中不翻转,不计空气阻力,则A、B在空中运动时()A.A的加速度等于gB
6、.B的加速度大于gC.A对B的压力等于mgD.A对B的压力大于mg答案A解析A、B在空中运动时,A、B处于完全失重状态,A、B之间没有作用力,A、B的加速度均为重力加速度,故A正确,BCD错误.2.在向右匀速运动的小车内,用细绳a和b系住一个小球,绳a处于斜向上的方向,拉力为Fa,绳b处于水平方向,拉力为Fb,如图所示.现让小车向右做匀减速运动,此时小球相对于车厢的位置仍保持不变,则两根细绳的拉力变化情况是()A.Fa变大,Fb不变B.Fa变小,Fb变小C.Fa不变,Fb变大D.Fa不变,Fb变小答案C解析小车向右做匀减速运动时,小球相对于车厢的位置仍保持不变,故对小球受力分析可知,Fa的竖直
7、分量大小仍等于mg,Fa不变,Fa的水平分量也不变,而加速度水平向左,故Fb变大,C正确.3.如图所示,小车在水平地面上向右做匀速直线运动,车内A、B两物体叠放在一起,因前方有障碍物,为避免相撞,小车刹车制动,在小车整个运动的过程中,A、B两物体始终保持相对静止且随小车一起运动,则下列说法正确的是()A.在小车匀速运动过程中,A、B两物体间存在摩擦力B.在小车匀速运动过程中,B物体相对小车有向右运动的趋势C.在小车刹车制动过程中,A相对B一定有沿斜面向上运动的趋势D.在小车刹车制动过程中,A、B两物体间一定存在着沿斜面方向上的摩擦力答案A解析小车匀速运动时,A、B处于平衡状态,B相对小车无运动
8、趋势,且由受力分析可知,A、B两物体间一定存在摩擦力,故A对,B错;小车刹车制动过程中由于加速度大小未知,A、B间相对运动趋势方向不能确定,所以C、D错误.命题角度3(储备)牛顿第二定律瞬时性的理解【典题】(多选)如图所示,质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为3 kg的物体B用细线悬挂并恰好与A物体相互接触.g取10 m/s2.某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间()A.弹簧的弹力大小为30 NB.物体B的加速度大小为10 m/s2C.物体A的加速度大小为6 m/s2D.物体A对物体B的支持力大小为12 N答案CD解析弹簧的弹力大小不会瞬间变化,故剪断细线的瞬间,弹力大小不变,仍为
9、20 N,A错误;A、B有共同加速度,a=GA+GB-FxmA+mB=20+30-205 m/s2=6 m/s2,B错误,C正确;以B为研究对象,mBg-FN=mBa,FN=mB(g-a)=34 N=12 N,D正确.瞬时问题的分析方法(1)分析物体的瞬时问题,关键是弄清瞬时前后的受力情况和运动状态的变化情况,正确分析该时刻的受力,然后再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.(2)分析此类问题应特别注意绳或线类、弹簧或橡皮绳类模型的特点.轻绳、轻杆或接触面不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间;轻弹簧、轻橡皮绳两端同时连接(或附着)有物体的弹簧或橡皮绳,
10、特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.典题演练提能刷高分1.如图所示,质量为m的小球被非弹性绳A和B系住,其中B绳水平,下列说法正确的是()A.平衡时水平绳的拉力为mgsin B.剪断水平绳,斜绳的拉力不变C.剪断水平绳,小球的加速度为gsin D.剪断斜绳,小球的加速度为gtan 答案C解析对小球受力分析,平衡时水平绳的拉力为mgtan ,A错误;平衡时斜绳的拉力为mgcos,剪断水平绳,斜绳的拉力为mgcos ,B错误;剪断水平绳,小球的加速度为a=mgsinm=gsin ,C正确;剪断斜绳,小球只受重力,小球的加速度为g,故D错误.2.
11、如图所示,水平面上放有三个木块A、B、C,质量均为m=1 kg,A、C与地面间的接触面光滑,B与地面间的动摩擦因数=0.1,A、B之间用轻弹簧相连,B、C之间用轻绳相连.现在给C一个水平向右的大小为4 N的拉力F,使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动.某一时刻撤去拉力F,则撤去力F的瞬间,轻绳中的张力FT为(重力加速度g取10 m/s2)()A.0B.1 NC.2 ND.3 N答案B解析在拉力作用下对整体由牛顿第二定律可得F-mg=3ma解得a=1 m/s2.弹簧上的弹力不能瞬间变化,设弹力大小为F,对A由牛顿第二定律可得F=ma=11 N=1 N当撤去外力后,把B、C作
12、为整体由牛顿第二定律可知F+mg=2ma解得a=1 m/s2,方向向左.对C受力分析由牛顿第二定律可得F=ma=1 N,故B正确.3.(多选)如图所示,一辆平板小车静止在光滑水平面上,车上固定由正六边形的三边构成的槽型容器ABCD,光滑小球静止在容器内且与AB、BC和CD边都接触.现使小车以加速度a向左做匀加速直线运动.g为重力加速度.则()A.若AB和CD边对小球的作用力都为零,则a=3gB.若AB和CD边对小球的作用力都为零,则a=33gC.若AB边对小球的作用力为零,则BC和CD边对球的作用力大小相等D.若AB边对小球的作用力为零,则BC和CD边对球的作用力大小之差为一定值答案AD解析当
13、AB、CD边对小球的作用力都为零时,对小球进行受力分析可知,a=mgtan60m=3g,A正确,B错误;当AB边对小球的作用力为零时,对小球进行受力分析可知,竖直方向上FBCcos 60-FCDcos 60=mg,故D正确,C错误.4.(多选)如图所示,在动摩擦因数=0.2的水平面上有一个质量m=1 kg的小球,小球一端与水平轻弹簧相连,另一端与竖直方向成=45角的不可伸长的轻绳相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间(g取10 m/s2).下列说法中正确的是()A.小球受力个数不变B.小球立即向左运动,且a=8 m/s2C.小球立即向左运动,且a=10 m/
14、s2D.若剪断的是弹簧,则剪断瞬间小球加速度为零答案BD解析在剪断轻绳前,小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡状态,根据共点力平衡得,弹簧的弹力F=mgtan 45=101 N=10 N,弹簧处于伸长状态.剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力仍然为10 N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用,小球的受力个数发生改变,故A错误;剪断轻绳时,小球所受的最大静摩擦力为Ff=mg=0.210 N=2 N,根据牛顿第二定律得,小球的加速度为a=F-Ffm=10-21 m/s2=8 m/s2.合力方向向左,所以向左运动,故B正确,C错误.若剪断弹簧,则在剪断的瞬间,轻绳对小球的拉力瞬间为零,
15、此时小球受重力和支持力作用,所受的合力为零,则小球的加速度为零,故D正确.考点二两类动力学问题命题角度1已知运动(受力)求受力(运动)高考真题体验对方向1.(多选)(2019全国20)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出()A.木板的质量为1 kgB.2 s4 s内,力F的大小为0.4 NC.02
16、 s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2答案AB解析对物块受力分析可知,细绳对物块的拉力f等于木板与物块间的摩擦力.由题图(b)可知,滑动摩擦力Ff=0.2 N,设木板质量为m木,对木板:45 s内的加速度a2=vt=-0.21 m/s2=-0.2 m/s2,-Ff=m木a2,可求得m木=1 kg,A正确.对木板:24 s内,F-Ff=m木a1,a1=0.2 m/s2,求得F=0.4 N,B正确.对木板:02 s,拉力F与静摩擦力Ff静平衡,F=Ff静=kt,C错误.物块质量未知,无法求正压力,无法求动摩擦因数,D错误.2.(2018全国15)如图,轻弹簧的下端固定在水
17、平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态.现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动.以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是()答案A解析选物块P为研究对象进行受力分析,根据牛顿第二定律F+FN-mg=ma,系统原处于静止状态,则F0=ma,F由开始随x增加,FN变小,F变大,选项A正确.3.(2017全国24)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑
18、向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.答案(1)v02-v122gs0(2)s1(v1+v0)22s02解析(1)设冰球的质量为m,冰球与冰面之间的动摩擦因数为,由动能定理得-mgs0=12mv12-12mv02解得=v02-v122gs0(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小.设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为
19、a1和a2,所用的时间为t,由运动学公式得v02-v12=2a1s0v0-v1=a1ts1=12a2t2联立式得a2=s1(v1+v0)22s02极值问题的处理方法(1)从加速度a入手,全面分析物体的受力情况、运动情况.(2)应用“极限分析法”或“假设法”分析可能的临界点及特点.(3)分析动态变化或最值现象要用图解法或解析式法.简单问题应用“图解法”.复杂问题应用“函数解析式法”,先写出相关方程式,然后应用数学变换写出待求量的函数解析式,再依据函数的变化特点,判定其动态变化趋势及可能的最值.应用相关规律及推论处理相关问题.典题演练提能刷高分1.高空滑索是勇敢者的运动.如图所示一个人用轻绳通过轻
20、质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动(设钢索是直的),下滑过程中到达图中A位置时轻绳与竖直线有夹角,到达图中B位置时轻绳竖直向下.不计空气阻力,下列说法正确的是()A.在A位置时,人的加速度可能为零B.在A位置时,钢索对轻环的作用力小于人的重力C.在B位置时,钢索对轻环的摩擦力为零D.若轻环在B位置突然被卡住,则此时轻绳对人的拉力等于人的重力答案B解析在A位置,人受重力和绳的拉力,合力不为零,加速度不为零,A错误;在A位置轻绳与竖直线有夹角,因为绳索有摩擦,故夹角小于直角,以人和轻环整体分析,受到重力mg、钢索的作用力F,如图,由几何关系可知,钢索对轻环的作用力小于人的重力,B正确;在B位置以轻
21、环为研究对象,轻环的合力为零,轻环受到拉力、支持力和摩擦力,C错误;若轻环在B位置突然被卡住,人将做圆周运动,拉力和重力的合力提供向心力,故拉力大于重力,D错误.2.如图所示,1996年在地球上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验.可以简化为如下模型:在绕地球做匀速圆周运动的飞船内,质量m1=30 kg的物体A与待测质量的物体B通过轻绳连接,放置在动摩擦因数=0.05的足够长的水平桌面上,在F=9 N恒力作用下一起在桌面上从静止开始运动,7 s时间内A物体向前运动了4.9 m,以下说法正确的是()A.B物体质量为15 kgB.B物体质量为60 kgC.加速度为0.5 m/s2D.加速度
22、为0.3 m/s2答案A解析对A分析,物体A从静止开始运动,在7 s内运动了4.9 m,故根据x=12at2可得a=0.2 m/s2;对A、B两物体组成的系统整体分析,因为整体随飞船绕地球做圆周运动,所以处于完全失重状态,即整体与桌面间的压力为零,所以整体在水平方向上受到拉力F作用,故由牛顿第二定律可得F=(m1+m2)a,解得m2=15 kg,A正确.3.如图所示,从竖直面上大圆的最高点A,引出两条不同的光滑轨道AB和AC,端点都在大圆上.相同物体由静止开始,从A点分别沿两条轨道滑到底端,则下列说法中正确的是()A.物体到达底端的速度大小都相等B.物体重力的冲量都相同C.物体沿AB运动所用的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考物理二轮复习 专题三 牛顿运动定律对对练含解析-人教版高三全册物理试题 高考 物理 二轮 复习 专题 牛顿 运动 定律 对对 解析 人教版高三全册 物理试题
限制150内