最新-2018届“步步高”高考物理大二轮复习练习(人教版)：专题过关三力与物体的曲线运动 精品

专题一力与物体的平衡受力分析(限时：45分钟)一、单项选择题1．某驾培中心训练场有一段圆弧形坡道如图1所示，将同一辆车分别停放在a点和b点．下述分析和比较正确的是( )图1A．车在a点受坡道的支持力大于在b点受到的支持力B．车在a点受坡道的摩擦力大于在b点受到的摩擦力C．车在a点受到的合外力大于在b点受到的合外力D．车在a点受到重力的下滑分力大于在b点受到重力的下滑分力2．光滑的挡板竖直固定在倾角为θ的斜面上，一质量为m的半球形均匀物体靠着挡板放上后，处于静止状态，如图2所示．关于对半球形物体的受力分析错误的是( )图2A．可能受三个力：重力、斜面对物体的支持力和摩擦力B．可能受四个力：重力、挡板对物体的支持力、斜面对物体的支持力和摩擦力C．可能受三个力：重力、挡板对物体的支持力、斜面对物体的支持力D．如果斜面也光滑，挡板的支持力大小一定是mg sin θ3．如图3所示，倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧一端系在质量为m的小球上，另一端固定在墙上的P点，小球在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为60°，则弹簧的形变量大小为( )图3A.mgk B.3mg 2k C.3mg 3kD.3mg k4．L 型木板P (上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q 相连，如图4所示．若P 、Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P 的受力个数为( )图4A ．6B ．5C ．4D ．35．物块M 在静止的传送带上匀速下滑时，若传送带突然转动且转动的方向如图5中箭头所示，则传送带转动后( )图5A ．M 将减速下落B ．M 仍匀速下滑C ．M 受到的摩擦力变小D ．M 受到的摩擦力变大6．如图6所示，水平桌面光滑，A 、B 物体间的动摩擦因数为μ(可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，A 物体质量为2m ，B 和C 物体的质量均为m ，滑轮光滑，砝码盘中可以任意加减砝码．在保持A 、B 、C 三个物体相对静止且共同向左运动的情况下，B 、C 间绳子所能达到的最大拉力是( )图6A.12μmgB ．μmgC ．2μmgD ．3μmg7．如图7所示，一个轻质光滑的滑轮(半径很小)跨在轻绳ABC 上，滑轮下挂一个重为G 的物体．今在滑轮上加一个水平拉力F ，使其向右平移到绳BC 部分处于竖直、AB 部分与天花板的夹角为60°的静止状态，则此时水平拉力F 的大小为( )图7A ．(2－3)GB ．(2＋3)GC ．(3－1)GD ．(3＋1)G8．如图8所示，光滑斜面倾角为30°，轻绳一端通过两个滑轮与A 相连，另一端固定于天花板上，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量．已知物块A 的质量为m ，连接A 的轻绳与斜面平行，挂上物块B 后，滑轮两边轻绳的夹角为90°，A 、B 恰保持静止，则物块B 的质量为( )图8A.22m B.2m C ．mD ．2m9．(2012·江苏·5)如图9所示，一夹子夹住木块，在力F 作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m 、M ，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f ，若木块不滑动，力F 的最大值 是( )图9A.2fm ＋M MB.2f m ＋M mC.2f m ＋M M －(m ＋M )g D.2f m ＋M m＋(m ＋M )g二、双项选择题10．如图10所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下可以改变与水平面间的倾角θ，用以卸下车厢中的货物．下列说法正确的是( )图10A ．当货物相对车厢静止时，随着θ角的增大货物与车厢间的摩擦力增大B ．当货物相对车厢静止时，随着θ角的增大货物与车厢间的弹力增大C ．当货物相对车厢加速下滑时，地面对汽车有向右的摩擦力D ．当货物相对车厢加速下滑时，汽车对地面的压力小于货物和汽车的总重力 11．如图11所示，质量为M 、半径为R 的半球形物体A 放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m 、半径为r 的光滑球B .以下说法正确的有( )图11A ．A 对地面的压力等于(M ＋m )gB ．A 对地面的摩擦力方向向左C ．B 对A 的压力大小为R ＋rRmgD ．细线对小球的拉力大小为rRmg12．如图12所示，物块A 放在直角三角形斜面体B 上面，B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A 、B 静止．现用力F 沿斜面向上推A ，但A 、B 并未运动．下列说法正确的是( )图12A ．A 、B 之间的摩擦力可能大小不变 B ．A 、B 之间的摩擦力一定变小C ．B 与墙之间可能没有摩擦力D ．弹簧弹力一定不变13．南方某地发生泥石流灾害，一辆挖掘机在抗险救灾过程中，刚好将一大石块抵在竖直崖壁上保持静止，如图13所示，下列说法正确的是( )图13A．此时石块受的力可能是三个也可能是四个B．挖掘机斜向上支撑力越大，崖壁对石块的摩擦力越大C．挖掘机支撑力适当减小方向不变，可将石块缓缓放下来D．挖掘机支撑力逐渐增大方向不变，一定可使石块沿崖壁向上运动14．如图14所示，上表面粗糙的半圆柱体放在水平面上，小物块从半圆柱体上的A点，在外力F作用下沿圆弧向下滑到B点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态，小物块运动的速率不变，则( )图14A．半圆柱体对小物块的支持力逐渐变大B．半圆柱体对小物块的摩擦力变大C．外力F变大D．小物块所受的合外力大小不变15．如图15所示，一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)．现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一角度．此过程中斜面体与物体A仍然静止，则下列说法正确的是( )图15A．在缓慢拉开B的过程中，水平力不变B．斜面体所受地面的支持力一定不变C．斜面对物体A的作用力一定变大D．斜面体所受地面的摩擦力一定变大答案1．A 2．D 3．A 4．B 5．B 6．B 7．A 8．A 9．A 10．AD 11．AC 12．AD13．AC 14．CD 15．BD。

2018年高考物理《步步高》（全国通用•含答案及详细解析）一轮微专题复习题（10套“微专题”题+1套章末综合练习题，共11套题）第二章牛顿运动定律1．考点及要求：(1)牛顿运动定律(Ⅱ)；(2)牛顿运动定律的应用(Ⅱ).2.方法与技巧：作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关”．三同：同大小、同变化、同消失．三异：异体、异向、异效．三无关：与物体的种类无关、与物体的状态无关，与是否与其他物体相互作用无关．1．(对惯性的理解)(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是() A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动2．(对牛顿第一定律的研究)伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图1中a、b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是() 图1 A．图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C．图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D．图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持3．(对牛顿第三定律的理解)牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第一和第二定律形成了完整的牛顿力学体系．下列关于作用力和反作用力的说法正确的是() A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等始终大小相等4．(牛顿第三定律在受力分析中的应用)电视台体育频道讲解棋局节目中棋盘竖直放置，棋盘由磁石做成，棋子都可视为被磁石吸引的小磁体，若某棋子静止，则() A．棋盘面可选足够光滑的材料．棋盘面可选足够光滑的材料B．棋盘对棋子的作用力比棋子对棋盘的作用力大．棋盘对棋子的作用力比棋子对棋盘的作用力大C．棋盘对棋子的作用力比棋子的重力大．棋盘对棋子的作用力比棋子的重力大D．若棋盘对棋子的磁力越大，则对其摩擦力也越大．若棋盘对棋子的磁力越大，则对其摩擦力也越大5．一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，再改做减速运动，则下列说法中正确的是() A．加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力．加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力B．减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力．减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力C．只有匀速前进时，绳子拉物体的力才与物体拉绳子的力大小相等．只有匀速前进时，绳子拉物体的力才与物体拉绳子的力大小相等D．不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等．不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等6．伽利略利用如图2所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后运动至右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.对比三次实验结果，可直接得到的结论是() 图2 A．如果斜面光滑，小球可以上升到比O′点更高的位置′点更高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．小球受到斜面的阻力越小，其上升的位置越高．小球受到斜面的阻力越小，其上升的位置越高D．自由落体运动是匀变速直线运动．自由落体运动是匀变速直线运动7.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的总质量为M ，环的质量为m ，如图3所示，已知环沿杆匀加速下滑时，杆对环的摩擦力大小为f ，则此时箱对地面的压力大小为多少？则此时箱对地面的压力大小为多少？图3 答案解析1．AD [物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，则A 项正确．没有力的作用，物体可能保持匀速直线运动状态或静止状态，则B 错．行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的向心力作用，其运动状态是不断变化的，则C 错．D 项符合惯性定义，是正确的．]2．B [图a 是先在倾角较小的斜面上进行实验，“冲淡”重力，使时间测量更容易，A 项错误，B 项正确；完全没有摩擦阻力的斜面并不存在，C 项错；图b 中实验通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，D 项错．]3．D [由牛顿第三定律可知，作用力和反作用力同时产生，同时消失，选项A 错误；压力和支持力作用在两个不同的物体上，而平衡力是作用在同一个物体上，选项B 错误；作用力与反作用力等大反向，故人对车的作用力等于车对人的作用力，选项C 错误；物体对地面的摩擦力大小等于地面对物体的摩擦力，选项D 正确．]4．C [根据竖直方向上二力平衡知：f 静＝G ，则G 应不超过最大静摩擦力，有f 静<f m ＝μF N ，F N 一定，要使棋子不滑下，应增大最大静摩擦力，为此应增大μ，棋盘面应选取较粗糙的材料，故A 错误；棋盘对棋子的作用力与棋子对棋盘的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反．故B 错误；棋盘对棋子的摩擦力与重力大小相等，棋盘对棋子的作用力是支持力与摩擦力的合力，所以比棋子的重力大，故C 正确；棋盘对棋子的静摩擦力与棋子的重力平衡，棋盘对棋子的磁力增大，摩擦力大小不变，故D 错误．]5．D [绳子拉物体的力与物体拉绳子的力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，与物体的运动状态和作用效果无关，与物体的运动状态和作用效果无关，加速前进、加速前进、匀速前进或减速前进时，匀速前进或减速前进时，绳子拉物体的力都绳子拉物体的力都等于物体拉绳子的力，故A 、B 、C 错误，D 正确．]6．C [在此实验中，若斜面光滑，只有重力做功，机械能守恒，小球最高只能上升到O ′位置，A 项错误．此实验说明小球受到的阻力越小，机械能损失越少，上升的位置越高，但不能直接说明小球不受力时，它将一直保持匀速运动或静止状态，更不能直接说明自由落体运动是匀变速直线运动，所以C项正确，B、D两项错误．]7．f＋Mg解析箱子在竖直方向上受力情况如图所示，其受重力Mg、地面对它的支持力F N及环对它的摩擦力f′，由牛顿第三定律知f′＝f. 由于箱子处于平衡状态，可得：F N＝f′＋Mg＝f＋Mg. 根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的弹力大小，则F N′＝F N＝f＋Mg. 1．考点及要求：(1)牛顿运动定律(Ⅱ)；(2)牛顿运动定律的应用(Ⅱ).2.方法与技巧：(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理；(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．1．(弹簧模型)如图1所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态．现将木块C迅速移开，若重力加速度为g，则在木块C移开的瞬间() 图1 A．木块B对水平面的压力迅速变为2mgB．弹簧的弹力大小为mgC．木块A的加速度大小为2gD．弹簧的弹性势能立即减小．弹簧的弹性势能立即减小2．(杆模型)如图2所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为() 图2 A.233g B．0 C．g D.33g3. 3. ((多选)如图3所示，A、B两物块质量均为m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触，此时轻弹簧的伸长量为x，现将悬绳剪断，则下列说法正确的是() 图3 A．悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为2gB．悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为gC．悬绳剪断后A物块向下运动距离2x时速度最大时速度最大D．悬绳剪断后A物块向下运动距离x时加速度最小时加速度最小4.如图4所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端连接一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起．当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为( ) 图4 A ．gB.M －m m g C ．0 D.M ＋m m g5．(多选)如图5所示，弹簧p 和细绳q 的上端固定在天花板上，下端用小钩钩住质量为m的小球C ，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计．静止时p 、q 与竖直方向的夹角均为60°60°..下列判断正确的有( ) 图5 A ．若p 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q 对球的拉力大小为mgB ．若p 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为32g C ．若q 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p 对球的拉力大小为12mgD ．若q 和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g6. (多选多选)如图6所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上，质量m ＝2 kg 的物块与水平轻弹簧相连，物块在与水平方向成θ＝45°角的拉力F 作用下处于静止状态，此时水平面对物块的弹力恰好为零，g 取10 m/s 2，以下说法正确的是( ) 图6 A ．此时轻弹簧的弹力大小为20 N B ．当撤去拉力F 的瞬间，物块的加速度大小为8 m/s 2，方向向左，方向向左C ．若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度大小为8 m/s 2，方向向右，方向向右D ．若剪断弹簧，则剪断的瞬间物块的加速度为0 7.物块A 1和A 2、B 1和B 2质量均为m ，A 1、A 2用刚性轻杆相连，B 1、B 2用轻质弹簧连接，两个装置都放在水平支托物上，处于平衡状态，个装置都放在水平支托物上，处于平衡状态，如图如图7所示．今突然迅速地撤去支托物，让物块下落，在撤去支托物的瞬间，A 1、A 2受到的合力分别为F A 1和F A 2，B 1、B 2受到的合力分别为F B 1和F B 2，则( ) 图7 A ．F A 1＝0，F A 2＝2mg ，FB 1＝0，F B 2＝2mgB ．F A 1＝mg ，F A 2＝mg ，F B 1＝0，F B 2＝2mgC ．F A 1＝0，F A 2＝2mg ，F B 1＝mg ，F B 2＝mgD ．F A 1＝mg ，F A 2＝mg ，F B 1＝mg ，F B 2＝mg答案解析1．C 2．A [撤离木板之前，小球处于三力平衡状态，木板对小球的弹力大小等于233mg .当木板突然撤离的瞬间，木板的弹力消失，突然撤离的瞬间，木板的弹力消失，但小球的重力不变，但小球的重力不变，但小球的重力不变，弹簧的弹力也不变，重力与弹簧的弹簧的弹力也不变，重力与弹簧的弹力的合力大小依旧等于木板对小球的弹力233mg ，根据牛顿第二定律有233mg ＝ma ，得a ＝233g ，选项A 正确．] 3．AC [剪断悬绳前，对B 受力分析，B 受到重力和弹簧的弹力，知弹力F ＝mg ，剪断瞬间，对A 分析，A 的合力为F 合＝mg ＋F ＝2mg ，根据牛顿第二定律，得a ＝2g ，故选项A 正确，B 错误．弹簧开始处于伸长状态，弹簧开始处于伸长状态，弹力弹力F ＝mg ＝kx .当向下压缩，mg ＝F ′＝kx ′时，速度最大，x ′＝x ，所以下降的距离为2x ，选项C 正确，D 错误．]4．D [以框架为研究对象进行受力分析可知，当框架对地面压力为零时，其重力与弹簧对其弹力平衡，即F ＝Mg ，故可知弹簧处于压缩状态，再以小球为研究对象分析受力可知F＋mg ＝ma ，联立可解得，小球的加速度大小为a ＝M ＋m m g ，故选项D 正确．] 5．BD [原来p 、q 对球的拉力大小均为mg .p 和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q 受的力沿法向和切线正交分解，如图甲，得F －mg cos 60°＝m v 2r ＝0，即F ＝12mg ，合力为mg sin 60°＝ma ，故a ＝32g ，选项A 错误，B 正确；q 和球突然脱钩后瞬间，p 的拉力未来得及改变，仍为mg ，因此合力为mg ，如图乙，球的加速度大小为g .故选项C 错误，D 正确．] 6．AB [物块在重力、拉力F 和弹簧的弹力作用下处于静止状态，由平衡条件得kx ＝F cos θ，mg ＝F sin θ，解得弹簧的弹力kx ＝mg tan 45°＝20 20 N N ，故选项A 正确；撤去拉力F 的瞬间，由牛顿第二定律得kx －μmg ＝ma 1，解得a 1＝8 m/s 2，方向向左，故选项B 正确；剪断弹簧的瞬间，弹簧的弹力消失，则F cos θ＝ma 2，解得a 2＝10 m/s 2，方向向右，故选项C 、D 错误．] 7．B [撤去支托物的瞬间，由于轻杆是刚体(认为无形变)，所以弹力马上发生变化，A 1、A 2立即做自由落体运动，轻杆与A 1、A 2间弹力为零，所以F A 1＝F A 2＝mg ；撤去支托物前，由平衡条件知弹簧弹力大小为mg ，撤去支托物的瞬间，弹簧的形变因物块静止的惯性而不能马上改变，弹力仍保持原值，所以B 1受的合力F B 1＝0，B 2受的合力F B 2＝2mg ，故选项B 正确．]1．考点及要求：(1)牛顿运动定律的应用(Ⅱ)；(2)匀变速直线运动的公式(Ⅱ).2.方法与技巧：(1)抓住两个分析：受力分析和运动过程分析；(2)解决动力学问题时对力的处理方法：合成法和正交分解法；(3)求解加速度是解决问题的关键．求解加速度是解决问题的关键．1．(已知运动分析受力)如图1所示，一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，s 1段光滑，s 2段有摩擦，已知s 2＝2s 1，物体到达斜面底端的速度刚好为零，求s 2段的动摩擦因数μ.(g 取10 m/s 2) 图1 2．(已知受力分析运动)如图2所示，在质量为m B ＝30 30 kg kg 的车厢B 内紧靠右壁，放一质量m A ＝20 kg 的小物体A (可视为质点)，对车厢B 施加一水平向右的恒力F ，且F ＝120 N ，使之从静止开始运动．测得车厢B 在最初t ＝2.0 s 内移动s ＝5.0 m ，且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞．车厢与地面间的摩擦忽略不计．车厢壁发生过碰撞．车厢与地面间的摩擦忽略不计．图2 (1)计算B 在2.0 s 的加速度；的加速度；(2)求t ＝2.0 s 末A 的速度大小；的速度大小；(3)求t ＝2.0 s 内A 在B 上滑动的距离．上滑动的距离．3．如图3甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的固定的均匀直细杆与水平方向成θ＝37°角，质量m ＝1 1 kgkg 的小球穿在细杆上且静止于细杆底端O 处，开启送风装置，有水平向右的恒定风力F 作用于小球上，在t 1＝2 s 时刻风停止．小球沿细杆运动的部分v －t 图象如图乙所示，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，忽略浮力．求：，忽略浮力．求：图3 (1)小球在0～2 s 内的加速度a 1和2～5 s 内的加速度a 2；(2)小球与细杆间的动摩擦因数μ和水平风力F 的大小．的大小．4．如图4所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m ＝2 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F ＝36 N ，运动过程中所受空气阻力大小恒为f ＝4 N ．g 取10 m/s 2. 图4 (1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞．求在t ＝5 s 时离地面的高度h . (2)当无人机悬停在距离地面高度H ＝100 m 处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落．求无人机坠落地面时的速度v . (3)在无人机从离地高度H ＝100 m 处坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力．为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 1.答案解析1.32解析 设物体的质量为m ，在s 1段物体做匀加速直线运动，在s 2段物体做匀减速运动，在s 1段由牛顿第二定律得： mg sin θ＝ma 1，解得a 1＝g sin θ＝5 m/s 2 在s 2段：μmg cos θ－mg sin θ＝ma 2，解得a 2＝μg cos θ－g sin θ 设s 1段结束时的速度为v ，根据运动学方程，在s 1段：v 2＝2a 1s 1在s 2段：v 2＝2a 2s 2，又s 2＝2s 1解得：μ＝322．(1)2.5 m /s 2 (2)4.5 m/s (3)0.5 m 解析 (1)设t ＝2.0 s 内车厢的加速度为a B ，由s ＝12a B t 2得 a B ＝2.5 m/s 2(2)对B ，由牛顿第二定律：F －f ＝m B a B ，得f ＝45 N 对A ，据牛顿第二定律得A 的加速度大小为a A ＝2.25 m/s 2所以t ＝2.0 s 末A 的速度大小为：v A ＝a A t ＝4.5 m/s. (3)在t ＝2.0 s 内A 运动的位移为s A ＝12a A t 2＝4.5 m ， A 在B 上滑动的距离Δs ＝s －s A ＝0.5 m. 3．(1)15 m /s 2，方向沿杆向上，方向沿杆向上10 m/s 2，方向沿杆向下，方向沿杆向下 (2)0.5 50 N 解析 (1)取沿细杆向上的方向为正方向，由题图可知，在0～2 s 内，a 1＝Δv 1Δt 1＝15 m/s 2(方向沿杆向上) 在2～5 s 内，a 2＝Δv 2Δt 2＝－10 m/s 2(“－”表示方向沿杆向下)． (2)有风力F 时的上升过程，由牛顿第二定律，有 F cos θ－μ(mg cos θ＋F sin θ)－mg sin θ＝ma 1，停风后的上升阶段，由牛顿第二定律，有－μmg cos θ－mg sin θ＝ma 2， 联立解得μ＝0.5，F ＝50 N. 4．(1)75 m (2)40 m/s (3)535 5 s s 解析 (1)由牛顿第二定律：F －mg －f ＝ma 得a ＝6 m/s 2高度h ＝12at 2 解得h ＝75 m (2)下落过程中mg －f ＝ma 1 a 1＝8 m/s 2落地时v 2＝2a 1H 解得v ＝40 m/s (3)恢复升力后向下减速运动过程F －mg ＋f ＝ma 2 a 2＝10 m/s 2设恢复升力时的速度为v m ，则有v 2m 2a 1＋v 2m2a 2＝H 得v m ＝4053 m/s 由v m ＝a 1t 1 解得t 1＝553 s 1．考点及要求：超重和失重(Ⅰ).2.方法与技巧：(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态；(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．1．(对超重和失重的理解)小明家住十层，他乘电梯从一层直达十层．则下列说法正确的是( ) A ．他始终处于超重状态．他始终处于超重状态B ．他始终处于失重状态．他始终处于失重状态C ．他先后处于超重、平衡、失重状态．他先后处于超重、平衡、失重状态D ．他先后处于失重、平衡、超重状态．他先后处于失重、平衡、超重状态2．(超重和失重的分析)如图1所示，四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将四个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，四个物块运动情况不同，放上A 物块后A 物块匀加速下滑，B 物块获一初速度后匀速下滑，C 物块获一初速度后匀减速下滑，放上D 物块后D 物块静止在斜面上，四个斜面体均保持静止．四种情况下斜面对地面的压力依次为F 1、F 2、F 3、F 4，则它们的大小关系是( ) 图1 A ．F 1＝F 2＝F 3＝F 4B ．F 1>F 2>F 3>F 4C ．F 1<F 2＝F 4<F 3D ．F 1＝F 3<F 2<F 43.在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中，克罗地亚选手弗拉西奇以2.04 m 的成绩获得冠军．弗拉西奇的身高约为1.93 m ，忽略空气阻力，g 取10 m/s 2，如图2所示．则下列说法正确的是( ) 图2 A ．弗拉西奇在下降过程中处于完全失重状态．弗拉西奇在下降过程中处于完全失重状态B ．弗拉西奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态．弗拉西奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态C ．弗拉西奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力．弗拉西奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力D ．弗拉西奇起跳时的初速度大约为3 m/s 4．(多选)2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心成功发射；12月14日21时，“嫦娥三号”到达距月球表面4 4 mm 处，关闭所有发动机，首次实现软着陆.12月15日晚，“嫦娥三号”着陆器和巡视器顺利互拍成像，“嫦娥三号”任务取得圆满成功．则下列说法正确的是( ) A ．发射初期，“嫦娥三号”处于超重状态．发射初期，“嫦娥三号”处于超重状态B ．发射初期，“嫦娥三号”处于失重状态．发射初期，“嫦娥三号”处于失重状态C ．从距月球表面4 m 处到着陆的过程中，“嫦娥三号”处于失重状态处到着陆的过程中，“嫦娥三号”处于失重状态D ．从距月球表面4 m 处到着陆的过程中，“嫦娥三号”处于超重状态处到着陆的过程中，“嫦娥三号”处于超重状态5.如图3所示，物体A 被平行于斜面的细线拴在斜面的上端，整个装置保持静止状态，斜面被固定在台秤上，物体与斜面间无摩擦，被固定在台秤上，物体与斜面间无摩擦，装置稳定后，当细线被烧断，装置稳定后，当细线被烧断，装置稳定后，当细线被烧断，物体下滑时与静止时物体下滑时与静止时比较，台秤的示数( ) 图3 A ．增加．增加B ．减小．减小C ．不变．不变D ．无法确定．无法确定6．如图4所示，质量为M 的木楔ABC 静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m 的物体，以一定的初速度从A 点沿平行斜面的方向推出，物体m 沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列说法中正确的是( ) 图4 A ．地面对木楔的支持力大于(M ＋m )gB ．地面对木楔的支持力小于(M ＋m )gC ．地面对木楔的支持力等于(M ＋m )gD ．地面对木楔的摩擦力为0 7．举重运动员在地面上能举起120 120 kg kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100 100 kg kg 的重物，求升降机运动的加速度；若在以2.5 m /s 2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(取g ＝10 m/s 2) 答案解析1．C [小明乘坐电梯从一层直达十层过程中，一定是先向上加速，再向上匀速，最后向上减速，减速，运动过程中加速度方向最初向上，运动过程中加速度方向最初向上，运动过程中加速度方向最初向上，中间为零，最后向下，因此先后对应的状态应该是中间为零，最后向下，因此先后对应的状态应该是超重、平衡、失重三个状态，C 对．] 2．C [设物块和斜面的总重力为G . A 物块匀加速下滑，加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，存在失重现象，则F 1<G ；B 物块匀速下滑，合力为零，斜面体保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F 2＝G . C 物块匀减速下滑，加速度沿斜面向上，具有竖直向上的分加速度，存在超重现象，则F 3>G ；D 物块静止在斜面上，合力为零，斜面体保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F 4＝G .故有F 1<F 2＝F 4<F 3，故C 正确，A 、B 、D 错误．] 3．A [在上升和下降过程中，弗拉西奇的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，选项A 正确，选项B 错误；弗拉西奇起跳时地面对她的支持力大于她所受的重力，选项C 错误；弗拉西奇在上升的过程中做竖直上抛运动，由运动学公式v 20＝2gh可得初速度v 0＝2gh＝20×(2.04－1.932)m /s≈4.6 m/s ，选项D 错误．] 4．AC [发射初期，“嫦娥三号”加速上升，加速度向上，处于超重状态；从距月球表面4 m 处到着陆的过程中，关闭所有发动机，“嫦娥三号”加速度为重力加速度，处于失重状态，选项A 、C 正确，B 、D 错误．]5．B [细线被烧断物体沿斜面下滑时不受摩擦力，物体A 将加速下滑，则物体A 的加速度沿竖直向下方向的分量不为0，A 处于失重状态，故台秤的示数将减小，选项B 正确．] 6．A [物体m 沿斜面向下做减速运动，加速度方向沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，系统处于超重状态，故A 正确，B 、C 错误；物体加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D 错误．]7．2 m/s 2，方向向上，方向向上160 kg 解析 运动员在地面上能举起m 0＝120 kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力 F ＝m 0g ＝1 200 N. 在运动着的升降机中只能举起m 1＝100 100 kgkg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度，设此加速度为a 1，对重物由牛顿第二定律得F －m 1g ＝m 1a 1，解得a 1＝2 2 m m /s 2.当升降机以a 2＝2.5 m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．设此时运动员能举起的重物质量为m 2，对重物由牛顿第二定律得m 2g －F ＝m 2a 2，解得m 2＝160 kg. 1．考点及要求：(1)图象(Ⅱ)；(2)牛顿运动定律(Ⅱ)；(3)力的合成与分解(Ⅱ).2.方法与技巧：。

2018届“步步高”高考物理大二轮复习练习（人教版）：专题过关二 力与物体的直线运动(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(每小题4分，共40分)1.设物体运动的加速度为a 、速度为v 、位移为x .现有四个不同物体的运动图象如图所示， 物体C 和D 的初速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是()2.质量为1 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2.对物体施加一 个大小变化、方向不变的水平拉力F ，使物体在水平面上运动了3t 0的时间．为使物体在3t 0时间内发生的位移最大，力F 随时间的变化情况应该为下面四个图中的 ()3.如图1所示，水平地面上的物体质量为1 kg ，在水平拉力F ＝2 N 的作 用下从静止开始做匀加速直线运动，前2 s 内物体的位移为3 m ；则物体运动的加速度大小( )A ．3 m/s 2B ．2 m/s 2C ．1.5 m/s 2D ．0.75 m/s 24.如图2所示，水平面上质量为10 kg 的木箱与墙角距离为2358 m ，某人用F ＝125 N 的力，从静止开始推木箱，推力与水平方向成37°角斜向下，木箱与水平面之间的动摩擦因数为0.4.若推力作用一段时间t 后撤去，木箱恰好能到达墙角处，则这段时间t 为(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8， g ＝10 m/s 2)( )A ．3 sB.655 sC.310 70 sD.32 7 s 5.某同学站在观光电梯内随电梯一起经历了下列三种运动：加速上升、匀速上升、减速上 升 (加速度大小a <g )，则下列说法正确的是( )图1图2A．三种运动因为都是上升过程，所以该同学始终处于超重状态B．只有加速上升过程中，该同学处于超重状态C．三种运动因为支持力均做正功，所以该同学机械能均增加D．只有加速上升过程，机械能增加6.为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图3所示，当此车减速上坡时，乘客( )A．处于失重状态B．重力势能增加C．受到向前的摩擦力作用D．所受力的合力沿斜面向上7.汽车B在平直公路上行驶，发现前方沿同方向行驶的汽车A速度较小，为了避免相撞，距A车25 m处B车制动，此后它们的v－t图象如图4所示，则()A．B的加速度大小为3.75 m/s2B．A、B在t＝4 s时的速度相同C．A、B在0～4 s内的位移相同D．A、B两车不会相撞8.如图5甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点．一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图象如图乙所示．则()甲乙图5A．Q2带正电B．a、b两点的电势φa>φbC．a、b两点电场强度E a>E bD．试探电荷从b到a的过程中电势能减小9．如图6所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在电场力和弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是( )图3 图4图610.如图7所示，水平放置的光滑金属长导轨MM ′和NN ′之间接有电阻R ，导轨平面在直 线OO ′左、右两侧的区域分别处在方向相反与轨道平面垂直的匀强磁场中，设左、右区域的磁场的磁感应强度的大小分别为B 1和B 2，一根金属棒ab 垂直放在导轨上并与导轨接触良好，棒和导轨的电阻均不计．金属棒ab 始终在水平向右的恒定拉力F 的作用下，在左边区域中恰好以速度v 0做匀速直线运动，则以下说法中正确的是 ()图7A ．若B 2＝B 1时，棒进入右边区域后先做加速运动，最后以速度v 02做匀速直线运动B ．若B 2＝B 1时，棒进入右边区域后仍以速度v 0做匀速直线运动C ．若B 2＝2B 1时，棒进入右边区域后先做减速运动，最后以速度v 02做匀速直线运动D ．若B 2＝2B 1时，棒进入右边区域后先做加速运动，最后以速度4v 0做匀速直线运动 二、实验题(11题4分，12题8分，13题6分，共18分)11.(4分)在验证牛顿运动定律的实验中，某同学挑选的一条点迹清晰的纸带如图8所示， 已知相邻两个点间的时间间隔为T ，从A 点到B 、C 、D 、E 、F 点的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5(图中未标x 3、x 4、x 5)，则由此可求得打C 点时纸带的速度v C ＝________.图812.(8分)测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图9所示的装置，图中长木板水平 固定．图9(1)实验过程中，电火花计时器应接在________(选填“直流”或“交流”)电源上．调整定滑轮高度，使______________．(2)已知重力加速度为g ，测得木块的质量为M ，砝码盘和砝码的总质量为m ，木块的加速度为a ，则木块与长木板间动摩擦因数μ＝________________. (3)如图10为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x 1＝3.20 cm ，x 2＝4.52 cm ，x 5＝8.42 cm ，x 6＝9.70 cm.则木块加速度大小a ＝图10________ m/s 2(保留两位有效数字)．13.(6分)如图11所示是某同学设计的“探究质量m 一定时，加速度a 与物体所受合力F 间的关系”的实验．图11(a)为实验装置简图，其中A 为小车，B 为打点计时器，C 为装有砂的砂桶，其质量为m C ，D 为一端带有定滑轮的长方形木板，不计空气阻力．图11(1)实验中认为细绳对小车拉力F 等于______________；(2)图11(b)为某次实验得到的纸带的一部分(交流电的频率为50 Hz)，可由图中数据求出小车加速度值为______ m/s 2；(3)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a 与合力F 图线如图11(c)，该图线不通过原点O ，明显超出偶然误差范围，其主要原因可能是实验中没有进行____________的操作步骤．三、解答题(14题14分，15题12分，16题16分，共42分)14.(14分)猎狗能以最大速度v 1＝10 m/s 持续地奔跑，野兔只能以最大速度v 2＝8 m/s 的速 度持续奔跑．一只野兔在离洞窟x 1＝200 m 处的草地上玩耍，被猎狗发现后即以最大速度朝野兔追来．兔子发现猎狗时，与猎狗相距x 2＝60 m ，兔子立即跑向洞窟．设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上，求：野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟． 15.(12分)如图12所示，水平面上放有质量均为m ＝1 kg 的物块A 和B ， A 、B 与地面的动摩擦因数分别为μ1＝0.4和μ2＝0.1，相距l ＝0.75 m ．现给物块A 一初速度使之向B 运动，与此同时给物块B 一个F ＝3 N 水 平向右的力由静止开始运动，经过一段时间A 恰好追上B .g ＝10 m/s 2.求： (1)物块B 运动的加速度大小； (2)物块A 初速度大小；(3)从开始到物块A 追上物块B 的过程中，力F 对物块B 所做的功． 16.(16分)如图13所示，固定于水平面的U 型金属导轨abcd ，电阻不 计，导轨间距L ＝1.0 m ，左端接有电阻R ＝2 Ω.金属杆PQ 的质量m ＝0.2 kg ，电阻r ＝1 Ω，与导轨间动摩擦因数μ＝0.2，滑动时保持与导轨垂直．在水平面上建立xoy 坐标系，x ≥0的空间存在竖直向下的磁场，磁感应强度仅随横坐标x 变化．金属杆受水平恒力F ＝2.4 N 的 作用，从坐标原点开始以初速度v 0＝1.0 m/s 向右做匀加速运动，经t 1＝0.4 s 到达x 1＝0.8 m 处，g 取10 m/s 2.求：(1)磁感应强度B 与坐标x 应满足的关系；图12图13(2)金属杆运动到x 1处，PQ 两点间的电势差；(3)金属杆从开始运动到B ＝32T 处的过程中克服安培力所做的功．答案 1．C 2．D 3．C 4．A 5．BC 6.AB 7．BD 8．B 9．AC 10．B11．v C ＝x 3－x 12T12．(1)交流(1分) 细线与长木板平行(1分，答“细线水平”同样给分) (2)mg －(m ＋M )a Mg (3分) (3)1.3(3分)13．(1)m C g (2)3.0(2.6～3.4) (3)平衡摩擦力 14．4 m/s 215．(1)2 m/s 2 (2)3 m/s (3)0.75 J16．(1)B ＝ 31＋10x (2)2 V (3)1.5 J。

静摩擦系数μ取决于相互接触的两物体表面的材料性质及表面状况.如图，
质量为m的物块静止于斜面上，逐渐增大斜面的倾角θ，直到θ等于某特定
值φ时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，
物块m的平衡方程为FN－Gcos φ＝0，Ffm－Gsin φ＝0.
又Ffm＝μFN， 解得μ＝tan φ， φ称为摩擦角， 只与静摩
的侧面推压木柴的力约为
d A. l F
分析 答案
√
l B.dF
解析
l C.2dF
d D.2lF
d l l ＝ ，得推压木柴的力 F 1＝F2＝ F. F F1 d
题组阶梯突破
7.(多选)生活中拉链在很多衣服上得到应用， 图是衣服上拉链的一部分， 当 我们把拉链拉开的时候， 拉头与拉链接触处呈三角形， 使很难直接分开的拉 链很容易地拉开， 关于其中的物理原理， 以下说法正确的是 答案 A.拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力 B.拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力 √ C.拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个 √ 分力 D.以上说法都不正确
其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小；当两力同向时，
合力最大.
(2)三个共点力的合成.
①最大值：三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3.
②最小值：任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围
之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，
则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和.
深度思考
判断下列说法是否正确.
(1)两个力的合力一定大于任一个分力.( × )
(2)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不能重复分析.( √ )

第1讲 功 功率 动能定理一、功1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功．2．必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移． 3．物理意义：功是能量转化的量度． 4．计算公式(1)恒力F 的方向与位移l 的方向一致时：W ＝Fl .(2)恒力F 的方向与位移l 的方向成某一夹角α时：W ＝Fl cos_α. 5．功的正负(1)当0≤α<π2时，W >0，力对物体做正功．(2)当π2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功．(3)当α＝π2时，W ＝0，力对物体不做功．6．一对作用力与反作用力的功]7.一对平衡力的功一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零． 二、功率1．定义：功与完成这些功所用时间的比值． 2．物理意义：描述力对物体做功的快慢． 3．公式(1)P ＝Wt ，P 为时间t 内物体做功的快慢．(2)P ＝Fv①v 为平均速度，则P 为平均功率． ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率．③当力F 和速度v 不在同一直线上时，可以将力F 分解或者将速度v 分解．深度思考由公式P ＝Fv 得到F 与v 成反比正确吗答案 不正确，在P 一定时，F 与v 成反比． 三、动能 动能定理 1．动能(1)定义：物体由于运动而具有的能叫动能． (2)公式：E k ＝12mv 2.(3)矢标性：动能是标量，只有正值．(4)状态量：动能是状态量，因为v 是瞬时速度． 2．动能定理(1)内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化量． (2)表达式：W ＝12mv 22－12mv 21＝E k2－E k1.(3)适用条件：①既适用于直线运动，也适用于曲线运动． ②既适用于恒力做功，也适用于变力做功．③力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用．(4)应用技巧：若整个过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑．深度思考物体的速度改变，动能一定改变吗答案不一定．如匀速圆周运动．1．(粤教版必修2P67第5题)用起重机将质量为m 的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种( ) A ．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B ．重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C ．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D ．重力不做功，拉力做正功，合力做正功 答案 C2．(粤教版必修2P77第2题)(多选)一个物体在水平方向的两个恒力作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去其中的一个力，则( ) A ．物体的动能可能减少 B ．物体的动能可能不变 C ．物体的动能可能增加 D ．余下的力一定对物体做功 答案 ACD3．(多选)关于功率公式P ＝Wt 和P ＝Fv 的说法正确的是( )A ．由P ＝Wt 知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率B ．由P ＝Fv 既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率C ．由P ＝Fv 知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限增大D ．由P ＝Fv 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 答案 BD4．(人教版必修2P59第1题改编)如图1所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等．在甲图中用力F 1拉物体，在乙图中用力F 2推物体，夹角均为α，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移．设F 1和F 2对物体所做的功分别为W 1和W 2，物体克服摩擦力做的功分别为W 3和W 4，下列判断正确的是( )图1A．F1＝F2B．W1＝W2C．W3＝W4D．W1－W3＝W2－W4答案 D5．有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图2所示．若由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是()图2A．木块所受的合外力为零B．因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零C．重力和摩擦力的合力做的功为零D．重力和摩擦力的合力为零答案 C命题点一功的分析与计算1．常用办法：对于恒力做功利用W＝Fl cos α；对于变力做功可利用动能定理(W＝ΔE k)；对于机车启动问题中的定功率启动问题，牵引力的功可以利用W＝Pt.2．几种力做功比较(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关．(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关．(3)摩擦力做功有以下特点①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能，内能Q＝F f x相对．例1 一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v .若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A ．W F 2>4W F 1，W f2>2W f1 B ．W F 2>4W F 1，W f2＝2W f1 C ．W F 2<4W F 1，W f2＝2W f1 D ．W F 2<4W F 1，W f2<2W f1物体从静止开始经过同样的时间．答案 C解析 根据x ＝v ＋v 02t 得，两过程的位移关系x 1＝12x 2，根据加速度的定义a ＝v －v 0t ，得两过程的加速度关系为a 1＝a 22.由于在相同的粗糙水平地面上运动，故两过程的摩擦力大小相等，即F f1＝F f2＝F f ，根据牛顿第二定律得，F 1－F f1＝ma 1，F 2－F f2＝ma 2，所以F 1＝12F 2＋12F f ，即F 1>F 22.根据功的计算公式W ＝Fl ，可知W f1＝12W f2，W F 1>14W F 2，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．判断力是否做功及做正、负功的方法1．看力F 的方向与位移l 的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形． 2．看力F 的方向与速度v 的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形．3．根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即W 合＝ΔE k ，当动能增加时合外力做正功；当动能减少时合外力做负功．1.如图3所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a 沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m 与斜面体相对静止．则关于斜面对m 的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( )图3A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功答案 B解析支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度a＝g tan θ，当a>g tan θ时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则做正功；当a<g tan θ时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90°，则做负功．综上所述，B选项是错误的．2．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F ，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为( ) A ．0 B ．－Fh C ．Fh D ．－2Fh答案 D解析 阻力与小球速度方向始终相反，故阻力一直做负功，W ＝－Fh ＋(－Fh )＝－2Fh ，D 选项正确．命题点二 功率的理解和计算 1．平均功率与瞬时功率 (1)平均功率的计算方法 ①利用P ＝Wt.②利用P ＝F v cos α，其中v 为物体运动的平均速度． (2)瞬时功率的计算方法①利用公式P ＝Fv cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度． ②P ＝Fv F ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度． ③P ＝F v v ，其中F v 为物体受到的外力F 在速度v 方向上的分力． 2．机车的两种启动模型3.机车启动问题常用的三个公式 (1)牛顿第二定律：F －F f ＝ma . (2)功率公式：P ＝F ·v . (3)速度公式：v ＝at .说明：F 为牵引力，F f 为机车所受恒定阻力．例2 在检测某种汽车性能的实验中，质量为3×103 kg 的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40 m/s ，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F 与对应速度v ，并描绘出如图4所示的F －1v 图象(图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB 、BO 均为直线)．假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC ：图4(1)求该汽车的额定功率；(2)该汽车由静止开始运动，经过35 s达到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移．①最大速度在图象中对应的力；②AB、BO 均为直线．答案(1)8×104 W(2)75 m解析(1)由图线分析可知：图线AB表示牵引力F不变即F＝8 000 N，阻力F f不变，汽车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P不变，达到额定功率后，汽车所受牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的变加速直线运动，直至达到最大速度40 m/s，此后汽车做匀速直线运动．由图可知：当最大速度v max＝40 m/s时，牵引力为F min＝2 000 N由平衡条件F f＝F min可得F f＝2 000 N由公式P＝F min v max得额定功率P＝8×104 W.(2)匀加速运动的末速度v B ＝PF ，代入数据解得v B ＝10 m/s汽车由A 到B 做匀加速运动的加速度为 a ＝F －F f m＝2 m/s 2设汽车由A 到B 所用时间为t 1，由B 到C 所用时间为t 2，位移为x ，则t 1＝v Ba ＝5 s ，t 2＝35 s－5 s ＝30 sB 点之后，对汽车由动能定理可得Pt 2－F f x ＝12mv 2C －12mv 2B，代入数据可得x ＝75 m.1．求解功率时应注意的“三个”问题(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率；(2)平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率；(3)瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率． 2．机车启动中的功率问题(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即v m ＝P F min ＝PF 阻(式中F min 为最小牵引力，其值等于阻力F 阻)．(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但速度不是最大，v ＝P F <v m ＝P F 阻.3.一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图5所示．假定汽车所受阻力的大小F f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是()图5答案 A解析当汽车的功率为P1时，汽车在运动过程中满足P1＝F1v，因为P1不变，v逐渐增大，所以牵引力F1逐渐减小，由牛顿第二定律得F1－F f＝ma1，F f不变，所以汽车做加速度减小的加速运动，当F1＝F f时速度最大，且v m＝P1F1＝P1F f.当汽车的功率突变为P2时，汽车的牵引力突增为F2，汽车继续加速，由P2＝F2v可知F2减小，又因F2－F f＝ma2，所以加速度逐渐减小，直到F2＝F f时，速度最大v m′＝P2F f，此后汽车做匀速直线运动．综合以上分析可知选项A正确．4．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升，重物上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()A．钢绳的最大拉力为Pv2B ．钢绳的最大拉力为mgC ．重物匀加速的末速度为PmgD ．重物匀加速运动的加速度为Pmv 1－g答案 D解析 加速过程重物处于超重状态，钢绳拉力较大，匀速运动阶段钢绳的拉力为Pv 2，故A 错误；加速过程重物处于超重状态，钢绳拉力大于重力，故B 错误；重物匀加速运动的末速度不是运动的最大速度，此时钢绳对重物的拉力大于其重力，故其速度小于Pmg ，故C 错误；重物匀加速运动的末速度为v 1，此时的拉力为F ＝Pv 1，由牛顿第二定律得：a ＝F －mg m ＝P mv 1－g ，故D 正确．命题点三 动能定理及其应用 1．动能定理 (1)三种表述①文字表述：所有外力对物体做的总功等于物体动能的增加量； ②数学表述：W 合＝12mv 2－12mv 20或W 合＝E k －E k0；③图象表述：如图6所示，E k －l 图象中的斜率表示合外力．图6(2)适用范围①既适用于直线运动，也适用于曲线运动； ②既适用于恒力做功，也适用于变力做功；③力可以是各种性质的力，既可同时作用，也可分阶段作用．2．解题的基本思路(1)选取研究对象，明确它的运动过程；(2)分析受力情况和各力的做功情况；(3)明确研究对象在过程的初末状态的动能E k1和E k2；(4)列动能定理的方程W合＝E k2－E k1及其他必要的解题方程，进行求解．例3我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图7所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A 处由静止开始以加速度a＝m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度v B＝24 m/s，A与B 的竖直高度差H＝48 m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1 530 J，取g＝10 m/s2.图7(1)求运动员在AB 段下滑时受到阻力F f 的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大．答案 (1)144 N (2) m解析 (1)运动员在AB 上做初速度为零的匀加速运动，设AB 的长度为x ，则有v 2B ＝2ax ① 由牛顿第二定律有mg Hx －F f ＝ma ②联立①②式，代入数据解得F f ＝144 N ③(2)设运动员到达C 点时的速度为v C ，在由B 到达C 的过程中，由动能定理得 mgh ＋W ＝12mv 2C －12mv 2B④设运动员在C 点所受的支持力为F N ，由牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2CR⑤由题意和牛顿第三定律知F N ＝6mg ⑥ 联立④⑤⑥式，代入数据解得R ＝ m.5．(多选)(2015·浙江理综·18)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器．舰载机总质量为×104 kg ，设起飞过程中发动机的推力恒为×105 N ；弹射器有效作用长度为100 m ，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则( ) A ．弹射器的推力大小为×106 N B ．弹射器对舰载机所做的功为×108 J C ．弹射器对舰载机做功的平均功率为×107 W D ．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 2 答案 ABD解析 设总推力为F ，位移x ＝100 m ，阻力F 阻＝20%F ，对舰载机加速过程由动能定理得Fx －20%F ·x ＝12mv 2，解得F ＝×106 N ，弹射器推力F 弹＝F －F 发＝×106 N －×105 N ＝×106 N ，A 正确；弹射器对舰载机所做的功为W ＝F 弹·x ＝×106×100 J ＝×108 J ，B 正确；弹射器对舰载机做功的平均功率P ＝F 弹·0＋v 2＝×107 W ，C 错误；根据运动学公式v 2＝2ax ，得a ＝v 22x ＝32 m/s 2，D 正确．6．(多选)(2016·浙江理综·18)如图8所示为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h ，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°＝，cos 37°＝．则( )图8A ．动摩擦因数μ＝67B ．载人滑草车最大速度为2gh 7C ．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD ．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g答案 AB解析 对滑草车从坡顶由静止滑下，到底端静止的全过程，得mg ·2h －μmg cos 45°·hsin 45°－μmg cos 37°·h sin 37°＝0，解得μ＝67，选项A 正确；对经过上段滑道过程，根据动能定理得，mgh －μmg cos 45°·h sin 45°＝12mv 2，解得v ＝2gh7，选项B 正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh ，选项C 错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为a ＝μmg cos 37°－mg sin 37°m ＝335g ，选项D 错误．7．如图9所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边．已知拖动缆绳的电动机功率恒为P ，小船的质量为m ，小船受到的阻力大小恒为F f ，经过A 点时的速度大小为v 0，小船从A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为t 1，A 、B 两点间距离为d ，缆绳质量忽略不计．求：图9(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W f；(2)小船经过B点时的速度大小v1；(3)小船经过B点时的加速度大小a.答案(1)F f d(2) v20＋2m?Pt1－F f d?(3)Pm2v20＋2m?Pt1－F f d?－F fm解析(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功W f＝F f d①(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引缆绳对小船做功W＝Pt1②由动能定理有W－W f＝12mv21－12mv2③由①②③式解得v1＝v20＋2m?Pt1－F f d?④(3)设小船经过B点时缆绳的拉力大小为F，缆绳与水平方向的夹角为θ，电动机牵引缆绳的速度大小为v，则P＝Fv⑤v＝v1cos θ⑥由牛顿第二定律有F cos θ－F f＝ma⑦由④⑤⑥⑦式解得a＝Pm2v20＋2m?Pt1－F f d?－F fm.求解变力做功的五种方法一、用动能定理求变力做功动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力做功，也适用于求变力做功，因为使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力做功的首选．典例1如图10所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置．现用水平拉力F将小球缓慢拉到细线与竖直方向成θ角的位置．在此过程中，拉力F做的功为()图10A．FL cos θB．FL sin θC．FL(1－cos θ) D．mgL(1－cos θ)答案 D解析在小球缓慢上升过程中，拉力F为变力，此变力F的功可用动能定理求解．由W F－mgL(1－cos θ)＝0得W F＝mgL(1－cos θ)，故D正确．二、利用微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和，此法在中学阶段常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题．典例2如图11所示，在一半径为R＝6 m的圆弧形桥面的底端A，某人把一质量为m＝8 kg的物块(可看成质点)．用大小始终为F＝75 N 的拉力从底端缓慢拉到桥面顶端B(圆弧AB在一竖直平面内)，拉力的方向始终与物块在该点的切线成37°角，整个圆弧桥面所对的圆心角为120°，g取10 m/s2，sin 37°＝，cos 37°＝.求这一过程中：图11(1)拉力F 做的功；(2)桥面对物块的摩擦力做的功． 答案 (1) J (2)－ J解析 (1)将圆弧AB 分成很多小段l 1、l 2、…、l n ，拉力在每一小段上做的功为W 1、W 2、…、W n .因拉力F 大小不变，方向始终与物块在该点的切线成37°角，所以W 1＝Fl 1cos 37°、W 2＝Fl 2cos 37°、…、W n ＝Fl n cos 37°所以W F ＝W 1＋W 2＋…＋W n ＝F cos 37°(l 1＋l 2＋…＋l n )＝F cos 37°·16·2πR ＝ J.(2)因为重力G 做的功W G ＝－mgR (1－cos 60°)＝－240 J ，而因物块在拉力F 作用下缓慢移动，动能不变，由动能定理知W F ＋W G ＋W f ＝0 所以W f ＝－W F －W G ＝－ J ＋240 J ＝－ J. 三、化变力为恒力求变力做功变力做功直接求解时，通常都比较复杂，但若通过转换研究对象，有时可化为恒力做功，可以用W ＝Fl cos α求解，此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中． 四、用平均力求变力做功在求解变力做功时，若物体受到的力的方向不变，而大小随位移是成线性变化的，即为均匀变化，则可以认为物体受到一大小为F ＝F 1＋F 22的恒力作用，F 1、F 2分别为物体初、末状态所受到的力，然后用公式W ＝F l cos α求此力所做的功． 五、用F －x 图象求变力做功在F －x 图象中，图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移所做的功，且位于x 轴上方的“面积”为正，位于x 轴下方的“面积”为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图)．典例3轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝kg的物块相连，如图12甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ＝.以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x＝m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g＝10 m/s2)()图12A．J B．JC．J D．J答案 A解析物块与水平面间的摩擦力为F f＝μmg＝1 N．现对物块施加水平向右的外力F，由F －x图象面积表示功可知F做功W＝J，克服摩擦力做功W f＝F f x＝J．由功能关系可知，W －W f＝E p，此时弹簧的弹性势能为E p＝J，选项A正确．题组1功和功率的分析与计算1．一个成年人以正常的速度骑自行车，受到的阻力为总重力的倍，则成年人骑自行车行驶时的功率最接近于()A．1 W B．10 W C．100 W D．1 000 W答案 C解析 设人和车的总质量为100 kg ，匀速行驶时的速率为5 m/s ，匀速行驶时的牵引力与阻力大小相等F ＝＝20 N ，则人骑自行车行驶时的功率为P ＝Fv ＝100 W ，故C 正确． 2.(多选)一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时刻开始，受到水平外力F 作用，如图1所示．下列判断正确的是( )图1A ．0～2 s 内外力的平均功率是4 WB ．第2 s 内外力所做的功是4 JC ．第2 s 末外力的瞬时功率最大D ．第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶4 答案 AD解析 第1 s 末质点的速度 v 1＝F 1m t 1＝31×1 m/s ＝3 m/s.第2 s 末质点的速度v 2＝v 1＋F 2m t 2＝(3＋11×1) m/s ＝4 m/s.则第2 s 内外力做功W 2＝12mv 22－12mv 21＝ J0～2 s 内外力的平均功率 P ＝12mv 22t ＝错误! W ＝4 W.选项A 正确，选项B 错误；第1 s 末外力的瞬时功率P 1＝F 1v 1＝3×3 W ＝9 W ， 第2 s 末外力的瞬时功率P 2＝F 2v 2＝1×4 W ＝4 W ，故P1∶P2＝9∶4.选项C错误，选项D正确．3．如图2甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x 轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时F所做的总功为()图2A．0 F m x0F m x0x20答案 C解析F为变力，但F－x图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功．由于图线为半圆，又因在数值上F m＝12x0，故W＝12π·F2m＝12π·F m·12x0＝π4F m x0.题组2动能定理及其简单应用4.如图3所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则小球从A到C的过程中弹簧弹力做功是()图3A ．mgh －12mv 2mv 2－mgh C ．－mgh D ．－(mgh ＋12mv 2)答案 A解析 小球从A 点运动到C 点的过程中，重力和弹簧的弹力对小球做负功，由于支持力与位移始终垂直，则支持力对小球不做功，由动能定理，可得W G ＋W F ＝0－12mv 2，重力做功为W G ＝－mgh ，则弹簧的弹力对小球做功为W F ＝mgh －12mv 2，所以正确选项为A.5．(多选)质量为1 kg 的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F 的作用下运动，如图4甲所示，外力F 和物体克服摩擦力F f 做的功W 与物体位移x 的关系如图乙所示，重力加速度g 取10 m/s 2.下列分析正确的是( )图4A ．物体与地面之间的动摩擦因数为B ．物体运动的位移为13 mC ．物体在前3 m 运动过程中的加速度为3 m/s 2D ．x ＝9 m 时，物体的速度为3 2 m/s 答案 ACD解析 由W f ＝F f x 对应图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力F f ＝2 N ，由F f ＝μmg 可得μ＝，A 正确；由W F ＝Fx 对应图乙可知，前3 m 内，拉力F 1＝5 N,3～9 m 内拉力F 2＝2 N ，物体在前3 m 内的加速度a 1＝F 1－F f m ＝3 m/s 2，C 正确；由动能定理得：W F －F f x ＝12mv 2可得：x ＝9 m 时，物体的速度为v ＝3 2 m/s ，D 正确；物体的最大位移x m ＝W FF f＝ m ，B 错误． 6．(多选)如图5所示，质量为M 的木块放在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为l ，子弹进入木块的深度为d ，若木块对子弹的阻力F f 视为恒定，则下列关系式中正确的是( )图5A ．F f l ＝12Mv 2B ．F f d ＝12Mv 2C ．F f d ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2D ．F f (l ＋d )＝12mv 20－12mv 2答案 ACD解析画出如图所示的运动过程示意图，从图中不难看出，当木块前进距离l，子弹进入木块的深度为d时，子弹相对于地发生的位移为l＋d，由牛顿第三定律，子弹对木块的作用力大小也为F f.子弹对木块的作用力对木块做正功，由动能定理得：F f l＝12Mv2木块对子弹的作用力对子弹做负功，由动能定理得：－F f(l＋d)＝12mv2－12mv2两式联立得：F f d＝12mv2－12(M＋m)v2所以，本题正确答案为A、C、D.题组3动能定理在多过程问题中的应用7．如图6所示为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切．点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面．一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力．图6(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；(2)某游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v 2R)答案 (1)2gR －(mgH －2mgR ) (2)23R解析 (1)游客从B 点做平抛运动，有 2R ＝v B t ① R ＝12gt 2②由①②式得v B ＝2gR ③ 从A 到B ，根据动能定理，有 mg (H －R )＋W f ＝12mv 2B －0④由③④式得W f ＝－(mgH －2mgR )(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有 mg (R －R cos θ)＝12mv 2P －0⑤过P 点时，根据向心力公式，有mg cos θ－N ＝m v 2PR⑥N ＝0⑦cos θ＝hR⑧由⑤⑥⑦⑧式解得h ＝23R .8．如图7甲所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O 位置．质量为m 的物块A (可视为质点)以初速度v 0从距O 点右方x 0处的P 点向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O ′点位置后，A 又被弹簧弹回．A 离开弹簧后，恰好回到P 点．物块A 与水平面间的动摩擦因数为μ.求：图7(1)物块A 从P 点出发又回到P 点的过程，克服摩擦力所做的功． (2)O 点和O ′点间的距离x 1.(3)如图乙所示，若将另一个与A 完全相同的物块B (可视为质点)与弹簧右端拴接，将A 放在B 右边，向左推A 、B ，使弹簧右端压缩到O ′点位置，然后从静止释放，A 、B 共同滑行一段距离后分离．分离后物块A 向右滑行的最大距离x 2是多少 答案 (1)12mv 20 (2)v 204μg －x 0 (3)x 0－v 208μg解析 (1)物块A 从P 点出发又回到P 点的过程，根据动能定理得克服摩擦力所做的功为W f ＝12mv 2. (2)物块A 从P 点出发又回到P 点的过程，根据动能定理得 2μmg (x 1＋x 0)＝12mv 2解得x 1＝v 204μg－x 0(3)A 、B 在弹簧处于原长处分离，设此时它们的共同速度是v 1，弹出过程弹力做功为W F 只有A 时，从O ′到P 有。

2018届“步步高”高考物理大二轮复习练习（人教版）：专题过关六 电磁感应和电路(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(每小题4分，共44分)1.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达中不属于用比值法定 义物理量的是( )A ．感应电动势E ＝ΔΦΔtB ．电容C ＝QUC ．电阻R ＝UID ．磁感应强度B ＝FIL2.电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是( )A ．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B ．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C ．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D ．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗 3.如图1所示，灯泡A 、B 都能正常发光，后来由于电路中某个电阻 发生断路，致使灯泡A 比原来亮一些，B 比原来暗一些，则断路的电阻是( )A ．R 1B ．R 2C ．R 3D ．R 44.如图2所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和 电流表均为理想电表，R 为副线圈的负载电阻．现在原线圈a 、b 两端加上交变电压u ，其随时间变化的规律u ＝2202sin 100πt V ，则( )A ．副线圈中产生的交变电流频率为100 HzB ．电压表的示数22 2 VC ．若电流表示数为0.1 A ，则原线圈中的电流为1 AD ．若电流表示数为0.1 A ，则1 min 内电阻R 上产生的焦耳热为132 J 5．如图3所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，直角边 长为L ，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．一边长为L 、总电阻为R 的正方形闭合导线框abcd ，从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 垂直磁场匀速穿过磁场区域．取电流沿abcd 的方向为正，则下图中表示线框中感应电流i 随bc 边位置坐标x 变化的图象正确的是()6.如图4甲所示，闭合线圈固定在小车上，总质量为1 kg.它们在光滑水平面上，以10 m/s 的速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B 的水平有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．已知小车运动的速度v 随车的位移x 变化的v －x 图象如图乙所示．则( )图1图2图3甲 乙图4A ．线圈的长度L ＝10 cmB ．磁场的宽度d ＝15 cmC ．线圈进入磁场过程中做匀加速运动，加速度为0.8 m/s 2D ．线圈通过磁场过程中产生的热量为48 J7.两块水平放置的金属板间的距离为d ，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电 阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，其余电阻均不计. 如图5所示，两板间有一个质量为m 、电荷量为q 的带正电的油滴恰好处于静止状态，则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通 量的变化率分别是( )A ．磁感应强度B 竖直向上且正在增强，ΔΦΔt ＝mgdnqB ．磁感应强度B 竖直向下且正在增强，ΔΦΔt ＝mgdnqC ．磁感应强度B 竖直向上且正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd (R ＋r )nqRD ．磁感应强度B 竖直向下且正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd (R ＋r )nqR8.如图6所示电路中，L 为电感线圈，C 为电容器，当开关S 由断开变为闭合时，则( )A ．A 灯有电流通过，方向由a 到bB ．A 灯中无电流通过，不可能变亮C ．B 灯立即熄灭，c 点电势低于d 点电势D ．B 灯逐渐熄灭，c 点电势低于d 点电势9．如图7所示，MN 、PQ 为平行光滑导轨与地面成30°角固定，并处 于与导轨所在平面垂直向上、足够宽的匀强磁场中，导轨间距恒定，N 、Q 间接一定值电阻R .现有一金属杆ab 沿导轨匀速下滑，并与导轨接触良好，若其它电阻忽略不计，则 ( )A ．闭合电路不产生感应电流B ．金属杆ab 产生的感应电动势保持不变C ．金属杆ab 受到的安培力方向沿导轨向下D ．金属杆ab 受到的安培力方向沿导轨向上10．如图8所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面 向里，虚线间的距离为L ，金属圆环的直径也是L .自圆环从左边界进入图5图6图7磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域．规定逆时针方向为感应电流i 的正方向，则圆环中感应电流i 随其移动距离x 的i －x 图象最接近( )11.如图9所示,一个边长为l 、总电阻为R 的单匝等边三角形金属线框, 在外力的作用下以速度v 匀速穿过宽度均为l 的两个有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B ，方向相反．线框运动方向始终与底边平行且与磁场边界垂直．取顺时针方向的电流为正，从图示位置开始，线框中的感应电流i 与线框沿运动方向的位移x 之间的函数图象是 ()二、实验题(12题8分，13题8分，共16分)12.(8分)某同学进行测量电阻R 的阻值的实验．他先用多用电表进行粗测，电表示数如图 10所示．然后用伏安法进行较精确的测量，现已选定滑动变阻器(阻值0～200 Ω)，开关一只，导线若干，另有如下备选器材：图10A ．电源(E ＝16 V ，r ＝2 Ω)B ．电源(E ＝3 V ，r ＝0.5 Ω)C ．电压表(量程0～15 V ，内阻约50 kΩ)D ．电压表(量程0～3 V ，内阻约10 kΩ)E ．电流表(量程0～500 μA ，内阻约500 Ω)F ．电流表(量程0～1 mA ，内阻约250 Ω) 请回答如下问题：①多用电表的读数____________；②用伏安法测量应选用的器材为________________；(请填写器材前的符号) ③请在下边的方框图中画出实验电路原理图．图913.(8分)某实验小组要描绘一个标有“3.8 V,1 W”的小灯泡L的R－U曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：A．电压表V(量程5 V，内阻约为5 kΩ)B．直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)C．电流表A1(量程150 mA，内阻约为2 Ω)D．电流表A2(量程300 mA，内阻约为1 Ω)E．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω)F．滑动变阻器R2(阻值0～200 Ω)(1)实验中为较准确测量、方便调节，电流表应选用____，滑动变阻器应选用________；(填写仪器符号)(2)实验中要求小灯泡的电压从零逐渐增大到额定电压，测量误差尽可能小．请你为该实验小组设计电路图，画在下面的方框中(3)据实验数据，计算并描绘出了R－U的图象，如图11所示．由图象可知，当所加电压为3.00 V时，灯泡实际消耗的电功率为________ W．假设灯丝电阻R与其温度t的关系是R＝k(t＋273)(k为比例系数)，室温为27°C，可知该灯泡正常发光时，灯丝的温度约为________℃；图11(4)小灯泡的电功率P随电压U变化的图象及其伏安特性曲线可能分别是图12中的________．A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④图12三、解答题(14题12分，15题14分，16题14分，共40分)14.(12分)如图13(a)所示，半径为r1的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B0，磁场方向垂直纸面向里，半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置，圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回路，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与导线的电阻不计，(a)(b)图13(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬间(如图(a)所示)MN中的电动势和流过R1的电流的大小与方向；(2)撤去中间的金属棒MN，将金属圆环以MN所在的直径为轴向上翻折90°，若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，求0至t0时间内通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量．15.(14分)如图14甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R＝4 Ω的定值电阻，两导轨在同一平面内．质量为m＝0.1 kg，长为L＝0.1 m的导体棒ab垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r＝1 Ω，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示．(g＝10 m/s2)．求：图14(1)导轨平面与水平面间夹角θ；(2)磁场的磁感应强度B；(3)若靠近电阻处到底端距离为20 m，ab棒在下滑至底端前速度已达10 m/s，求ab棒下滑的整个过程中，电阻R上产生的焦耳热．16.(14分)如图15甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L＝1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R＝0.40 Ω的电阻，质量为m＝0.01 kg、电阻为r＝0.30 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g＝10 m/s2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响)，试求：图15(1)当t ＝1.5 s 时，重力对金属棒ab 做功的功率；(2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内，电阻R 上产生的热量； (3)磁感应强度B 的大小．答案 1．A 2．A 3．B 4．D 5．C 6．AD 7．C 8．D 9．BD 10．A 11．A12．①(2分)30 kΩ ②(2分)ACE ③(4分)实验电路原理图13.(1)A 2(1分)；R 1(1分) (2)如图滑动变阻器分压接法；电流表外接(2分)(3)0.78(1分) 2 327(1分) (4)C(2分)14.(1)2B 0r 1v 0，4B 0r 1v 03R ,方向a →b (2)B 0πr 124R ，B 02π2r 1416Rt 015．(1)30° (2)5 T (3)4 J 16．(1)0.7 W (2)0.26 J (3)0.1 T。

第2讲机械振动与机械波光岛考题电1机械振动【解题方略】1.简谐运动的对称性：振动质点在关于平衡位置对称的两点，X、F、a、S Ek、Ep的大小均相等，其中回复力只加速度6/与位移x的方向相反，而。

与x的方向可能相同，也可能相反. 振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，即t RC = t CB.振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，即t BC = t B c•如图1所示2.简谐运动的周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦” 或“余弦”规律变化，它们的周期均相同•其位移随时间变化的表达式为："/sin(初+ 0咸x =Acos (cot + (p).【例1】简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图2甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔让一条纸带在与小球振动方向垂肓的方向上匀速运动，笔卩在纸带上画出的就是小球的振动图象•取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示•则下列说法中正确的是()A.弹费振子的周期为4sB.弹簧振子的振幅为10cmC./=17s时振子相对平衡位置的位移是10cmD.若纸带运动的速度为2cm/s,振动图线上1、3两点间的距离是4cmE.2.5s时振子正在向x轴正方向运动解析周期是振子完成一次全振动的时间，由图知，弹簧振子的周期为r=4s,故A正确；振幅是振子离开平衡位置的最大距离，由图知，弹簧振子的振幅为10cm，故B正确；振子的周期为4s ,由周期性知r/=17s时振子相对平衡位置的位移与2 Is时振子相对平衡位置的位移相同，为0 ,故C错误；若纸带运动的速度为2cm/s ,振动图线上1、3两点间的距离是s = vt= 2cm/sX2s = 4cm.KD正确；由图乙可知2.5s时振子正在向x轴负方向运动，故E错误.答案ABD预测1 (2015・山东理综・38(1))如图3所示，轻弹•簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖方?方向做简谐运动•以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为尹=0.1sin(2.5M)m./=0时刻，一小球从距物块/?高处自山落卞；/=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度.収重力加速度的大小g=10m/s2.以下判断正确的是__________________ •(双选，填正确答案标号)h图3A.力=1.7mB.简谐运动的周期是0.8sC.0.6s内物块运动的路程是0.2mD.f=0.4s时，物块与小球运动方向相反答案AB 解析/二0.6s时，物块的位移为y = 0.1sin(2.5兀X 0.6)m = - 0.1m ,则对小球h + \y\ = ^，解得2兀2.TLh = 1.7m ,选项A正确；简谐运动的周期是r=^- = y^s = 0.8s ,选项B正确；0.6s内物块运T动的路程是3A = 0.3m ,选项C错误；r = 0.4s = 2 ,此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D错误.预测2某同学用单摆测当地的重力加速度.他测出了摆线长度厶和摆动周期八如图4(a)所示.通过改变摆线长度厶测出对应的摆动周期获得多组八与厶再以尸为纵轴、厶为横轴画出函数关系图象如图(b)所示.由图象可知，摆球的半径r= __________ m,当地重力加速度g=_______ m/s2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会 __________ (选填“偏人”“偏小”或“一样”).答案1.0X10—2 7t2一样解析由横轴截距得，球的半径应为1.0X10*2m；图象斜率k = ^= ] °咒一2二4 ,而g 二霁故g 二^~m/s2 = n2 m/s2根据以上推导，斜率不变，重力加速度不变，故对g没有影响，一样.商考题电2机械波▼【解题方略】1.波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点偏离平衡位置的位移•在时间上具有周期性、空间上具有重复性和双向性的特点.2.深刻理解波动中的质点振动.质点振动的周期(频率)=波源的周期(频率)=波的传播周期(频率).3.要画好、用好振动图象，并正确地与实际情景相对应.要正确画出波形图，准确写出波形平移距离、质点振动时间与波长、周期的单一解或多解表达式.4.分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化•另外，各矢量均在其值为零时改变方向.5.“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题(1)分清振动图象与波动图象•只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为/则为振动图象.(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级.(3)找准波动图象对应的时刻.(4)找准振动图象对应的质点.【例21 (2016-全国甲卷・34⑵)一列简谐横波在介质中沿x轴止向传播，波长不小于lOcm.O和A 是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点./=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm,质点力处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，f=ls吋，质点/第一次冋到平衡位置•求：(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点O的位移随时间变化的关系式.解析(1)设振动周期为卩由于质点力在0到Is内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是+个周期，由此可知"4s①由于质点O与/的距离Ax = 5cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在尸*s时回到平2衡位置，而/在C Is时回到平衡位置，时间相差Az = |s ,可得波的速度D 二右二 7.5cm/s ②由X = vT 得，简谐波的波长2 = 30cm ③(2)设质点O 的位移随时间变化的关系为2兀/ y = A cos(— + go)④将①式及题给条件代入上式得4 = Acos^o< 71 ⑤ 0 = /cos(& + go)JT解得 00 二 3 M 二 8cm®质点O 的位移随时间变化的关系式为或尹二 0.08sin （^/ + 才）m答案（l ）4s 7.5cm/s 30cm（2）y=0.08cos （》+f ） m 或 y=0.08sin （》+罟）m预测3 (2016-全国丙卷-34(1))111波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动 的频率为20Hz,波速为16m/s.D 知介质小P 、0两质点位于波源S 的两侧，且P 、。

第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律惯性1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，一因此牛顿第一定律又叫惯性定律;②揭示了力与运动的关力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即系：力是产生加速度的原因.2.惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关.判断下列说法是否正确.(1)牛顿第一定律不能用实验验证. (V)(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果. (X )(3)物体运动时受到惯性力的作用. (X )(4)物体匀速运动时才有惯性，加速时没有惯性. (X )二、牛顿第三定律1作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的, 一个物体对另一个物体施加了力, 后一个物体同时对前一个物体也施加力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.3.表达式:F =—F'.由于作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以作用效果可以抵消，合力为零，这种认识对吗？答案不对解析作用力与反作用力作用在两个物体上，不可相互抵消.1．（人教版必修1P70 第1 至3 题改编）（多选）下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是（）A •飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标B .地球自西向东自转，你向上跳起来后，还会落到原地C.安全带的作用是防止汽车刹车时由于惯性作用发生危险D •有的同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力答案BC2.（人教版必修1P82做一做改编）（多选）用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果（如图1所示），分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是（）图1A •作用力与反作用力同时产生B •作用力与反作用力作用在同一物体上C.作用力与反作用力大小相等D.作用力与反作用力方向相反答案ACD3•手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了•对于这一现象，下列说法正确的是（）A .锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B .锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C.锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D •因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小答案C4.（粤教版必修1P71第1题）沼泽的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其表面行走时容易下陷. 若人下陷的过程是先加速后匀速运动，下列判断正确的是（）A •加速运动时人对沼泽地的压力大于沼泽地对他的支持力B .加速运动时人对沼泽地的压力小于沼泽地对他的支持力C・人对沼泽地的压力先大于后等于沼泽地对他的支持力D •人对沼泽地的压力大小总等于沼泽地对他的支持力答案D命题点一牛顿第一定律的理解和应用1 伽利略创造性的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图2 所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O 点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是( )图1A ．如果斜面光滑，小球将上升到与O 点等高的位置B •如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D .小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小答案A解析根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O 点等高的位置，而B、C、D 三个选项，从题目不能直接得出，所以选项 A 正确．2 ( 多选) 一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的讨论，正确的是( )A •车速越大，它的惯性越大B •质量越大，它的惯性越大C.车速越大，刹车后滑行的位移越长D •车速越大，刹车后滑行的位移越长，所以惯性越大答案BC解析要理解质量是惯性大小的唯一决定因素，惯性是物体的固有属性，其大小仅由物体的质量决定，质量越大，惯性越大，所以选项A 错误，B 正确．滑行位移应由刹车时的速度确定，因为刹车过程中，其加速度是一定的，根据V2—v2= 2ax，所以车速越大，其滑行位移越大，而与其惯性大小无关，所以选项 C 正确，D 错误．1．（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（）A •物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B •没有力的作用，物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D •运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动答案AD解析物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，则A项正确•没有力的作用，物体可能保持匀速直线运动状态或静止状态，则B 错•行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的向心力作用，其运动状态是不断变化的，则C错.D项符合惯性定义，是正确的.2.（多选）如图3所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止•关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()图3A ．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B .若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C.磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D .磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动答案BC3.关于惯性的大小，下列说法中正确的是( )A .高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B •用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大C.两个物体只要质量相同，那么惯性的大小就一定相同D .在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小答案C4.某同学为了取出如图 4 所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则( )图4A •此同学无法取出羽毛球B•羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D •该同学是在利用羽毛球的惯性答案D解析羽毛球筒被手击打后迅速向下运动，而羽毛球具有惯性要保持原来的静止状态，会从筒所以的上端出来，D正确.命题点二牛顿第三定律的理解与应用1.相互作用力的特点：“三同、三异、三无关”.同大小(1)三同同时产生、变化、消失同性质反向(2)三异异体，即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果与物体的种类无关(3)三无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关2.一对平衡力与作用力、反作用力的不同点（多选）如图5所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是（）图5A ．水平力F 跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B •物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D •物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力①紧压；②静止.答案BD解析水平力F 跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，选项A 错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项 C 错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项 D 正确．5．某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是( )A •只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B •桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C.桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D .桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力答案 C6.(多选)用手托着一块砖，开始时静止不动，后来手突然向上加速运动，下列判断正确的是( )A .静止时，砖受到的支持力等于砖的重力B .加速时，砖对手的压力大于砖的重力C.静止时，砖受到的支持力等于砖对手的压力D .加速时，砖受到的支持力大于砖对手的压力答案ABC解析静止时，重力与支持力是一对平衡力，大小相等， A 正确；不论静止还是加速，支持力和压力都是一对相互作用力，大小相等，故C 正确，D 错误；加速时，支持力大于重力，则压力大于重力，故 B 正确．命题点三“转移研究对象法”在受力分析中的应用1．“转移研究对象法”在受力分析中的应用，其本质是牛顿第三定律的应用．2．由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．建筑工人用如图 6 所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg 的工人站在水平地面上，通过定滑轮将20.0 kg 的建筑材料以1.0 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求：地面受到的压力和摩擦力的大小.(g 取10 m/s2，sin 53= 0.8, cos 53= 0.6)图6答案524 N 132 N解析建筑材料受力分析如图甲所示由牛顿第二定律得：F i - mg= ma代入数据解得：F i= 220 N因此绳对人的拉力F2= F i= 220 N工人受力分析如图乙所示由平衡条件得：F2 cos 53 = F fF2 •in 53 半F N= Mg代入数据解得：F N = 524 N , F f = 132 N132 N.由牛顿第三定律得：人对地面的压力大小为524 N ，地面受到的摩擦力大小为7•如图7所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为B的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力 F 拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是( )图7A .地面对斜面体的摩擦力大小为Feos 0B .地面对斜面体的支持力为（M + m）gC.物体对斜面体的摩擦力的大小为FD .斜面体对物体的作用力竖直向上答案A解析由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受力情况可得：地面对斜面体的摩擦力大小为Feos 0，地面对斜面体的支持力大小为（M＋m）g＋Fsin 0，故A 对， B 错；隔离物体进行受力分析，物体对斜面体的摩擦力大小为F＋mgsin 0，故 C 错；将斜面体作为施力物体，则斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和 F 的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上， D 错.题组 1 对牛顿第一定律和惯性的理解1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是( )A .亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B •伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D .牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案BCD解析亚里士多德认为物体的运动需要力来维持， A 错误；伽利略通过“理想实验” 得出：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去， B 正确；笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；由牛顿第一定律知，D正确.2•—列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A处有一相对桌面静止的小球. 由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点，则说明列车是减速且在向南拐弯的图是( )答案 A解析由于列车原来做匀速运动，小球和列车保持相对静止，现在列车要减速，由于惯性小球必向前运动，C、D 错；又因列车要向南拐弯，由做曲线运动的条件知列车要受到向南的力的作用，即桌子受到向南的力的作用，所以小球相对桌面向北运动，A对，B错.3.如图1所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m i和m2的两个小球(m i>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球( )图1A .一定相碰B .一定不相碰C.不一定相碰 D .无法确定答案B解析因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰.4.“严禁超载，严禁超速，严禁疲劳驾驶”是预防车祸的有效办法. 下列说法正确的是( )A .汽车超速会增大汽车的惯性B .汽车超载会减小汽车的刹车距离C.疲劳驾驶会缩短司机的反应时间D •汽车超载会增大汽车的惯性答案D题组 2 对牛顿第三定律的理解5.(多选)如图2所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是()图2A ．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B .细绳对小球的拉力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C .小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力D .小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力答案BC6.(多选)下列关于作用力和反作用力的说法正确的是( )A .物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B .物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力C.人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D .物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等答案BD解析作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失，物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力，选项A 错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，选项 B 正确；人推车前进，人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，选项 C 错误；物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等，选项 D 正确.7．（多选）2014年8月18日11时15分，中国在太原卫星发射中心用长征四号运载火箭成功发射高分二号卫星，卫星顺利进入预定轨道，关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是（）A •火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力B •火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D •卫星进入预定轨道之后，与地球之间仍存在相互作用答案AD解析火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即火箭上升的推力，此推力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关，故选项B、C 错误， A 正确；当卫星进入预定轨道后，卫星与地球之间仍然存在着相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星也吸引地球，这是一对作用力与反作用力，故选项D正确. & （多选）下列说法中正确的是（）A .人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走B •人站在地上不动时，人对地面的压力和地面对人的支持力大小相等、方向相反C.物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，而A作用于B的力的大小等于 B 作用于A 的力的大小D •以卵击石，石头没损坏而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力答案BC9.汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是（）A •汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B .汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C.匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力D •拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力答案D题组 3 牛顿第三定律在受力分析中的应用10.如图3所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上. A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了 2 cm.已知A、B两物体的重力分别是 3 N和5N .则细线的拉力及B对地面的压力分别是（）图3A. 8 N 和0 NB. 5 N 和7 NC. 5 N 和3 ND. 7 N 和7 N答案C解析对A 由平衡条件得F T—G A— kx= 0,解得F T = G A+ kx= 3 N + 100X 0.02 N = 5 N，对B由平衡条件得kx + F N—G B= 0，解得F N = G B— kx= 5 N —100X 0.02 N = 3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确.11.如图4所示，倾角为B的斜面体放在水平地面上，质量为m的光滑小球放在墙与斜面体之间处于平衡状态,求小球对斜面体的压力大小和地面对斜面体的摩擦力大小.图4答案衆mgtan°解析小球受力分析如图甲所示，由平衡条件得：竖直方向：F NI cos 0—mg= 0水平方向：F N2—F Ni sin 0= 0对整体受力分析如图乙所示，由平衡条件得:水平方F f —F N2 = 0“mg解得：F N1=cos °F f= mgta n 0由牛顿第三定律得小球对斜面体的压力为, mgF NI = F NI = 'cos 0。

如图4所示，四颗质量均为m的星体位于正方形的顶点，正方形的边长为a，
忽略其他星体对它们的引力作用，每颗星体都在同一平面内绕正方形对
角线的交点O做匀速圆周运动，引力常量为G，则(
)
√
A.每颗星做圆周运动的线速度大小为 B.每颗星做圆周运动的角速度大小为 C.每颗星做圆周运动的周期为 2π
2 Gm 1＋ 4 a Gm 2a3
＝ gR2 .
2.确定天体表面重力加速度的方法有：
(1)测重力法；
(2)单摆法；
(3) 平抛 (或竖直上抛)物体法；
(4)近地卫星 环绕 法.
答案
内容索引
高考题型1
高考题型2 高考题型3 高考题型4
万有引力定律及天体质量和密度的求解
卫星运行参量的分析 卫星变轨与对接 双星与多星问题
高考题型1
万有引力定律及天体质量和密度的求解
3倍.已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响.则(
A.卫星的绕行速率大于7.9 km/s
B.卫星的绕行周期约为 8π 2R g
)
g C.卫星所在处的重力加速度大小约为4
√
mgR D.卫星的动能大小约为 8
解析
预测3
(2016· 全国乙卷 · 17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地
球赤道上任意两点之间保持无线电通讯.目前，地球同步卫星的轨道半径
√
F0 B.F3＝ 4 D.F3＝4F0
F4＝0 F0 F4＝ 4
15F0 C.F3＝ 4 F4＝0
√
解析
预测2
到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有
超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据.如果已知万有引力常量

训练1 运动图象及匀变速直线运动常考的3个问题基础巩固1．如图1-7所示为两名运动员正在进行10 m 跳台比赛，下列说法正确的是 ( )．A ．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点B ．运动员在下落过程中，感觉水面在匀速上升C ．前一半时间内位移大，后一半时间内位移小D ．前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短 图1-72．2011年11月29日上午，中国航母平台第二次出海测试．假设舰载飞机起跑时速度达到80 m/s 就可以起飞，若要飞机在7.5 s 内达到起飞速度，则在理想状况下飞机在航空母舰跑道上滑跑的加速度大小和甲板长度大约分别是( )．A ．10.67 m/s 2,150 mB ．10.67 m/s 2,300 m C ．5.33 m/s 2,300 m D ．5.33 m/s 2,600 m 3．(江西重点中学联考)汽车遇情况紧急刹车，经1.5 s 停止，刹车距离为9 m ．若汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车停止前最后1 s 的位移大小是( )．A ．4.5 mB ．4 mC ．3 mD ．2 m4．(2012·武昌调研)一个物体做匀加速直线运动，它在第3 s 内的位移为5 m ，则下列说法正确的是( )． A ．物体在第3 s 末的速度一定是6 m/sB ．物体的加速度一定是2 m/s 2C ．物体在前5 s 内的位移一定是25 mD ．物体在第5 s 内的位移一定是9 m5．一跳水运动员向上跳起，先做竖直上抛运动，在t 1时刻速度减为零，t 2时刻落入水中，在水中逐渐减速，t 3时刻速度又变为零，其vt 图象如图1-8所示，已知t 3－t 2＝t 2－t 1，则关于该运动员的运动，下列说法正确的是( )． A ．该图中速度取向下为正方向B ．在0～t 2时间内v ＝v 0＋v 2C ．在t 1～t 2时间内的位移小于t 2～t 3时间内的位移D ．在t 1～t 2时间内的平均加速度小于t 2～t 3时间内的平均加速度图1-8图1-1-0 6．(黄冈质检)一质量为m 的滑块在粗糙水平面上滑行，通过频闪照片分析得知，滑块在最开始2 s 内的位移是最后2 s 内位移的两倍，且已知滑块最开始1 s 内的位移为2.5 m ，由此可求得( )．A ．滑块的加速度为5 m/s 2B ．滑块的初速度为5 m/sC ．滑块运动的总时间为3 sD ．滑块运动的总位移为4.5 m7．以36 km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为a ＝4 m/s 2的加速度，刹车后第3 s 内，汽车走过的路程为( )． A ．12.5 mB ．2 mC ．10 mD ．0.5 m 8．汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～50 s 内汽车的加速度随时间变化的图线如图1-9所示．下面的有关说法正确的是 ( )．图1-9A ．汽车行驶的最大速度为20 m/sB ．汽车在40～50 s 内的速度方向和0～10 s 内的速度方向相反C ．汽车在50 s 末的速度为零D ．在0～50 s 内汽车行驶的总位移为900 m能力提升9．(2012·海南单科，6)如图1-1-0所示，表面处处同样粗糙的楔形木块abc 固定在水平地面上，ab 面和bc面与地面的夹角分别为α和β，且α>β.一初速度为v 0的小物块沿斜面ab 向上运动，经时间t 0后到达顶点b 时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc 下滑．在小物块从a 运动到c 的过程中，可能正确描述其速度大小v 与时间t 的关系的图象是 ( )．图1-1-210．一个质量为0.3 kg 的物体沿水平面做直线运动的vt 图象如图1-1-1所示，图线a 表示物体受水平拉力时的情况，图线b 表示撤去水平拉力后物体继续运动的情况，下列说法正确的是 ( )．A ．水平拉力的大小为0.1 N图111B ．水平拉力对物体做的功为－1.2 JC ．撤去拉力后物体又滑行了7.5 mD ．物体与水平面间的动摩擦因数为0.111．在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，如图1-1-2所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m 高处，然后由静止释放．为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s 后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m 高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)座椅在自由下落结束时刻的速度大小；(2)座椅在匀减速阶段的时间和加速度大小．12．(2012·南昌模拟)为了体现人文关怀，保障市民出行安全和严格执法，我国交管部门推出了“电子眼”，据了解，在城区内全方位装上“电子眼”后交通秩序立马好转，机动车擅自闯红灯的大幅度减少，因闯红灯引发的交通事故也从过去的5%下降到1%.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10 m/s.当两车快要到十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s)．已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，求：(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m ，他采取上述措施能否避免闯红灯？(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离？参考答案训练1 运动图象及匀变速直线运动常考的3个问题(选择题或计算题)1．D [一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关．因运动员的技术动作有转动情况，不能将正在比赛的运动员视为质点，A 错误；以运动员为参考系，水做变速运动，所以B 错误；运动员前一半时间内平均速度小，故位移小，C 错误；若是相同的位移，则前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短．所以D 正确．]2．B [在理想状态下飞机起飞前的加速运动可以理解为初速度为零的匀加速运动，由a ＝v t≈10.67 m/s 2，根据v 2－v 2＝2ax 得x ＝v 2－v 202a ≈300 m，B 正确．] 3．B [考查直线运动规律．由x ＝12at 2，解得a ＝8 m/s 2，最后1 s 的位移为x 1＝12×8×12m ＝4 m ，B 项正确．]4．C [考查匀变速直线运动规律．匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度，根据第3 s 内的位移为5 m ，则2.5 s 时刻的瞬时速度为v ＝5 m/s,2.5 s 时刻即为前5 s 的中间时刻，因此前5 s 内的位移为s ＝vt ＝5 m/s×5 s＝25 m ，C 项对；由于无法确定物体在零时刻的速度以及匀变速运动的加速度，故A 、B 、D 项均错．]5．AB [开始时运动员速度向上，在图象中为负值，因此图中速度取向下为正方向，A 正确；0时刻速度为v 0，t 2时刻速度为v ，在0～t 2时间内为匀变速直线运动，因此v ＝v 0＋v 2，B 正确；图象与坐标轴所包围的面积等于位移，由题图可看出，在t 1～t 2时间内的位移大于t 2～t 3时间内的位移，C 错；在t 1～t 2、t 2～t 3时间内速度变化量大小相等，时间相等，由平均加速度公式a ＝Δv Δt可知，两段时间内的平均加速度相等，D 错．] 6．CD [根据题意可知，滑块做末速度为零的匀减速直线运动，其逆运动是初速度为零的匀加速直线运动，设其运动的总时间为t ，加速度为a ，设逆运动最初2 s 内位移为x 1，最后2 s 内位移为x 2，由运动学公式有x 1＝12a ×22；x 2＝12at 2－12a (t －2)2；且x 2＝2x 1；2.5＝12at 2－12a (t －1)2.联立以上各式并代入数据可解得正确选项为C 、D.] 7．D [由v ＝at 可得t ＝2.5 s ，则第3 s 内的位移，实质上就是2～2.5 s 内的位移，x＝12at ′2＝0.5 m ．]8．A [由加速度图象可知前10 s 汽车做匀加速直线运动，中间30 s 汽车做匀速直线运动，后10 s 汽车做匀减速直线运动．由匀变速直线运动的公式，得v m ＝a 1t 1＝20 m/s ，A 正确；50 s 末的速度为v ＝(20－1×10)m/s＝10 m/s ，故B 、C 错误；在0～50 s 内汽车行驶的总位移为850 m ，D 错误．]9．C [物块在整个运动过程中，由能量守恒知，物块在c 点的动能小于初动能，即v <v 0，A项错误；物块在ab 段和bc 段分别做匀减速和匀加速运动，且a 1>a 2，故B 、D 错误，C 正确．]10．ABC [由vt 图象可知：0～3 s ，在未撤掉水平力F 前，物体做匀减速直线运动，a 1＝5－33＝23(m/s 2)；3 s 后，撤掉水平力F ，物体做匀减速直线运动，加速度a 2＝3－26－3＝13(m/s 2)．对物体进行水平方向受力分析，由牛顿第二定律可得：F ＋μmg ＝ma 1，μmg ＝ma 2，解得：μ＝130，F ＝0.1 N ，选项A 正确、选项D 错误；0～3 s 内物体的位移x ′＝12×(5＋3)×3＝12 m ，由功的定义可得：水平拉力对物体做的功W ＝－Fx ′＝－1.2 J ，选项B 正确；由vt 图象可知：3～6 s 内物体的位移x ＝12×(2＋3)×3＝7.5 m ，选项C 正确．] 11．解析 (1)设座椅在自由下落结束时刻的速度大小为v ，下落时间t 1＝1.2 s ，由v ＝gt 1得：v ＝12 m/s.(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h ，总时间为t ，h ＝40－4＝36 m ，由h ＝v 2t 得：t ＝6 s ，设座椅匀减速运动的时间为t 2，则t 2＝t －t 1＝4.8 s.座椅在匀减速阶段的加速度大小为a ＝v t 2＝2.5 m/s 2，方向竖直向上．答案 (1)12 m/s (2)4.8 s 2.5 m/s 212．解析 (1)根据牛顿第二定律可得甲车紧急刹车的加速度为a 1＝f 1m 1＝0.4m 1g m 1＝4 m/s 2， 甲车停下来所需时间t 1＝v 0a 1＝104s ＝2.5 s ， 这段时间滑行距离s 甲＝v 202a 1＝1022×4m ＝12.5 m. s 甲＝12.5 m<15 m ．甲车司机能避免闯红灯．(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离s 0，在乙车刹车t 2时间后两车恰好相遇，则有：乙车紧急刹车的加速度为a 2＝f 2m 2＝0.5 m 2g m 2＝5 m/s 2， v 0－a 2t 2＝0，t 2＝2 s ，s 乙＝v 0t 0＋v 0t 2－12a 2t 22＝15 m ，s 0＝s 乙－s 甲＝(15－12.5)m ＝2.5 m.答案 (1)能避免 (2)2.5 m。

2018届“步步高”高考物理大二轮复习练习（人教版）：专题过关七物理实验部分(时间：90分钟满分：100分)1．(10分)(1)(3分)在某一力学实验中，打出的纸带如图1所示，相邻计数点的时间间隔是T . 测出纸带各计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4，为了使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为a＝______；打下C点时的速度v C＝______.图1(2)(7分)在“测定某电阻丝的电阻率”实验中①用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，如图2所示，则电阻丝的直径是________ mm.图2②用多用表的欧姆挡粗测电阻丝的阻值，已知此电阻丝的阻值约为20 kΩ.下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是____________(填写相应的字母)a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，而后断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔c．旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档的“×1 k”档d．旋转选择开关，使其尖端对准交流500 V档，并拔出两表笔③若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值，实验室提供下列可供选用的器材：电压表V(量3 V，内阻约50 kΩ)电流表A1(量程200 μA，内阻约200 Ω)电流表A2(量程5 mA，内阻约20 Ω)电流表A3(量程0.6 A，内阻约1 Ω)滑动变阻器R(最大值500 Ω)电源E(电动势4.5 V，内阻约0.2 Ω)开关S导线a．在所提供的电流表中应选用________(填字母代号)．b．在虚线框中画出测电阻的实验电路．④根据测得的电阻丝的长度、直径和阻值，即可求出该电阻丝的电阻率．2．(12分)为了测量某电池的电动势E(约为3 V)和内阻r，可供选择的器材如下：A．电流表G1(2 mA100 Ω)B．电流表G2(1 mA内阻未知)C．电阻箱R1(0～999.9 Ω)D．电阻箱R2(0～9999 Ω)E．滑动变阻器R3(0～10 Ω 1 A)F．滑动变阻器R4(0～1 000 Ω10 mA)G．定值电阻R0(800 Ω0.1 A)H．待测电池I．导线、电键若干(1)采用如图3所示的电路，测定电流表G2的内阻，得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2图3根据测量数据，请在图4坐标中描点作出I1－I2图线．由图得到电流表G2的内阻等于________ Ω.图4(2)在现有器材的条件下，测量该电池的电动势和内阻，采用如图5所示的电路，图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中________，电阻箱②选________(均填写器材代号)．图5(3)根据图5所示电路，请在图6中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．图63．(12分)请完成以下两个小题(1)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g、h按图7所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好．图7①合上开关后，若电压表的示数为2 V，电流表的指针有微小偏转，小灯泡不亮，则一定断路的导线为________．②合上开关后，若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为__________．③请在下面的虚线框内画出实验原理图(2)某实验小组利用如图8甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．图乙所示是用游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为d＝________ cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝1.2×10－2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为________ m/s.在本实验中，为了验证系统的机械能是否守恒，需要测量的物理量除了钩码的质量外，还需要测量________和________．图84．(18分)(1)用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图9甲所示．该金属丝的直径是____ mm；用20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度如下图乙所示，则该工件的长度是______ cm.图9(2)在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图10所示装置，图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．图10图11①当M与m的大小关系满足__________________时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；②在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图11所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50 Hz，则小车的加速度大小是________ m/s2.当打点计时器打D点时小车的速度是________ m/s；(计算结果小数点后保留两位数字)③小张同学用同一装置做实验，他们俩在同一坐标纸上画出了a－F关系图，如图12所示，小张和小王同学做实验，哪一个物理量是不同的________．图12①从表中数据可以看出：当功率逐渐增大时，灯丝的电阻变化情况是__________；这表明该导体的电阻随温度的升高而________________．若该同学在实验中选用的器材如下：A．待测小灯泡一个B ．E ＝6 V 的直流电源(内阻很小)一个C ．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器一个D ．量程为300 mA 的电流表(内阻约为1 Ω)一只E ．量程为3 V 的电压表(内阻约为10 kΩ)一只F ．导线若干，开关一只②请你通过对该同学测量数据的分析和给出的器材，在图13的虚线框中画出合理的实验电路图．图135．(6分)某同学用如图14所示的实验装置探究小车动能变化与合外力 对它所做功的关系，图中A 为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B 的限位孔，它们均置于水平的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C 为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松 开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为0点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到0之间的距离x ，计算出它们与0点之间的速度平方差Δv 2＝v 2－v 02，然后在背景方格纸中建立Δv 2～x 坐标系，并根据上述数据进行如图15所示的描点，若测出小车质量为0.2 kg ，结合图象可求得小车所受合外力的大小为________ N.图15(2)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围，你认为主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 6.(12分)Ⅰ(2分)下列有关高中物理实验的说法中不正确的是 ( )A ．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法B ． 电火花打点计时器的工作电压是220 V 的交流电C ． 在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点,可求出任意两个计数点之间的平均速度D ． 在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量 Ⅱ.(10分)(1)为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图16所示图象．从图象上看，该同学没能完全按实图14验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是__________________________．这两根弹簧的劲度系数分别为______ N/m和______ N/m.若要制作一个精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧秤______．图16(2)在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是( ) A．要用天平称重锤质量B．选用质量大的重锤可减小实验误差C．为使实验结果准确，应选择1、2两点间距离接近2 mm的纸带进行分析D．实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少7.(10分)某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究：(1)当地的重力加速度是多少？(2)如何测定物体下落过程中某一位置的速度？(3)下落过程中机械能是否守恒？此同学依据这些问题设计了如下实验方案：如图17甲所示，将打点计时器(频率为f)固定在铁架台上，先打开电源而后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示．在纸带上取出若干计数点，其中每两个计数点之间有四个点未画出．图17①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．A．交流电源、天平及毫米刻度尺B．交流电源、毫米刻度尺C．交流电源、毫米刻度尺及砝码D．交流电源、天平及砝码②计算当地重力加速度g＝________.(用f、x2、x5表示)③为了提高实验的准确程度，该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据，为使图线的斜率等于重力加速度，除做v －t 图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．④如图乙所示，打计数点5时重物的速度v 5＝________.(用f 、x 3、x 4、x 5表示)⑤该同学选择打计数点5时重物所在的位置为重力势能的零势能点后，若验证从计数点1至计数点5两点间重物的机械能守恒，其表达式为____________________． 8.(4分)某同学利用如图18所示的实验装置探究测量重力加速度大小． (1)该同学开始实验时情形如图18所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①____________________________________________________； ②____________________________________________________.(2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图19所示的纸带，取连续六个点A 、B 、C 、D 、E 、F 为计数点，测得A 点到B 、C 、D 、E 、F 的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5.若打点的频率为f ，则打E 点时重物的速度表达式v E ＝______________；该同学先分别计算出各计数点的速度值，并试画出速度的二次方(v 2)与对应重物下落的距离(h )的关系如图20所示，则重力加速度g ＝____m/s 2.图19图209.(1)(6分)某变压器不能拆解，课外活动小组准备用下列器材测定其原线圈使用的铜丝长 度：多用电表、电流表(0～0.6～3 A)、电压表(0～3～15 V)、开关、滑动变阻器(0～5 Ω)、导线、干电池等．图21 图22①用螺旋测微器、多用电表的欧姆“×1”挡分别测量铜丝的直径、阻值，结果如图21、22所示，则铜丝的直径为________ mm 、电阻约为________ Ω；②请在下面虚框中画出测量铜丝电阻的实验原理图，并在下面实物图23中补画出未连接的导线．图18图23(2)(10分)某同学安装如图24甲的实验装置，探究合外力做功与物体动能变化的关系．甲乙图24①此实验中，应当是让重物做__________运动，________(“需要”、“不需要”)测出重物的质量；②打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，该同学选取如图乙所示的一段纸带，对BD段进行研究．求得B点对应的速度v B＝________m/s，若再求得D点对应的速度为v D，测出重物下落的高度为h BD，则还应计算____________与____________大小是否相等(填字母表达式)；③但该同学在上述实验过程中存在明显的问题．安装实验装置时存在的问题是__________ ________________________________；研究纸带时存在的问题是______________________ ____________，实验误差可能较大．答案1．(1) (x3＋x4)－(x1＋x2)4T2(2分)x2＋x32T(1分)(2)①0.641～0.643(1分)②c、a、b、d（2分）③a.A1(1分)B．测电阻的实验电路如图(3分)2.(1)如图(2分)200(2分)(2)R 3(2分) R 2(2分) (3)如图(4分)3.(1)①d ②g ③如图(每空2分、，图2分)(2)0.52 0.43 滑块上遮光条的初始位置到光电门的距离 滑块的质量(前两空各2分，后两空各1分)4．(1)0.980(2分) 1.025(2分)(2)①M ≫m (或m ≪M )(2分) ②0.39(2分),0.20(2分) ③小车及车上砝码的总质量不同(或M 不同)(2分)(3)功率增大，电阻越大(2分)；增大(1分)；见图(3分，其中内、外接法1分，分压式2分)5.(1)0.25(4分)(2)未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响)．(2分) 6．Ⅰ DⅡ.(1)超过弹簧的弹性限度(2分)；66.7(2分)；200(2分)；A(2分) (2)BCD(2分)7．①B(1分) ②x 5－x 275 f 2(2分) ③v 2－2h (1分) 重物下落至某一位置速度的平方(1分)从计时起重物下落的高度的2倍(1分) ④2x 5＋x 4－x 310 f (2分) ⑤12(2x 5＋x 4－x 310 f )2－12(x 2＋x 110 f )2＝g (x 2＋x 3＋x 4＋x 5)(2分))8．(1)①打点计时器接了直流电；②重物离打点计时器太远．(2)h 5－h 32f 9.49．(1)(6分)①1.596(1.593～1.598)(1分) 13 (1分)②共4分，两图各2分．外接、分压各1分，互不关联．实物连线中开关不能控制滑动变阻器或伏特表量程错误(或上两种错误同时出现)，而分压、外接均正确的，只给1分；其他错误使电路无法工作的计0分；(2)(10分)①自由落体(1分)；不需要(1分)；②0.19(2分)；12(v D 2－v B 2)(2分)；gh BD (2分)(上两式同乘了m 不扣分，若只有其中一式乘m扣该式的2分)；③重物会落在桌面上(或“纸带打点过短”等与此类似的答案)(1分)；B 、D 两点间时间间隔过短(1分)．。