高考物理牛顿运动定律真题汇编含答案.doc
- 格式：doc
- 大小：471.04 KB
- 文档页数：10
高考物理牛顿运动定律真题汇编 ( 含答案 ) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1． 如图，有一水平传送带以 8m/s 的速度匀速运动，现将一小物块（可视为质点）轻轻放
在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为 0.4，已知传送带左、右端间的距离 为 4m， g 取 10m/s 2．求：
（ 1）刚放上传送带时物块的加速度； （ 2）传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间．
【答案】 （1） a g 4m / s2 （ 2） t 1s 【解析】 【分析】
先分析物体的运动情况：物体水平方向先受到滑动摩擦力，做匀加速直线运动；若传送带足够长，当物体速度与传送带相同时，物体做匀速直线运动．根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度，由运动学公式求出物体速度与传送带相同时所经历的时间和位移，判断以后物体做什么运动，若匀速直线运动，再由位移公式求出时间． 【详解】 （1）物块置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得： mg ma
代入数据得： a g 4m / s
2
（2）设物体加速到与传送带共速时运动的位移为 s0
根据运动学公式可得： 2as0 v
2
运动的位移： v 2
s0
8 4m
2a 则物块从传送带左端到右端全程做匀加速直线运动，设经历时间为 t ，则有
l 1 at 2 2 解得 t 1s
【点睛】 物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力．
2．四旋翼无人机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 ／ s2) (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=5s时离地面的高度
(2)当无人机悬停在距离地面高度 H=100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而
h；
坠落．求无人机坠落到地面时的速度 v； (3)接 (2)问，无人机坠落过程中，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（到达地面时速度为零），求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时 间 t 1．
【答案】（ 1） 75m （2） 40m/s （ 3） 5 5
s
3 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由牛顿第二定律 F﹣mg﹣ f=ma
代入数据解得 a=6m/s
2
上升高度 代入数据解得 h=75m． （ 2）下落过程中 mg﹣ f=ma1
代入数据解得 落地时速度 v2=2a1H，
代入数据解得 v=40m/s （3）恢复升力后向下减速运动过程 F﹣mg+f=ma
2
代入数据解得
设恢复升力时的速度为 vm，则有
由 vm=a1t 1 代入数据解得 ．
3． 如图所示，在光滑水平面上有一段质量不计，长为 6m 的绸带，在绸带的中点放有两个
紧靠着可视为质点的小滑块 A、 B，现同时对 A、 B 两滑块施加方向相反，大小均为 F=12N
的水平拉力，并开始计时．已知 A 滑块的质量 mA=2kg， B 滑块的质量 mB=4kg， A、B 滑块 与绸带之间的动摩擦因素均为 μ=0.5， A、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，不计绸带的伸长，求： （ 1） t=0 时刻， A、B 两滑块加速度的大小； （ 2） 0 到 3s 时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量．
【答案】 (1) a1 1m s 2 , a2 0.5m 2 ；(2)30J s 【解析】
【详解】 (1)A 滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为 f A ，
水平运动，则竖直方向平衡： N A mg ， f A N A ；解得： f Amg ——①
A 滑块在绸带上水平向右滑动， 0 时刻的加速度为 a1 ，
由牛顿第二定律得： F f A mAa1
——②
B 滑块和绸带一起向左滑动， 0 时刻的加速度为 a2
由牛顿第二定律得： F f B mBa2
——③；
联立①②③解得： a1 1m / s2 ， a2 0.5m / s2 ； (2)A 滑块经 t 滑离绸带，此时 A、B 滑块发生的位移分别为 x1 和 x2
x1 x2
L
2 x1
1 a1t 2
2
x 1 a t2
2 2 2 代入数据解得： x1 2m ， x2 1m
，
t 2s
2 秒时 A 滑块离开绸带，离开绸带后 A 在光滑水平面上运动， B 和绸带也在光滑水平面上 运动，不产生热量， 3 秒时间内因摩擦产生的热量为：Q f A x1 x2
代入数据解得： Q 30J ．
4． 滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小孔，小孔内充 满空气．当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的 “ ” 气垫 ，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦．然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接 触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大．假设滑雪者的速度超过 4 m/s
时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由 μ 2
＝ 0.25 变为 μ＝ 0.125．一滑雪者从倾角为
θ＝ 37°的坡顶 A 由静止开始自由下滑，滑至坡底 B(B 处为一光滑小圆弧 )后又滑上一段水平
雪地，最后停在 C 处，如图所示．不计空气阻力，坡长为 l ＝26 m， g 取 10 m/s 2， sin 37°＝ 0.6， cos 37 ＝°0.8．求： (1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间； (2)滑雪者到达 B 处的速度；
(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离． 【答案】 1s 99.2m
【解析】 【分析】 由牛顿第二定律分别求出动摩擦因数恒变化前后的加速度，再由运动学知识可求解速度 、 位移和时间． 【详解】
(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度 1 =4m/s 2 ：a = 解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间 ： t= =1s
(2)由静止到动摩擦因素发生变化的位移： 1 1 2 =2m x = a t
动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度 ： a2= =5m/s
2
由 vB2-v2=2a2(L-x1) 解得滑雪者到达 B 处时的速度 ：vB=16m/s (3)设滑雪者速度由 vB=16m/s 减速到 v1=4m/s 期间运动的位移为 x3，则由动能定理有：
；解得 x3=96m 速度由 v1=4m/s 减速到零期间运动的位移为 x4，则由动能定理有： ；解得 x 4=3.2m 所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为 x=x 3+x 4=96+ 3.2=99.2m
5． 如图，竖直墙面粗糙，其上有质量分别为 mA =1 kg、mB =0.5 kg 的两个小滑块 A 和 B， A 在 B 的正上方， A、 B 相距 h=2. 25 m， A 始终受一大小 F1=l0 N、方向垂直于墙面的水平力
作用， B 始终受一方向竖直向上的恒力 F2 作用．同时由静止释放 A 和 B，经时间 t=0.5 s， A、 B 恰相遇．已知 A、B 与墙面间的动摩擦因数均为 μ=0.2，重力加速度大小 g=10
m/s 2．求： (1)滑块 A 的加速度大小 aA； (2)相遇前瞬间，恒力 F2 的功率 P． 【答案】（ 1） aA 8m/s2 ；（ 2） P 50W
【解析】 【详解】 （1） A、 B 受力如图所示：
A、 B 分别向下、向上做匀加速直线运动，对 A：
水平方向： FN F
1
竖直方向： mA g f mAa
A
且： f FN
联立以上各式并代入数据解得： aA 8m/s
2
（2）对 A 由位移公式得： xA 1 aA t 2
2
对 B 由位移公式得： xB 1 aB t 2
2
由位移关系得： xB h xA
由速度公式得 B 的速度： vB aB t
对 B 由牛顿第二定律得： F2 mB g mB aB
恒力 F2 的功率： P F2v
B
联立解得： P＝ 50W
