2015年高考物理真题分类汇编牛顿运动定律

2015年高考物理真题分类汇编：牛顿运动定律(2015新课标I-20).如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图（b）所示，若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】A、C、D【考点】滑动摩擦力、动摩擦因数；力的合成和分解；牛顿运动定律；匀变速直线运动及其公式、图像【解析】向上滑动到最高点过程为匀变速直线运动，由受力和牛顿第二定律可得：-mgsinθ–μmgcosθ=ma1,根据图b可得：a1=-v0/t1,由运动学公式得沿斜面向上滑行的最远距离x=和几何关系sinθ=H/x;从上往下滑过程也为匀变速直线运动，有：mgsinθ–μmgcosθ=ma2，v1=a2(2t1-t1).解以上各式可得：斜面的倾角θ=arcsin,物块与斜面间的动摩擦因数μ=，选项AC对。根据斜面的倾斜角度可计算出物块沿斜面向上滑行的最大高度H=Xsinθ=,故选项D正确；仅根据速度时间图像，无法找到物块质量，选项B错。(2015新课标I-25)（20分）．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后时间内小物块的图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取。求（1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距离。【答案】（1）μ1=0.1μ1=0.1（2）木板的最小长度应为6.0m（3）最终距离为6.5m【考点】滑动摩擦力、动摩擦因数；牛顿运动定律；匀变速直线运动及其公式【解析】(1)(7分)规定向右为正方向，木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M，由牛顿第二定律有：-μ1(m+M)g=(m+M)a1·······○1(1分)由图可知。木板与墙壁碰前瞬间的速度v1=4m/s,由运动学公式得：V1=v0+a1t1······○2(1分)S0=v0t1+a1t12········○3(1分)式中t1=1s,s0=4.5m是木板碰前的位移，v0是小物块和木板开始运动时的速度。联立○1○2○3式和题给条件得：μ1=0.1·······○4(1分)在木板与墙壁碰撞后，木板以-v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有：-μ2mg=ma2········○5(1分)由图可得：a2=·······○6(1分)式中t2=2s,v2=0,联立○5○6式和题给条件得：μ2=0.4······○7(1分)（2）(8分)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好具有共同速度v3,由牛顿第二定律及运动学公式得：μ2mg+μ1(m+M)g=(m+M)a1=Ma3······○8(1分)V3=-v1+a3Δt·······○9(1分)V3=v1+a2Δt······○10(1分)碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为：s1=Δt······○11(1分)小物块运动的位移为：s2=Δt······○12(1分)小物块相对木板的位移为：Δs=s2–s1·····○13(1分)联立○6○8○9○10○11○12○13式，并代入数值得：Δs=6.0m·····○14(2分)因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m。(3)(5分)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直到停止，高加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为s3,由牛顿第二定律及运动学公式得：μ1(m+M)g=(m+M)a4·······○15(1分)0–v32=2a4s3······○16(1分)磁碰后木板运动的位移为：s=s1+s3·······○17(1分)联立○6○8○9○10○11○15○16○17式，并代入数值得：S=-6.5m·······○18(2分)木板右端离墙壁的最终距离为6.5m。【2015新课标II-20】20.在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢一大小为错误!未找到引用源。a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为A.8B.10C.15D.18【答案】BC【解析】试题分析：由设这列车厢的节数为n，P、Q挂钩东边有m节车厢，每节车厢的质量为m，由牛顿第二定律可知：mknFkmF)(32，解得：nk52，k是正整数，n只能是5的倍数，故B、C正确，A、D错误考点：牛顿第二定律【2015新课标II-22】22.（6分）某学生用图（a）琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。（1）物块下滑是的加速度a=m/s2；打点C点时物块的速度V=m/s;（2）已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是（填正确答案标号）A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角【答案】（1）3.25；1.79；(2)C【解析】试题分析：（1）根据纸带数据可知：加速度smTxxxxaBCABDECD/25.34)()(2；打点C点时物块的速度smTxvBDC/79.12（2）由牛顿第二定律得：加速度cossingga，所以求出动摩擦因数，还需测量的物理量是斜面的倾角。考点：测量物块与斜面的懂摩擦因数【2015新课标II-25】25.（20分）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°（sin37°=53）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1减小为83，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）在0~2s时间内A和B加速度的大小（2）A在B上总的运动时间【答案】（1）a1=3m/s2；a2=1m/s2；（2）4s11sinmafmg……⑸212sinmaffmg………⑹联立以上各式可得a1=3m/s2…………⑺(利用下面的速度图象求解，正确的，参照上述答案信参考给分)考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动；【2015重庆-5】.若货物随升降机运动的vt图像如题5图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是【答案】B考点：本题考查vt图图像、超重与失重、牛顿第二定律。（2015浙江-21）甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验（1）图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_____________乙同学需在图中选用的器材___________.（用字母表示）（2）乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②。纸带__________的加速度大（填①或者②），其加速度大小为____________.【答案】（1）AB；BDE（2）①，（2.50.2）2/ms纸带②中前第1、2点与第2、3点的位移差为三个点的位移差为131.6529.0029.0027.400.05xcm根据逐差法2xaT可得纸带①的加速度大，大小为2220.1102.5/0.2ams考点：“验证机械能守恒定律”实验；“探究加速度与力、质量的关系”实验[来源:学科网]【2015江苏-6】6．一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力A．t=2s时最大B．t=2s时最小C．t=8.5s时最大D．t=8.5s时最小【答案】AD【2015海南-8】8如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间A.a1=3gB.a1=0C.△l1=2△l2D.△l1=△l2【答案】AC【2015海南-9】9如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑【答案】BD【解析】当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式fNFF可知接触面间的正压力增大，物体与斜面间的摩擦力增大，故A错误B正确；设斜面的倾角为，物体的质量为m，当匀速运动时有sincosmgmg，即sincos，假设物体以加速度a向上运动时，有Nmgacos（），fmgacos（），因为sincos，所以sinmgamgacos（）（），故物体仍做匀速下滑运动，C错误D正确；