（江苏专用）2020届高考物理一轮复习 专题三 牛顿运动定律课件

专题三牛顿运动定律高考物理(江苏省专用)A组自主命题·江苏卷题组考点一牛顿运动定律的理解五年高考1.(2012江苏单科,4,3分)将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图像,可能正确的是()答案C对皮球应用牛顿第二定律有:mg+kv=ma,a=g+ v。上升过程中v减小,故a随时间减小且减小的快慢与v的变化快慢规律相同,即 = · ,而 就代表加速度,故a-t图线各点的切线的斜率绝对值是逐渐减小的;又由于上升过程中a不可能为零,所以只有C项正确。kmatkmvtvt2.(2015江苏单科,6,4分)(多选)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时最小知识链接“上超下失均为ma”,即加速度方向竖直向上超重、竖直向下失重,对应人对电梯的压力分别增加ma、减小ma,由此可见,2s时压力最大,8.5s时压力最小。答案AD地板对人的支持力FN=mg+ma,t=2s时,a有正的最大值,此时FN最大,由牛顿第三定律知,A正确,B错误;t=8.5s时,a有负的最大值,此时FN最小,由牛顿第三定律可知,C错误,D正确。考查点本题考查了加速度、牛顿运动定律、超重与失重等内容,属于中等难度题。3.(2016江苏单科,9,4分)(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中 ()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面答案BD由题图可见,鱼缸相对桌布向左滑动,故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右,A错。因为鱼缸与桌布、鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等,所以鱼缸加速过程与减速过程的加速度大小相等,均为μg;由v=at可知,鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等,故B正确。若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力,由Ff=μmg可知,Ff不变,故C错。若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动,则鱼缸就会滑出桌面,故D正确。疑难突破摩擦力的方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,而与物体的运动方向无直接关系。审题技巧审题时抓住下列关键词:“猛地……拉出”、“没有滑出桌面”、“动摩擦因数均相等”。考点二牛顿运动定律的综合应用4.(2012江苏单科,5,3分)如图所示,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 () A. B. C. -(m+M)gD. +(m+M)g2()fmMM2()fmMm2()fmMM2()fmMm答案A对整个系统应用牛顿第二定律:F-(M+m)g=(M+m)a ①对M应用牛顿第二定律:2f-Mg=Ma ②由①②联立可得:F= ,故A正确。2()fmMM5.(2014江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为 μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则 () A.当F2μmg时,A、B都相对地面静止B.当F= μmg时,A的加速度为 μgC.当F3μmg时,A相对B滑动D.无论F为何值,B的加速度不会超过 μg12521312答案BCD对A、B整体,地面对B的最大静摩擦力为 μmg,故当 μmgF时,A、B相对地面运动,故A错。对A、B整体应用牛顿第二定律,有F- ×3mg=3ma;对B,在A、B恰好要发生相对运动时,μ×2mg- ×3mg=ma,两式联立解得F=3μmg,可见,当F3μmg时,A相对B滑动,C对。当F= μmg时,A、B相对静止,对整体有: μmg- ×3mg=3ma,a= μg,故B正确。无论F为何值,B所受最大的动力为A对B的最大静摩擦力2μmg,故B的最大加速度aBm= = μg,可见D正确。32322μ2μ52522μ131232μmgμmgm12易错警示易错选A项,错误地将A、B发生相对运动的临界条件当成A、B整体相对地面发生相对运动的临界条件。考查点本题考查了牛顿第二定律及其应用、静摩擦力和滑动摩擦力等知识以及分析物体受力情况和运动状态的能力。对考生的分析综合能力有较高的要求,属于中等难度题。6.(2011江苏单科,9,4分)(多选)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m(Mm)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有 () A.两物块所受摩擦力的大小总是相等B.两物块不可能同时相对绸带静止C.M不可能相对绸带发生滑动D.m不可能相对斜面向上滑动答案AC绸带与斜面间无摩擦,且为轻质绸带,因此绸带无论运动与否,ma=0,故绸带所受合力为零,故M、m与绸带间的摩擦力一定大小相等,A正确;当α较小时,mgsinα小于其最大静摩擦力,二者可以同时相对绸带静止,B错误;最大静摩擦力fm=μmgcosα,因Mm,故M的fm大于m的fm',当α增大时,mgsinα增大到m的fm'时,m相对绸带滑动,此时绸带两端的摩擦力仍大小相等,没有达到M的fm,故M与绸带仍相对静止,C正确,D错误。评析此题以实际运动特点为背景,考查学生的建模能力,关键是轻质绸带不计质量,确定两侧摩擦力必大小相等。7.(2019江苏单科,15,16分)如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB';(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。答案(1) (2)3μgμg(3)2 2μgL2μgL2Av2μgL1212解析本题通过板、块组合模型考查了牛顿运动定律的综合应用,考查了学生的综合分析能力与应用数学知识处理物理问题的能力,体现了科学思维中的模型建构、科学推理等素养要素。(1)由牛顿运动定律知,A加速度的大小aA=μg匀变速直线运动2aAL= 解得vA= (2)设A、B的质量均为m对齐前,B所受合外力大小F=3μmg由牛顿运动定律F=maB,得aB=3μg对齐后,A、B所受合外力大小F'=2μmg由牛顿运动定律F'=2maB',得aB'=μg(3)经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为xA、xB,A加速度的大小等于aA则v=aAt,v=vB-aBtxA= aAt2,xB=vBt- aBt2且xB-xA=L解得vB=2 2μgL解题指导A、B间存在相对滑动时,其相互间摩擦力为滑动摩擦力;而二者速度达到相同时,摩擦力突变为静摩擦力,此时可采用整体法分析处理。8.(2013江苏单科,14,16分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。 (1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;(3)本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2。若砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知。为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?答案(1)μ(2m1+m2)g(2)大于2μ(m1+m2)g(3)22.4N解析(1)砝码对纸板的摩擦力f1=μm1g桌面对纸板的摩擦力f2=μ(m1+m2)gf=f1+f2解得f=μ(2m1+m2)g(2)设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则f1=m1a1F-f1-f2=m2a2发生相对运动时a2a1解得F2μ(m1+m2)g(3)纸板抽出前,砝码运动的距离为x1= a1 纸板运动的距离为d+x1= a2 纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离x2= a3 拉力最小时,砝码移动距离最大,有l=x1+x21221t1221t1222t由题意知a1=a3,a1t1=a3t2解得F=2μ[m1+(1+ )m2]g代入数据得F=22.4Ndl考查点本题为动力学题,重点考查了学生的受力分析、过程分析、临界点分析的能力,其中的过程分析是难点。错误剖析错误一:将纸板受到桌面的摩擦力错误地认为是μm2g,漏掉了砝码产生的压力。错误二:摩擦力的方向判断有误,没有正确理解“相对运动”的含义。错误三:错误地认为纸板抽出后砝码就立即停在桌面上不动。9.(2011江苏物理,14,16分)如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口。现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变(重力加速度为g)。(1)求小物块下落过程中的加速度大小;(2)求小球从管口抛出时的速度大小;(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于 L。22答案(1) g(2) (k2)(3)见解析212(1)kk22(1)kgLk解析(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律Mg-T=MaT-mgsin30°=ma且M=km解得a= g(2)设小物块落地时的速度大小为v,小球射出管口时速度大小为v0,小物块落地后小球的加速度为a0。根据牛顿第二定律-mgsin30°=ma0又由匀变速直线运动规律可知v2=2aLsin30°,-v2=2a0L(1-sin30°)解得v0= (k2)(3)平抛运动x=v0tLsin30°= gt2,212(1)kk20v22(1)kgLk12解得x=L 则x L,得证。22(1)kk22B组统一命题、省(区、市)卷题组考点一牛顿运动定律的理解1.(2019北京理综,20,6分)国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m·s-1。历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太阳日定义秒。但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯-133原子基态的两个超精细能级间的跃迁辐射的频率Δν=9192631770Hz定义s;1983年用真空中的光速c=299792458m·s-1定义m。2018年第26届国际计量大会决定,7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应Δν,m对应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是 ()A.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性B.用真空中的光速c(m·s-1)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义C.用基本电荷e(C)定义安培(A),因为电荷量q与电流I存在I=q/t,而s已定义D.因为普朗克常量h(J·s)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位答案D本题考查了国际单位制中的基本单位及导出单位,利用单位的定义方法及导出方法考查了学生的理解能力、推理能力,体现了科学本质、科学态度等素