2010年高考物理试题分类汇编牛顿运动定律（带详细解析） doc--高中物理 .doc

http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2010 年高考物理试题分类汇编年高考物理试题分类汇编牛顿运动定律牛顿运动定律（全国卷 1）15如右图，轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相连，下端与另一质量为 M 的木块 2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、2 的加速度大小分别为1a、2a。重力加速度大小为 g。则有A1ag，2agB10a，2agC10a，2mMagMD1ag，2mMagM【答案】C【解析】在抽出木板的瞬时，弹簧对 1 的支持力和对 2 的压力并未改变。对 1 物体受重力和支持力，mg=F,a1=0.对 2 物体受重力和压力，根据牛顿第二定律gMmMMMgFa【命题意图与考点定位】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题，关键是区分瞬时力与延时力。（上海物理）11.将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体（A）刚抛出时的速度最大（B）在最高点的加速度为零（C）上升时间大于下落时间（D）上升时的加速度等于下落时的加速度解析：解析：mf ga上，mf ga下，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D 错误；根据221hgt，上升时间小于下落时间，C 错误，B 也错误，本题选 A。本题考查牛顿运动定律和运动学公式。难度：中。（上海物理）32.（14 分）如图，宽度 L=0.5m 的光滑金属框架 MNPQ 固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小 B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量 m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒 ab 放置在框架上，并且框架接触良好，以 P 为坐标原点，PQ 方向为 x 轴正方向建立坐标，金属棒从01xm处以02/vm s的初速度，沿 x 轴负方向做22/am s的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：（1）金属棒 ab 运动 0.5m，框架产生的焦耳热 Q；（2）框架中 aNPb 部分的电阻 R 随金属棒 ab 的位置 x 变化的函数关系；（3）为求金属棒 ab 沿 x 轴负方向运动 0.4s 过程中通过 ab 的电量 q，某同学解法为：先算出金属棒的运动http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网距离 s，以及 0.4s 时回路内的电阻 R，然后代入q=BLsRR202212222240318.85*10/MBLsRScm ppalmlmRRqSEcN m E求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。解析解析：（1）Fam，0.2FmaN因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以 F=BIL又EBLvIRR，所以0.4BLvBLatRtII且212Sat，得212Stsa所以2220.40.2QI RtItJ（2）221112xatt ，得1tx，所以0.4 1Rx。（3）错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求R是 0.4s 时回路内的电阻 R，不是平均值。正确解法：因电流不变，所以ccItq4.04.01。本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。（江苏卷）15（16 分）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 d 的两平行极板，如图甲所示，加在极板 A、B 间的电压ABU作周期性变化，其正向电压为0U，反向电压为-k(1)0Uk，电压变化的周期为 2r，如图乙所示。在 t=0 时，极板 B 附近的一个电子，质量为 m、电荷量为 e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板 A，且不考虑重力作用。（1）若54k，电子在 02r 时间内不能到达极板 A，求 d 应满足的条件；（2）若电子在 02r 时间未碰到极板 B，求此运动过程中电子速度v随时间 t 变化的关系；（3）若电子在第 N 个周期内的位移为零，求 k 的值。解析解析：http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（1）电子在 0T 时间内做匀加速运动加速度的大小01eUamd位移21112xaT在 T-2T 时间内先做匀减速运动，后反向作匀加速运动加速度的大小0254eUamd初速度的大小11vaT匀减速运动阶段的位移21222vxa依据题意d12xx解得d20910eU Tm（2）在 2nT(2n+1)T,(n=0,1,2,99)时间内加速度的大小a2=0ekUmd速度增量v2=-a2T(a)当 0t-2ntT 时电子的运动速度v=nv1+nv2+a1(t-2nT)解得v=t-(k+1)nT0ekUmd,(n=0,1,2,99)(b)当 0t-(2n+1)TT 时电子的运动速度v=(n+1)v1+nv2-a2t-(2n+1)T11解得 v=(n+1)(k+1)T-kl0eUdm,(n=0,1,2,99)12（3）电子在 2(N-1)T(2N-1)T 时间内的位移 x2N-1=v2N-2T+12a1T2电子在(2N-1)T2NT时间内的位移 x2N=v2N-1T-12a2T2由10式可知v2N-2=(N-1)(1-k)T0eUdm由12式可知 v2N-1=(N-Nk+k)T0eUdm依据题意x2N-1+x2N=0解得4143NkN本题考查牛顿运动定律、运动学公式应用和归纳法解题。难度：难。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（福建卷）17、如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图像如图（乙）所示，则A.1t时刻小球动能最大B.2t时刻小球动能最大C.2t3t这段时间内，小球的动能先增加后减少D.2t3t这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0，即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能。上升过程恰好与下降过程互逆。由乙图可知 t1时刻开始接触弹簧；t2时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小；t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；t2-t3这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减小，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能。【命题特点】本题考查牛顿第二定律和传感器的应用，重点在于考查考生对图像的理解。【启示】图像具有形象快捷的特点，考生应深入理解图像的含义并具备应用能力。（福建卷）22.（20 分）如图所示，物体 A 放在足够长的木板 B 上，木板 B 静止于水平面。t=0 时，电动机通过水平细绳以恒力 F 拉木板 B，使它做初速度为零，加速度 aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知 A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数1=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数2=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度 g 取 10m/s2。求（1）物体 A 刚运动时的加速度 aA（2）t=1.0s 时，电动机的输出功率 P；（3）若 t=1.0s 时，将电动机的输出功率立即调整为 P=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s 时物体 A 的速度为 1.2m/s。则在 t=1.0s 到 t=3.8s 这段时间内木板 B 的位移为多少？http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析解析：（1）物体 A 在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛顿第二定律得1AAAm gm a代入数据解得20.5/Aam s（2）t=1.0s，木板 B 的速度大小为1/Bva tm s木板 B 所受拉力 F，由牛顿第二定律有12()AABBBFm gmmgm a解得：F=7N电动机输出功率P=Fv=7W（3）电动机的输出功率调整为 5W 时，设细绳对木板 B 的拉力为F，则PF v解得F=5N木板 B 受力满足12()0AABFm gmmg所以木板 B 将做匀速直线运动，而物体 A 则继续在 B 上做匀加速直线运动直到 A、B 速度相等。设这一过程时间为 t，有111()va tt这段时间内的位移11SvtA、B 速度相同后，由于 F2()ABmmg且电动机输出功率恒定，A、B 将一起做加速度逐渐减小的变加速运动，由动能定理有：222122111()()()()22ABABAABP tttmmgSmmvmmv 由以上各式代入数学解得：木板 B 在 t=1.0s 到 3.8s 这段时间内的位移为：123.03sssm（四川卷）23(16 分)质量为 M 的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间 t 内前进的距离为 s。耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为 F，受到地面的阻力为自重的 k 倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变。求：(1)拖拉机的加速度大小。(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。(3)时间 t 内拖拉机对耙做的功。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网【答案】22tsa)2(12tskgMFCOSTstskgMFWT)2(2【解析】拖拉机在时间 t 内匀加速前进 s，根据位移公式221ats 变形得22tsa 对拖拉机受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连杆拉力 T，根据牛顿第二定律cosTkMgFMa连立变形得)2(12tskgMFCOST根据牛顿第三定律连杆对耙的反作用力为212()cossTTFM kgt（3）闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为 Im。根据并联电路电压相等有：拖拉机对耙做功为22cos()TsWTsFM kgst（安徽卷）22.（14 分）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图像如图所示。g取210ms，求：(1)物体与水平面间的运动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；（3）0 10s内物体运动位移的大小。解析解析：http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（1）设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为 v20、末速度为 v2t、加速度为 a2，则2220222/tvvam st 设物体所受的摩擦力为 Ff，根据牛顿第二定律，有Ff=ma2Ff=-mg联立得20.2ag（2）设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为 v10、末速度为 v1t、加速度为 a1，则2110111/tvvam st根据牛顿第二定律，有F+Ff=ma1联立得F=mg+ma1=6N（3）解法一解法一：由匀变速直线运动位移公式，得22121011120222114622xxxvtatvtatm 解法二解法二：根据vt图象围成的面积，得101120214622tvvxtvtm