2015年高考物理试题分类解析（03）牛顿运动定律（Word版）.doc

20152015 年高考物理真题分类汇编：牛顿运动定律年高考物理真题分类汇编：牛顿运动定律(2015(2015 新课标新课标 I-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 【答案答案】 A、C、D【考点考点】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：-mgsin mgcos = 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 sin = H/x ; 从上往下滑过程也为匀变速直线运动，有：mgsin 021mgcos = ma2 ，v1 = a2(2t1- t1) .解以上各式可得：斜面的倾角 =arcsin ,物块与1+ 021斜面间的动摩擦因数 = ， 选项 AC 对。根据斜面的倾斜角度可计算出物块沿斜0 121面向上滑行的最大高度 H = Xsin = ,故选项 D 正确；仅根据速度时间图像，0（1+ 0） 4无法找到物块质量，选项 B 错。 (2015(2015 新课标新课标 I-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。 【答案答案】 （1）1 = 0.1 1 = 0.1 （2）木板的最小长度应为）木板的最小长度应为 6.0m （3）最终距离为）最终距离为 6.5m 【考点考点】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：-1 (m+M)g = (m+M)a1 ······· (1 分)1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 ······ (1 分) 2S0 = v0t1 + a1t12········ (1 分)1 23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。联立式和题给条件得：1 = 0.1······· (1 分)1234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：-2mg = ma2········ (1 分)5由图可得：a2 = ······· (1 分)2 12 16式中 t2 = 2s , v2 = 0 ,联立式和题给条件得：2 = 0.4 ······ (1 分)567（2）(8 分)设碰撞后木板的加速度为 a3 ,经过时间 t ,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：2mg +1 (m+M)g = (m+M)a1 = Ma3······ (1 分)8V3 = - v1 + a3t ······· (1 分)9V3 = v1 + a2t······ (1 分)10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 = t······ (1 分) 1+ 3211小物块运动的位移为： s2 = t······ (1 分) 1+ 3212小物块相对木板的位移为：s = s2 s1 ····· (1 分)13联立式，并代入数值得：s = 6.0m ····· (2 分)6891011121314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：1 (m+M)g = (m+M)a4·······(1 分)150 v32 = 2a4s3 ······(1 分)16磁碰后木板运动的位移为： s = s1 + s3 ·······(1 分)17联立式，并代入数值得：6891011151617S = -6.5m ·······(2 分)18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 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. 8 B.10 C.15 D.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：，解得：，k 是正整数，n 只能是mknF kmF )(32 nk525 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smTxvBD C/79. 12（2）由牛顿第二定律得：加速度，所以求出动摩擦因数，还需测量cossingga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 =37°（sin37°=）的山坡 C，上面有一质量为 m 的石板 B，其上下表面53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 1减小为，B、C 间的动摩擦因数 2减小为 0.5，A、B 开始运动，83此时刻为计时起点；在第 2s 末，B 的上表面突然变为光滑，2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 02s 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）4s11sinmafmg212sinmaffmg联立以上各式可得 a1=3m/s2(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 所示的两条纸带和。纸带_的加速度大（填或者） ，其加速度大小为_.【答案】 （1）AB；BDE（2）， （2.50.2）2/m s纸带中前第 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 可得纸带的加速度大，大小为2 2 20.1 102.5/ 0.2am s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At=2s 时最大 Bt=2s 时最小 Ct=8.5s 时最大 Dt=8.5s 时最小【答案】AD【2015 海南海南-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=3g B.a1=0 C. l1=2l2 D. l1=l2【答案】AC【2015 海南海南-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Nm gacos（），fm gacos（），因为sincos，所以 sinm gam gacos（）（），故物体仍做匀速下滑运动，C 错误 D 正确；