专题04牛顿运动定律的应用备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编教师版

1一．选择题1.（2018年11月浙江选考物理）如图所示为某一游戏的局部简化示意图。D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内。某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是A.5sB.4.8sC.4.4sD.3s【参考答案】A2．（2019名校联考）如图所示，倾角为α的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连接，现对A施加一个水平向右大小为F=233mg的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法正确的是A．弹簧的原长为L–2mgkB．斜面的倾角为α=30°C．撤掉恒力F的瞬间小球A的加速度不变D．撤掉恒力F的瞬间小球B的加速度为0【参考答案】ABD23.（2019山东济南一中测试）如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量、绳与滑轮间的摩擦可不计，A,B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则A.物体A的重力势能增大B.物体B的重力势能增大C.绳的张力减小D.P处绳与竖直方向的夹角减小【参考答案】A【试题分析】整个系统重新平衡后，滑轮两侧的绳子的合力等于物体A的重力不变；B物体对滑轮的拉力也不变；根据平衡条件分析两滑轮间绳子的夹角，再研究绳子与竖直方向夹角α的变化情况以及A、B的高度变化情况，从而得出A、B的重力势能的变化情况。本题主要考查的是共点力平衡条件的应用，受力分析、合力为0，结合几何关系得出结果。【名师解析】B物体对滑轮的拉力不变，等于物体B的重力；动滑轮和物体A整体受重力和两个拉力，拉力大小恒定，重力恒定，故两个拉力的夹角不变，如图所示：故物体A上升，重力势能增大；B下降，重力势能减小；故选项A正确，BCD错误。二．计算题1．（8分）（2019北京海淀期中）如图13所示，一个质量m＝4kg的小物块放在水平地面上。对小物块施3加一个F=10N的恒定拉力，使小物块做初速度为零的匀加速直线运动，拉力与水平方向的夹角θ=37°，小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）小物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小；（2）小物块运动过程中加速度的大小；（3）小物块运动4.0s位移的大小。2．（2019北京海淀期中反馈题）如图12所示，一个质量m＝5kg的物体放在水平地面上。对物体施加一个F=25N的拉力，使物体做初速为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角θ=37°，物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.50，sin37°=0.60，cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2。（1）求物体运动的加速度大小；（2）求物体在2.0s末的瞬时速率；（3）若在2.0s末时撤去拉力F，求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离。【名师解析】（1）设物体受摩擦力为f，支持力为N。则Nf根据牛顿第二定律有：水平方向：mafFcos竖直方向：mgFNsin4解得：50.0am/s2（2）根据运动学公式：0.1atvm/s3.(15分)（2019广东惠州第一次调研）如图（a）所示，一可视为质点的物块在t=0时刻以的速度大小滑上一固定斜面，斜面足够长，斜面的倾角，物块与斜面间的动摩擦因数。经过一段时间后物块返回斜面底端，取重力加速度。求：(1)物块向上和向下滑动过程中，物块的加速度大小；(2)物块从斜面底端出发到再次返回斜面底端所用的总时间；(3)求出物块再次返回斜面底端的速度大小，并在图（b）中画出物块在斜面上运动的整个过程中的速度时间图像，取沿斜面向上为正方向。【命题意图】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、速度图像及其相关知识点。【解题思路】25.(15分)(1)（4分）上滑过程：（1分）21=gsingcos=8m/sa（1分）下滑过程：2cossinmamgmg（1分）22=gsin-gcos=2m/sa（1分）5(3)（4分）下滑过程：222v=at=m/s4（1分）v-t图像如图所示(3分)评分标准：画v-t图时可不做计算，v-t图画的正确，但没有标注时间和速度的具体值，得2分；v-t图标注都正确，只是下滑时滑块的速度取的是正值，可得2分。4.(14分)（2019广东惠州第一次调研）由我国自主研发的嫦娥三号探测器经过一系列的变轨和姿态调整后，在距离月球表面100m处发动机向下喷气使其像直升机一样悬停一会，以选择合适的着陆地点。随后调节发动机喷气量，使探测器向下运动。当降到距离月球表面4m时，关闭发动机，在月球引力作用下，探测器以4m/s的速度垂直落到月球表面，靠着陆器的4个支架腿缓冲后实现软着陆。若已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度g的1/6，。求：(1)探测器悬停在距离月球表面100m处时，探测器的总质量M=1200kg，开动的喷气发动机的推力大小；(2)当降到距离月球表面4m时，探测器的速度大小为多少(计算结果可用根号表示)；(3)若4个支架腿与月球表面接触后，缓冲2s探测器相对月球静止，此时探测器的总质量m=1080kg，则这个过程中，月球表面对探测器的平均作用力大小为多少。【命题意图】本题考查平衡条件、匀变速直线运动规律、牛顿运动定律（或动量定理）及其相关知识点。【解题思路】(1)（4分）由平衡条件得：开动的喷气发动机的推力大小为：6（2分）（2分）（若结果为12000N，可得2分）(2)（4分）（2分）得：（2分）5.（2018浙江温州期末）原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。已知质量m=60kg的运动员原地摸高为2.05米，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5米，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.85米的高度。假设运动员起跳过程为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10m/s2．求：（1）该运动员离开地面时的速度大小为多少；（2）起跳过程中运动员对地面的压力；（3）从开始起跳到双脚落地需要多少时间？7【名师解析】（1）运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据2ah=v2可知，v==4m/s（3）起跳过程运动的时间起跳后运动的时间故运动的总时间t=t1+t2=0.65s6．（14分）图所示，在风洞实验室里，直细杆倾斜放置，一个m＝2kg小球穿在细杆上，风对小球的作用力的方向水平向右，作用力的大小恒定不变。细杆与水平面之间的倾角为θ＝37°，小球穿与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，从t＝0时刻开始，物体运动的xt与时间t的关系如图所示xtt所示（x为位移），t＝2s时关闭风洞撤去风力，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）风力F的大小；（2）物体向上运动过程中距计时点的最大距离。（3）物体由斜面最高点返回计时点的时间【参考答案】（1）32N；（2）52m；（3）52s8【名师解析】（1）由匀变速直线运动公式2012xvtat得012xvatt对照图线可知，图线在纵轴截距表示初速度，图线斜率表示112a，则有：v0＝12m/s，a1＝4m/s2在沿斜面上有1cos(cossin)FmgFma解得1cos32NcossinmgmaF（3）物体由斜面最高点返回计时点的过程中，做匀加速运动，其加速度为a3＝gsin37°-μgcos37°＝2m/s2物体由斜面最高点返回计时点的时间12232()52sxxta7．（14分）如图所示，一质量m=2kg的小球套在一根足够长的固定直杆上，直杆与水平夹角θ=37°，杆与球间的动摩擦因数μ=0.5，t=0时小球在水平向左的拉力F作用下从A点由静止出发沿杆开始做匀加速运动．加速度大小a1=2m/s2，小球运动t1=5s到达P点（没画出）后撤去拉力F，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．9（1）求力F的大小；（2）求撤去力F后，再经过2.5s，小球的距离出发点A的距离（3）小球运动到距离P点4m处时，小球的运动时间（可用根式）【参考答案】（1）48N；（2）27.75m；（3）3015s5或7s或9s【名师解析】（1）对小球受力分析，由牛顿第二定律得：在平行斜面方向上有：1FcosmgsinfFma①垂直斜面方向上有：Fsinmgcos0NF②其中：fFN③联立①②③解得：48NF；(3)小球运动到距离P点4m有三次：(a)第一次是沿杆向上运动经过P点上方4m处；(b)第二次是球沿杆向下运动经过P点上方4m处；(c)第三次是向下运动经过P点下方4m处。（a）撤去外力后，再沿杆向上运动4m由位移公式得：24142412xvtat，解得4515s5t，所以，第一次沿杆向上运动经过P点上方4m处，小球的运动时间5143015s5tttt5=t1+t4=5.5s10