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年份题号·考点·情景图方法·技巧201121.板块模型问题隔离法受力分析,应用牛顿第二定律分析201223.实验:验证牛顿第二定律2010~2019年高考全国卷考情一览表年份题号·考点·情景图方法·技巧20131卷21.动力学问题分析22.实验:测定物块与水平桌面间的摩擦因数21.平均速度法求瞬时速度2卷14.动力学的F-a图象问题25.板块模型问题(v-t图象告诉运动情景)24.应用牛顿第二定律列式,确定变量之间的关系25.隔离法受力分析,应用牛顿第二定律分析年份题号·考点·情景图方法·技巧20141卷17.连接体的动力学问题22.验证牛顿第二定律24.牛顿运动定律和运动学公式的应用17.利用好悬点的几何关系22.从原型实验迁移的思维分析2卷24.牛顿运动定律和运动学公式的应用动力学方法的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20151卷20.单个物体的动力学问题25.板块模型问题20.挖掘图象隐含信息2卷20.应用牛顿第二定律解决连接体问题22.实验:测量物块与斜面的动摩擦因数25.板块模型问题第22题图第25题图20.整体和隔离法的应用25.应用动力学方法分析考点10考点11考点12考点13考点14考点10牛顿定律的理解和应用答案P2161.(2019·浙江,12,3分,难度★)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木ρ水ρ铁)(D)A.A球将向上运动,B、C球将向下运动B.A、B球将向上运动,C球不动C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动考点10考点11考点12考点13考点14解析小球受到重力、弹力以及浮力作用,处于静止状态.A球的重力大于浮力,所受弹力向上。B、C两球的重力小于浮力,所受弹力向下。剪断绳以后,重力全部用来改变运动状态,浮力消失。A、B、C三球及水杯的重力在竖直方向产生相同的加速度,相对运动由弹力产生,A球所受弹力向上,相对于杯底向上运动,B球所受弹力向下,相对于杯底向下运动,C球所受弹力瞬间消失,相对于杯底无运动,故选D。考点10考点11考点12考点13考点14科学思维2.(2018·全国1,15,6分,难度★★)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是(A)考点10考点11考点12考点13考点14解析选物块P为研究对象进行受力分析,根据牛顿第二定律F+FN-mg=ma,系统原处于静止状态,则F0=ma,F由开始随x增加,FN变小,F变大,选项A正确。考点10考点11考点12考点13考点143.(2016·上海,4,4分,难度★)如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的(D)A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向解析根据牛顿第二定律,物体所受的合外力方向和加速度方向相同,小球随小车一起向右做匀加速运动,加速度沿OD方向,所以合外力沿OD方向,D选项正确。考点10考点11考点12考点13考点144.(2015·全国2,20,6分,难度★)(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时,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(BC)A.8B.10C.15D.18解析设这列车厢的总节数为n,每节车厢质量为m,从P、Q处将车厢分成东、西两部分,东边为x节,西边为(n-x)节,这列车厢以加速度a向东行驶时,F=(n-x)m·a;以加速度向西行驶时F=xm·a,联立得3n=5x,因为n、x取正整数,故选项B、C正确。232𝑎323考点10考点11考点12考点13考点145.(2015·海南,8,5分,难度★★)(多选)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。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间(AC)A.a1=3gB.a1=0C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2解析细线剪断前,a受细线向上的拉力F1=3mg,还受重力mg以及弹簧S1向下的拉力F2=2mg。细线剪断瞬间,线的拉力F1突然消失,但弹簧S1对其拉力不能突变。此时,a受的合力F=3mg,方向向下,由F=ma知,其加速度大小a1=3g,故A正确,B错误。此瞬间因弹簧形变未来得及发生改变,此时仍有,所以Δl1=2Δl2,故C正确,D错误。科学思维Δl1=2mgk,Δl2=mgk考点10考点11考点12考点13考点146.(2015·海南,9,5分,难度★★)(多选)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时(BD)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考点10考点11考点12考点13考点14解析升降机加速上升时,物体将出现超重现象,故物体对斜面的压力增大,B正确;由Ff=μFN知,物体与斜面间的摩擦力也增大,故A错误;开始,升降机匀速运动,物体相对斜面匀速下滑,由力的平衡知Gsinθ=μGcosθ,其中G为重力,θ为斜面与水平面的夹角,可见最初匀速下滑是因为满足sinθ=μcosθ或μ=tanθ这一条件,而与物体重力无关。升降机加速上升时,以升降机为参考系,电梯内物体超重,这仅仅是相当于重力增大了,但因满足了μ=tanθ这一条件,故物体相对斜面仍匀速下滑,因此C错误,D正确。考点10考点11考点12考点13考点147.(2014·全国1,17,6分,难度★★)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的高度(A)A.一定升高B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定解析小车静止时,对小球受力分析,得kx1=mg(k为橡皮筋的劲度系数),此时橡皮筋长度为l1=l0+x1=l0+mgk(l0为橡皮筋的原长);小球稳定时,设橡皮筋与竖直方向夹角为θ,对小球受力分析得,竖直方向有kx2cosθ=mg,此时橡皮筋长度为l2=l0+x2,橡皮筋在竖直方向的长度为l2cosθ=l0cosθ+mgk;根据l1l2cosθ可知,小球的高度升高,A项正确。考点10考点11考点12考点13考点148.(2014·北京,19,6分,难度★)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是(A)A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小考点10考点11考点12考点13考点14解析当斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿斜面上升的最高位置依次升高。对比三次实验结果,根据把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法可知,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,小球能够上升到与O点等高的位置,故最直接的结论是选项A;B、C、D中的结论从题目中不可以直接得出,故排除。考点10考点11考点12考点13考点149.(2014·北京,18,6分,难度★)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是(D)A.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度解析物体在手掌的推力作用下,由静止竖直向上加速时,物体处于超重状态。当物体离开手的瞬间,只受重力作用,物体的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,故A、B、C错误;物体离开手的前一时刻,手与物体具有相同的速度,物体离开手的下一时刻,手的速度小于物体的速度,即在物体离开手的瞬间这段相同的时间内,手的速度变化量大于物体的速度变化量,故手的加速度大于物体的加速度,也就是手的加速度大于重力加速度,故D正确。考点10考点11考点12考点13考点1410.(2012·安徽,17,6分,难度★★)如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则(C)A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑解析根据题意,放在斜面上的物块沿斜面以加速度a匀加速下滑,在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma①,在物块上施加竖直向下的力F后,在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有(mg+F)sinθ-μ(mg+F)cosθ=ma0②,由①②易知a0a,选项C正确,选项A、B、D错误。考点10考点11考点12考点13考点1411.(2013·福建,21,18分,难度★★★)质量为M、长为L的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g,不计空气影响。(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小;(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示。①求此状态下杆的加速度大小a;②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?3甲乙考点10考点11考点12考点13考点14答案(1)64mg(2)①33g②233(M+m)g,与水平方向成60°斜向上解析(1)如图1,设平衡时,绳中拉力为FT,有2FTcosθ-mg=0①由图知cosθ=63②由①②式解得FT=64mg③图1图2考点10考点11考点12考点13考点14(2)①此时,对小铁环受力分析如图2,有FT'sinθ'=ma④FT″+FT'cosθ'-mg=0⑤由图知θ'=60°,代入④⑤式解得a=33g⑥②如图3,设外力F与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有Fcosα=(M+m)a⑦Fsinα-(M+m)g=0⑧由⑥⑦⑧式解得F=233(M+m)gtanα=3(或α=60°)图3考点10考点11考点12考点13考点14考点11动力学图象问题答案P21612.(2019·全国3,20,6分,难度★★)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由题给数据可以得出(AB)考点10考点11考点12考点13考点14A.木板的质量为1kgB.2s