（山东专用）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(山东专用)A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组五年高考考点一对牛顿运动定律的理解1.(2013山东理综,14,5分)(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有 ()A.力不是维持物体运动的原因B.物体之间普遍存在相互吸引力C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D.物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反答案AC伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持,A正确;伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时,重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢,轻的物体会因重的物体拖动而下落变快,即二者一起下落快慢应介于单独下落时之间,而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快,从而由逻辑上否定了重物比轻物下落快的结论,并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律,C正确;物体间普遍存在相互吸引力与物体间相互作用力的规律是牛顿总结的,对应万有引力定律与牛顿第三定律,故B、D皆错误。2.(2016课标Ⅰ,18,6分)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则 ()A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变答案BC由题意知此恒力即为质点所受合外力,若原速度与该恒力在一条直线上,则质点做匀变速直线运动,质点单位时间内速率的变化量总是不变的;原速度与该恒力不在一条直线上,则质点做匀变速曲线运动,速度与恒力间夹角逐渐减小,质点单位时间内速度的变化量是不变的,但速率的变化量是变化的,A、D项错误,B项正确;由牛顿第二定律知,质点加速度的方向总与该恒力方向相同,C项正确。易错点拨理解速度变化量与速率变化量的区别。解题思路正确解题应明确以下几点:①恒力即为质点所受合外力;②v0与F恒的方向关系,二者夹角不确定;③质点所受合外力恒定,则做匀变速运动。解题关键①明确力与运动的关系。②质点由匀速直线运动变为匀变速运动。③匀变速运动可以是直线运动也可以是曲线运动。④匀变速运动有三个一定,即合外力一定、加速度一定、相同时间内速度变化量一定。考点二牛顿运动定律的综合应用3.(2018课标Ⅰ,15,6分)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之间关系的图像可能正确的是 ()  答案A本题考查胡克定律、共点力的平衡及牛顿第二定律。设系统静止时弹簧压缩量为x0,由胡克定律和平衡条件得mg=kx0。力F作用在P上后,物块受重力、弹力和F,向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得,F+k(x0-x)-mg=ma。联立以上两式得F=kx+ma,所以F-x图像中图线是一条不过原点的倾斜直线,故A正确。易错点拨注意胡克定律中形变量的含义胡克定律中的形变量指的是压缩量或伸长量。本题中x表示P离开静止位置的位移,此时的形变量为x0-x而不是x。4.(2015课标Ⅰ,20,6分,0.677)(多选)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ACD设物块的质量为m、斜面的倾角为θ,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,物块沿斜面上滑和下滑时的加速度大小分别为a1和a2,根据牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,mgsinθ-μmgcosθ=ma2。再结合v-t图线斜率的物理意义有:a1= ,a2= 。由上述四式可见,无法求出m,可以求出θ、μ,故B错,A、C均正确。0~t1时间内的v-t图线与横轴包围的面积大小等于物块沿斜面上滑的最大距离,θ已求出,故可以求出物块上滑的最大高度,故D正确。01vt11vt解题关键①v-t图线斜率的绝对值等于加速度大小,②v-t图线与横轴所围的面积大小等于位移的大小。温馨提示①0~t1时间内加速度a1大于t1~2t1时间内的加速度a2,0~t1为上滑阶段,t1~2t1为下滑阶段。②没有明确斜面是否光滑,则不能主观忽略摩擦力。③在正确受力分析的前提下,列出上滑和下滑两个阶段的动力学方程。5.(2013山东理综,22,15分)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ= 。重力加速度g取10m/s2。 (1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?33答案(1)3m/s28m/s(2)30° N1335解析(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得L=v0t+ at2 ①v=v0+at ②联立①②式,代入数据得a=3m/s2 ③v=8m/s④(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得 Fcosα-mgsinθ-Ff=ma ⑤12Fsinα+FN-mgcosθ=0 ⑥又Ff=μFN⑦联立⑤⑥⑦式得F=  ⑧由数学知识得cosα+ sinα= sin(60°+α) ⑨由⑧⑨式可知对应F最小时与斜面间的夹角α=30° ⑩联立③⑧⑩式,代入数据得F的最小值为Fmin= N (sincos)cossinmgθμθmaαμα332331335B组课标Ⅱ、Ⅲ及其他省(区、市)卷题组考点一对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、科学态度等素养要求,渗透了关注社会发展、科技进步等价值观念。由于物理常量与环境和测量方式等因素无关,故用来定义基本单位时也不受环境、测量方式等因素的影响,A正确。由题意可知,t、ν的单位已定义,真空中光速c、基本电荷e、普朗克常量h均为基本物理常量,故可分别用l=vt、I=q/t、hν=mc2来定义长度单位m、电流单位A及质量单位kg,B、C正确,D错误。2.(2017上海单科,5,3分)如图,在匀强电场中,悬线一端固定于地面,另一端拉住一个带电小球,使之处于静止状态。忽略空气阻力,当悬线断裂后,小球将做 () A.曲线运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.变加速直线运动答案C本题考查力与运动的关系。在悬线断裂前,小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态,故重力与电场力的合力与拉力等值反向。悬线断裂后,小球所受重力与电场力的合力大小、方向均不变,故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动,C项正确。解题关键解答本题,关键是分析清楚悬线断裂后,重力和电场力合力的大小、方向均不发生变化。3.(2017上海单科,6,3分)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时,水面形状接近于图 () 答案A当火车向右做匀减速运动时,碗内的水由于惯性,保持原来较大的速度向右运动,则只有图A所示的情形符合要求,故A正确。一题多解“微元体”的选取由于液体内任一部分所受合力水平向左,故可在液体内部任意位置取一个立方体,则右侧面处的压强必大于左侧面处的压强,由液体的压强公式p=ρgh可知,液体内同一水平线上各点从左到右距液面高度依次增大,故A正确。4.(2019天津理综,9,18分)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h定义,“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.63×10-34,根据能量子定义,h的单位是,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为。答案J·skg·m2/s解析本题考查国际单位制中普朗克常量h的导出单位。能量E=hν,则h=E/ν,故h的单位为J·s。由W=Fs=mas可知,1J=1kg·(m/s2)·m,故1J·s=1kg·m2/s。知识链接国际单位制中的力学基本单位为kg、m、s,由物理规律(公式),以基本单位为基础推导出的单位为导出单位。考点二牛顿运动定律的综合应用5.(2019课标Ⅲ,20,6分)(多选)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 () 图(a) 图(b)图(c)A.木板的质量为1kgB.2s~4s内,力F的大小为0.4NC.0~2s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2答案AB本题考查牛顿运动定律的综合应用,体现了物理学科科学推理的核心素养。分析知木板受到的摩擦力f'=f。0~2s,木板静止,F=f',F逐渐增大,所以C错误。4~5s,木板加速度大小a2= m/s2=0.2m/s2,对木板受力分析,f'=ma2=0.2N,得m=1kg,所以A正确。2~4s,对木板有F-f'=ma1,F=f'+ma1=0.2N+1× N=0.4N,所以B正确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小,仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。0.40.210.402思路分析以木板为研究对象,通过f-t与v-t图像对相应过程进行受力分析、运动分析,列方程解出相应的问题。6.(2015课标Ⅱ,20,6分,0.450)(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 ()A.8B.10C.15D.1823答案BC如图所示,假设挂钩P、Q东边有x节车厢,西边有y节车厢,每节车厢质量为m。当向东行驶时,以y节车厢为研究对象,则有F=mya;当向西行驶时,以x节车厢为研究对象,则有F= mxa,联立两式有y= x。可见,列车总节数N=x+y= x,设x=3n(n=1,2,3…),则N=5n,故可知选项B、C正确。 232353温馨提示①画好情景草图。②明确研究对象,向东行驶时,研究对象为Q西边车厢,向西行驶时,研究对象为P东边车厢。③根据牛顿第二定律列式。④车