考点知识方法解读】
牛顿运动定律与生活生产实际密切相关,与牛顿运动定律相关的实际问题可建立恰当的物理模型,选择研究对象进行受力分析,利用牛顿运动定律和相关知识列方程解答。
最新三年高考物理精选解析】
1.(2012·江苏物理)如图所示,一夹子夹住木块,在力f作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m和m,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动,力f的最大值是。
a. b.
c. -m+m)g
d. +m+m)g
1.【答案】:a
解析】:对整体,由牛顿第二定律,f-(m+m)g=(m+m)a,隔离木块m,由牛顿第二定律,2f-mg=ma,联立解得:f=,选项a正确。
考点定位】此题考查整体法隔离法受力分析和牛顿第二定律。
2(2010上海物理)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。
答案】a点评】此题考查受恒定空气阻力的抛体问题,涉及的知识点有牛顿运动定律和运动学公式及其相关知识。
3.(2010海南物理)在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ.则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为。
a. b. c. d.
解析】木板水平放置时,小物块的加速度a1=μg,设滑行初速度为v0,则滑行时间为;木板改成倾角为45°的斜面后,小物块上滑的加速度大小a2=g(sin +μcos)=(1+μ)g/2,滑行时间,因此,选项a正确。
答案】a点评】考查牛顿第二定律和直线运动规律的应用。要注意木板平放与倾斜放置时小物块受力情况不同,运动的加速度不同。
4. (2009·安徽理综)在2023年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了**上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。
一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。
当运动员与吊椅一起正以加速度上升时,试求。
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
答案:440n,275n
解析:解法一:(1)设运动员受到绳向上的拉力为f,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是f。
对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:2f –(m+m)g=(m+m)a
解得:f=440n。
由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力f‘=440n。
2)设吊椅对运动员的支持力为fn,对运动员进行受力分析如图所示,则有:f+fn-mg=ma,解得:fn=275n。
由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为275n
解法二:设运动员和吊椅的质量分别为m和m;运动员竖直向下的拉力为f,对吊椅的压力大小为fn。
根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为f,吊椅对运动员的支持力为fn。分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律。
f+fn-mg=ma
f-fn-mg=ma
由得 f=440n, fn=275n
5.(14分)
(2012·安徽理综) 质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的v-t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。
该球受到的空气阻力大小恒为f,取=10 m/s2, 求:
1)弹性球受到的空气阻力f的大小;
2)弹性球第一次碰撞后**的高度h。
解得a2=12m/s2。
于是有0- v22=-2 a2h,解得碰撞后**的高度h=m。
考点定位】此题考查v-t图象、牛顿第二定律及其相关知识。
6.(16分) (2012·浙江理综)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“a鱼”和“b鱼”,如图所示。在高出水面h处分别静止释放“a鱼”和“b鱼”,“a鱼”竖直下潜ha后速度减小为零,“b鱼”竖直下潜hb后速度减小为零。
“鱼” 在水中运动时,除受重力外,还受到浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 10/9 倍,重力加速度为g, “鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。
求:1)“a鱼”入水瞬间的速度va;
2)“a鱼”在水中运动时所受阻力fa;
3)“a鱼”和“b鱼”在水中运动时所受阻力之比fa∶fb 。
6.【解析】(1)“a鱼”入水前做自由落体运动,由va2=2gh,解得“a鱼”入水前瞬间的速度va=。
3)考虑到 “b鱼”的受力运动情况与 “a鱼”相似,有。
fb=mg(-)
解得“a鱼”和“b鱼”在水中运动时所受阻力之比: =
7.(19分)(2012·重庆理综)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。
比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g。
1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式;
3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件。
大小为a’,有。
fsinβ=ma’,设匀速跑阶段所用时间为t,有:t=-,球不从球拍上掉落的条件为 a’t2≤r。
解得sinβ≤cosθ0。
考点定位】此题考查平衡条件牛顿运动定律及其相关知识。
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