2016年高考物理最新模拟题分类解析 专题03 牛顿运动定律(第01期)(解析版)

1．（2016河南开封一模）以初速度v竖直向上抛出一小球，小球所受空气阻力与速度的大小成正比，下列图象中，能正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是( )

【参考答案】．A

【命题意图】本题考查了受到空气阻力的抛体运动和速度图象等知识点。

【解题思路】由于小球所受空气阻力与速度的大小成正比，上升阶段，由牛顿第二定律有：mg+kv=ma，刚抛出时，速度最大，所受空气阻力最大，加速度最大，速度图象斜率最大。随着小球上升，速度逐渐减小，所受空气阻力减小，加速度减小，速度图象斜率减小。下降阶段，由牛顿第二定律有：mg-kv=ma，随着速度的增大，所受空气阻力增大，加速度减小，速度图象斜率减小。根据上述分析可知，能正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是图象A。

2．(2016山东淄博模拟)如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水

平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力f m与滑动摩擦力大小相等，则

A．0～t l时间内物块A的加速度逐渐增大

B．t2时刻物块A的加速度最大

C．t3时刻物块A的速度最大

D．t2~t4时间内物块A一直做减速运动

【参考答案】．BC

【命题意图】本题考查了摩擦力、牛顿运动定律，力图象及其相关的知识点。

【解题思路】0～t l时间内物块A受到的静摩擦力逐渐增大，物块处于静止状态，选项A错误。t2时刻物块A 受到的拉力F最大，物块A的加速度最大，选项B正确。t3时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力，加速度减小到零，物块A的速度最大，选项C正确。t2~t3时间内物块A做加速度逐渐减小的加速运动，t3~t4时间内物块A一直做减速运动，选项D错误。

3．（2016山东联考）如图（甲）所示，一根粗绳AB 的长度为l ，其质量均匀分布，在水平外力F 的作用下，沿水平面做匀加速直线运动．绳上距B 端x 处的张力

T 与x 的关系如图（乙）所示．下列说法中正确的是( )

A ．粗绳可能受到摩擦力作用

B ．粗绳一定不受摩擦力作用

C ．可以求出粗绳的质量

D ．可以求出粗绳运动的加速度

【参考答案】A

4.（多选）如图所示的装置为在摩擦力不计的水平桌面上放一为Kg 5=乙m 的盒子乙，乙内放置一质量为

kg 1=丙m 的滑块丙，跨过光滑的定滑轮用一质量不计的细绳拴接一质量为Kg 2=甲m 的物块甲与乙相连

接，其中连接乙的细绳与水平桌面平行。现由静止释放物块甲，在以后的过程中，盒子乙与滑块丙之间没有相对运动，假设整个运动过程中盒子始终没离开水平桌面，重力加速度2s /m 10=g 。则（ ）

A ．细绳对盒子的拉力大小为N 20

B ．盒子的加速度大小为2

s /2.5m C ．盒子对滑块丙的摩擦力大小为N 5.2 D ．定滑轮受到细绳的作用力为N 30 【参考答案】BC

【名师解析】 假设绳子拉力为F T ，根据牛顿第二定律，对甲，有：m 1g －F T ＝m 1a ；对乙和丙组成的整体，

有：F T ＝(M ＋m 2)a ；联立解得：F T ＝15 N ；a ＝2.5 m/s 2

，A 错误B 正确；对滑块受力分析，受重力、支持力

和静摩擦力，根据牛顿第二定律，有：f ＝m 2a ＝1×2.5＝2.5 N ，C 正确；绳子的张力为15 N ，由于滑轮两侧绳子垂直，根据平行四边形定则，其对滑轮的作用力为N 251，以D 错误．答案：BC 。

5.（多选）在水平面上静止地放一足够长的长木板N ，将一铁块M 放在长木板上，在长木板的右端加一水平向右的拉力F ，拉力的大小由零逐渐增大。已知长木板的质量为m 2、铁块的质量为m ，滑块与长木板间的动摩擦因数为μ、长木板与水平面间的动摩擦因数为μ5.0，且满足最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度用g 表示。则（ ）

A ．如果外力mg F μ2<，则铁块与长木板静止在水平面上不动

B ．如果外力mg F μ2

5=，则铁块的加速度大小为g μ31

C ．如果外力mg F μ3>，则铁块与长木板之间有相对运动

D ．在逐渐增大外力F 的过程中，铁块加速度的最大值为g μ

【参考答案】

BCD

6．（9分）（2016北京石景山期末）如图甲所示，质量为2kg

的木板B 静止在水平面上。某时刻物块A （可视为质点）从木板的左侧沿木板上表面滑上木板，初速度v 0=4m/s 。此后A 和B 运动的v -t 图象如图乙所示，

取重力加速度g=10m/s 2

，求：

图

15

图甲 A

（1）A 与B 上表面之间的动摩擦因数μ1； （2）B 与水平面间的动摩擦因数μ2； （3）A 的质量。

7.（12分）（2016上海宝山期末）一架质量m ＝2.0×104kg 的飞机，发动机提供的推力恒为F 1，起飞速度为v M ＝100m/s ，在水平跑道上起飞时跑道至少长s 1＝400m 。现要使该飞机能在s 2＝100m 的航母跑道上起飞，需用电磁弹射器辅助。假设电磁弹射器对飞机施加恒定推力F 2，飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为f ＝1.0×104N ，求： （1）飞机发动机的推力F 1大小； （2）电磁弹射器的推力F 2大小； （3）电磁弹射器的平均输出功率P 。 【名师解析】、（12分）

（1）在地面上匀加速运动， 21

2

1m/s 5.122==s v a M

……………………………………（2分） F 1＝1ma F f +＝2.6×105N………………………………………（2分）

（2）在航母上，22

22m/s 502==s v a M

………………………………………………………（2分）

弹射器推力 F 2＝N 5.37102412??=-+F ma F f ＝7.5×105N……………（2分）

（3）平均速度 m/s 502

M

==

v v ………………………………………………………（2分） 平均功率 P ＝F 2v ＝3.75×107W …………………………（2分）

8.（10分）（2016洛阳一模）为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，某同学用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图15甲所示。他使木块以初速度v 0=4m/s 的速度沿倾角0

30θ=的斜面上滑，紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t

图线如图15乙所示。g 取10m/s 2

。求：

（1）木块与斜面间的动摩擦因数μ； （2）木块回到出发点时的速度大小v 。

【命题意图】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关的知识点。

（2）物体上滑始末速度为0的匀减速运动，得

2102a x v = ---------------------------------------------------（1分）

下滑过程中由牛顿第二定律得：

2sin cos mg mg ma θμθ-=

222/a m s =--------------------------------------------------（2分）

图15

下滑至出发点为初速度为0的匀加速运动，得222a x v =-----------------（1分） 联立解得 V=2m/s -----------------------------------------（1分）

9.（2016四川宜宾一模）宜宾市某中学阳光体育活动跑操过程如图所示。环形跑道由矩形ABCD 和两个半圆BEC 、DFA 组成。已知AB 长L ，AD 长d 。跑操时，学生均匀地排列在环形跑道上以相同的方式整齐地跑动。某人用遥控直升机下悬挂质量为m 的摄像机拍摄跑操情况。开始时遥控直升机悬停在C 点正上方。

（1）小王在跑操前正好站在A 点，听到起跑命令后从静止开始沿AB 方向做匀加速直线运动，到达AB 中点时速度达到v ，然后匀速率跑动。求小王跑完一圈所用的时间；

（2）若遥控直升机从C 点正上方运动到D 点正上方经历的时间为t ，直升飞机的运动视作水平方向的匀加速直线运动。在拍摄过程中悬挂摄影机的轻绳与竖直方向的夹角始终为β，假设空气对摄像机的作用力始终水平。试计算这段时间内空气对摄像机作用力的大小。

(2)由C 到D 有2

2

1at L =

设摄像机受到的风力为F ，绳子拉力为T ，重力为mg 。则 Tsin β-F=ma Tcos β=mg

由 得)2tan (2

t L g m F -

=β 10．（12分）（2016南京六校联考）一质量m ＝0.5kg 的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30o足够长的斜面，某同学利用DIS 实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，

如图所示为通过计算机绘制

E

出的滑块上滑过程的v －t 图。求：（g 取10m/s 2） （1）滑块冲上斜面过程中的加速度大小； （2）滑块与斜面间的动摩擦因数； （3）判断滑块最后能否返回斜面底端？若能

返回，求出返回斜面底端时的动能；若不能

返回，求出滑块停在什么位置。

【名师解析】（1）滑块的加速度

20612(m/s )0.5

v a t ?-=

==? 4分 （2）物体在冲上斜面过程中sin cos mg mg ma θμθ+= 2分

sin 300.81cos30a g g μ-=

==

） 2分

（3）滑块速度减小到零时，重力的分力小于最大静摩擦力，不能再下滑。 2分

2206 1.5(m)2212

v s a ===?滑块停在距底端1.5m 处。 2分

11.（2016东北五校联考）如图所示，通过一个定滑轮用轻绳两端各栓接质量均为m 的物体A 、B （视为质点），其中

连接物体A 的轻绳水平（绳足够长），物体A 的下边放一个足够长的水平传送带，其顺时针转动的速度恒定为v ，物体A 与传送带之间的动摩擦因数为0.25；现将物体A 以2v 0速度从左端MN 的标志线冲上传送带，重力加速度为g 。试回答：

（1）若传送带的速度v =v 0时，物体A 运动到距左端MN 标志线的最远距离？

（2）若传送带的速度取（0＜v ＜2v 0）范围某一确定值时，可使物体A 运动到距左端MN 标志线的距离最远时，

与传送带因摩擦产生的内能最小，求：此时传送带的速度v =?；摩擦产生的内能的最小值是多少？

（2）物体A 向右减速到v 时的时间：1

2a v v t --=

；（1分） 物体A 向右减速到v 0时相对传送带向前的位移为△x 1，由运动学公式： ()()

g

v v v v t v a v v x 5444222

021

2

201+-=

?--=

? （1分） 物体A 向右由v 减速到零时，相对传送带向后的位移为△x 2，由运动学公式：

g v a v a v v x 34202

2222=-???

? ??-?=? （1分）

物体A 与传送带因摩擦产生的内能：

()()

200221332154v v v v m x x mg Q +-=

?+??=μ （2分） 对二次函数求极值得：当043v v =时，产生的内能最小：2

0min 20

3mv Q = （1分）

12、（9分）(2015河南三门峡模拟)如图，一木块通过长度忽略不计的绳固定在小车的前壁上，小车表面光滑。某时刻小车由静止开始向右匀加速运动，经过2s，细绳断裂。细绳断裂后，小车的加速度不变，又经过一段时间，滑块从小车左端刚好掉下，在这段时间内，已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m；后3s内滑行了10.5m。

（1）小车的加速度多大?

（2）从绳断到滑块离开车尾所用时间是多少?

（3）小车的长度是多少?

12.【答案】（1）1m/s2（2）5s（3）12.5m

【名师解析】

解得：v1′=4m/s

由此说明后3s实际上是从绳断后2s开始的，滑块与小车相对运动的总时间为：t总=5s．

（3）小车底板总长为：L=s车-s滑=v1t总2总-v1t总2总

13.（12分）（2016上海奉贤期末）如图所示，用同种材料制成的粗糙程度相同的斜面和长水平面，斜面倾

角为θ＝37°，斜面长L ＝20m 且固定，当一小物块从斜面顶端以初速度v 0＝2m/s 沿斜面下滑，则经过t 0＝5s 后小物块停在斜面上，不考虑小物块到达斜面底端时因碰撞损失的能量，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g ＝10m/s 2）

（1）小物块与斜面间的动摩擦因数μ；

（2）当小物块以初速度v 沿斜面下滑，写出物块从开始运动到最终停下的时间t 与初速度v 的函数关系式。

（2）（8分）讨论：

①若停在斜面上，当恰好停在斜面底端时4m/s m/s 204.0221=??==L a v 当4m/s ≤v 时，物块停在斜面上，)s (5.21

v a v

t ==

（3分） ②若停在水平面上，即4m/s >v 时， 物体在水平面上的加速度为22m/s 8===g m

mg

a μμ，

物体达到底端的速度为m/s 16m/s 204.02222121-=??-=-=

v v L a v v

在斜面上运动时间)s (4.016

2111--=-=v v a v v t ，

物体在水平面上运动时间为)s (8

16

2212-==v a v t ，

总时间为)s (8

1619208164.01622221--=-+--=

+=v v v v v t t t （3分） 物块从开始运动到最终停下的时间t 与初速度v 的函数关系式 t ＝2.5v （s ）（v ≤4m/s ）

t ＝20v －19v 2－16

8

（s ）（v ＞4m/s