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专题三 牛顿运动定律

专题三牛顿运动定律【2013山东卷14】伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法,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【解析】伽利略用理想斜面实验指出力不是维持物体运动的原因,A选项正确,万有引力是牛顿提出的,B错;伽利略在研究自由落体运动是指出忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快,C对;牛顿第三定律总结了作用力和反作用力的关系,D错。

【2013海南7】科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。

下列说法符合历史事实的是( )A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质【答案】BCD【解析】亚里士多德认为运动不需要力来维持,伽利略认为力是改变物体运动状态的原因,A错;伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B对;笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,C对;牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

【2013新课标14】右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。

表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离.第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。

撤据表中的数据,伽利略可以得出的结论是A 物体具有惯性B 斜面倾角一定时,加速度与质量无关C 物体运动的距离与时间的平方成正比D 物体运动的加速度与重力加速度成正比【答案】C【解析】分析表中数据,发现物体运动的距离之比近似等于时间平方之比,所以C选项正确。

【2013·重庆卷4】题4图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ题4图2 题4图1 的光滑斜面滑下,然后在不同的θ角条件下进行多次实验,最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。

分析该实验可知,小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y 随θ变化的图像分别对应题4图2中的A .①、②和③B .③、②和①C .②、③和①D .③、①和②【答案】B【解析】本题考查物体的受力分析和图像问题,考查学生的综合分析能力.由图可知:小球对斜面的压力F N =mgcosθ,其最大值F m =mg ,故比值y F =F NF m =cosθ为图像③;小球运动的加速度a =gsinθ,其最大值a m =g ,故比值y a =aa m =sinθ为图像②;整个过程重力不变,重力加速度不变,比值y g =1为图像①,故选项B 正确.【2013新课标Ⅱ14】一物块静止在粗糙的水平桌面上。

从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用。

假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

以a 表示物块的加速度大小,F 表示水平拉力的大小。

能正确描述F 与a 之间的关系的图像是【答案】C【解析】当0m F f <<时,物块始终静止,加速度为0;当m F f >时,物块做加速运动运动,由牛顿第二定律可得m F f ma -=,又m f mg μ=,则有F ma mg μ=+,故选项C 正确。

【2013上海16】汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地。

汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。

汽车在驶入沙地前己做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s 随时间t的变化关系可能是【答案】A【解析】初始汽车在驶入沙地前己做匀速直线运动,在驶入沙地后,由于阻力增大,速度减小,驶出沙地后阻力减小,速度重新增大,但是在速度重新达到最大前,图线斜率不超过初始斜率,在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s 随时间t 的变化关系可能是A 。

【2013新课标Ⅱ15】如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用,F 平行于斜面向上。

若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0).由此可求出A .物块的质量 B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力 C.物块对斜面的正压力 【答案】C【解析】设物块受到的最大静摩擦力为f ,对物块受力分析可知,若f 的方向沿斜面向下,有1sin F mg f θ=+①;若f 的方向沿斜面向上,有2sin F f mg θ+=②,由最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知cos f mg μθ=③,由①②可求得f 的值,而物块的质量m 、斜面的倾角θ无法求出,故物块对斜面的正压力(cos N mg θ=)也无法求出。

本题选C 。

【2013浙江卷19】如图所示,总质量为460kg 的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s 2,当热气球上升到180m 时,以5m/s 的速度向上匀速运动。

若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s 2 。

关于热气球,下列说法正确的是A .所受浮力大小为4830NB .加速上升过程中所受空气阻力保持不变C .从地面开始上升10s 后的速度大小为5m/sD .以5m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为230N 【答案】AD【解析】对初始状态ma -mg F =浮,则所受浮力大小为4830N ,A 对;上升过程空气阻力不断增大气球的加速度逐渐减小,B 错;由于气球初始阶段为变加速运动无法确定开始上升10s 后的速度大小,C 错;以5m/s 匀速上升时阻浮F -mg F =,阻F =230N ,D 对。

【2013海南卷】一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。

在此过程中,其它力保持不变,则质点的加速度大小a 和速度大小v 的变化情况是A .a 和v 都始终增大B .a 和v 都先增大后减小C .a 先增大后减小,v 始终增大D .a 和v 都先减小后增大【答案】C【解析】当其中一个力的大小逐渐减小到零时,质点所受合力方向与这个力的方向相反,大小在增大,根据牛顿第二定律F ma =,所以加速度一直增大,加速度的方向与速度相同,所以速度一直增大;当这个力再沿原方向逐渐恢复到原来的大小时,合力减小到零,所以加速度减小到零,而所受合力方向与这个力的方向仍然相反,与速度方向相同,所以速度一直增大,C 项对。

【2013海南2】一质点受多个力的作用,处于静止状态。

现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。

在此过程中,其它力保持不变,则质点的加速度大小a 和速度大小v 的变化情况是 ( )A .a 和v 都始终增大B .a 和v 都先增大后减小C .a 先增大后减小,v 始终增大D .a 和v 都先减小后增大 【答案】C 【解析】合外力先增大后减小,故加速度先增大后减小,加速度始终与速度方向相同,故一直加速,C 选项正确【2013安徽14】如图所示,细线的一端系一质量为m 的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行。

在斜面体以加速度a 水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T 和斜面的支持力F Ng )A .(sin cos )T m g a θθ=+ (c o s s i n N F m g a θθ=-B .(cos sin )T mg a θθ=+ (s i n c o s N F m g a θθ=- C .(cos sin )T m a g θθ=- (c o s s i n N F m g a θθ=+ D .(sin cos )T m a g θθ=- (s i n c o s N F m g a θθ=+ 【答案】A【解析】小球受力如图,根据牛顿第二定律:沿斜面方向有 sin cos T mg ma θθ-=;垂直于斜面方向上有 cos sin N mg F ma θθ-=解得:(sin cos )T m g a θθ=+;(cos sin )N F m g a θθ=-。

正确选项:A【2013·福建卷21】质量为M 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? 【解析】(1)如图1,设平衡时,绳中拉力为T ,有0cos 2=-mg T θ ①由图知36cos =θ ② 由①②式解得mg T 46=③ (2)①此时,对小铁环受力分析如图2,有 ma T =''θsin ④0cos =-''+''mg T T θ ⑤由图知060='θ 代入④⑤式解得g a 33=⑥②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a m M F )(cos +=θ ⑦ 0)(sin =+-g m M F θ ⑧由⑥⑦⑧式解得g m M F )(332+=3tan =α( 或060=α)【2013新课标24】 (13分) 水平桌面上有两个玩具车A 和B ,两者用一轻质细橡皮筋相连,存橡皮筋上有一红色标记R 。

在初始时橡皮筋处于拉直状态,A 、B 和R 分别位于直角坐标系中的(0,2l) (0,-l ,)和(0,0)点。

已知A 从静止开始沿y 轴正向做加速度太小为a 的匀加速运动:B 平行于x 轴朝x 轴正向匀速运动。

在两车此后运动的过程中,标记R 在某时刻通过点(l ,l)。

假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B 运动速度的大小。

【解析】设B 车的速度大小为v ,如图,标记R 在时刻t 通过点K (l,l ),此时A 、B 的位置分别为H 、G 。

由运动学公式,H 的纵坐标yA 、G 的横坐标xB 分别为y A =2l+21at 2① x B =vt ② 在开始运动时,R 到A 和B 的距离之比为2:1,即OE :OF=2:1 由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R 到A 和B 的距离之比都为2:1。

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