《2021版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律阶段素养提升课练习(含解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律阶段素养提升课练习(含解析)（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 1 - 牛顿运动定律阶段素养提升课 命题热点考点与题型 (1) 高考考查牛顿运动定律只有两种情况, 即已知受力求运 动和已知运动求受力, 在这两类问题中, 加速度 a 都起着桥 梁的作用。 (2) 高考命题中 , 牛顿运动定律及其应用更多的是与功和能、 动量、电场与磁场等知识点结合起来。 (3) 通过连接体、弹簧、皮带、碰撞、爆炸等方式构建一定 的物理情景 , 着重考查考生根据题设物理情景构建适当的物 理模型 , 并运用物理知识分析、解决实际问题的能力。 (1) 选择题 : 牛顿运动定律及其 应用。 (2) 实验题 : 单独考查验证牛
2、顿 运动定律。 (3) 计算题 : 牛顿运动定律与功 和能、动量、电场与磁场等知 识点结合起来的综合。 角度一考查牛顿第二定律的综合应用 【典例 1】(2017 全国卷 ) 如图 ,两个滑块A和 B的质量分别为mA=1 kg 和 mB=5 kg, 放在静止于水平地面上的木板的两端, 两者与木板间的动摩擦因数均为1=0.5; 木板 的质量为m=4 kg, 与地面间的动摩擦因数为2=0.1 。某时刻A、B两滑块开始相向滑动, 初速 度大小均为v0=3 m/s。A、B相遇时 ,A 与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 重力加速度大小g 取 10 m/s 2。求 精品文档，名师推荐！ 欢
3、迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 2 - (1)B 与木板相对静止时, 木板的速度。 (2)A 、B开始运动时 , 两者之间的距离。 【素养解读】 核心素养素养角度具体表现 科学探究问题滑块 A、B在木板上相向滑动时, 木板是否相对于地面滑动? 科学 思维 模型建构滑块、木板模型 科学推理受力分析结合牛顿第二定律、运动学公式进行分析计算 【解析】 (1) 滑块 A和 B在木板上滑动时, 木板也在地面上滑动。设A、B与木板间的摩擦力的 大小分别为f1、f2, 木板与地面间的摩擦力的大小为f3,A、B 、木板相对于地面的加速度大小分 别是 aA、aB和 a1 在滑块 B与木板达到共同速度前有:
4、f1=1mAg f2=1mBg f3=2(mA+mB+m)g 由牛顿第二定律得 f1=mAaA f2=mBaB f2-f1-f3=ma1 设在 t1时刻 ,B 与木板达到共同速度, 设大小为v1。由运动学公式有 v1=v0-aBt1 v1=a1t1 联立式, 代入数据解得: t1=0.4 s,v 1=1 m/s (2) 在 t1时间间隔内 ,B 相对于地面移动的距离 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 3 - sB=v0t1-aB 设在 B与木板达到共同速度v1后, 木板的加速度大小为a2, 对于 B与木板组成的体系, 由牛顿第 二定律有 : f1+f3=(mB+m)a
5、2 由式知,aA=aB; 再由可知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v1, 但运动 方向与木板相反, 由题意知 ,A 和 B相遇时 ,A 与木板的速度相同,设其大小为v2。设 A的速度大 小从 v1变到 v2所用时间为t2, 根据运动学公式, 对木板有 v2=v1-a2t2 对 A有 v2=-v1+aAt2 在 t2时间间隔内 ,B( 以及木板 ) 相对地面移动的距离为 s1=v1t2-a2 在(t 1+t2) 时间间隔内 ,A 相对地面移动的距离为 sA=v0(t 1+t2)-aA(t1+t2) 2 A和 B相遇时 ,A 与木板的速度也恰好相同, 因此 A和 B开始运动时 , 两
6、者之间的距离为 s0=sA+s1+sB 联立以上各式, 代入数据得s0=1.9 m 答案 : (1)1 m/s (2)1.9 m 【补偿训练】 下暴雨时 , 有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为 =37的山坡 C,上面有一质量为m的石板 B,其上下表面与斜坡平行;B 上有一碎石堆A(含有大量泥土),A 和 B均处于静止状态, 如图所示。 假设某次暴雨中,A 浸透雨 水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块), 在极短时间内,A、B间的动摩擦因数1减小为 ,B 、C间的动摩擦因数2减小为 0.5,A 、B开始运动 , 此时刻为计时起点; 在第 2 s 末,B 的上 表面突然变为光滑
7、 , 2保持不变。已知A开始运动时 ,A 离 B下边缘的距离l=27 m,C 足够长 , 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度g 取 10 m/s 2。求 : 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 4 - (1) 在 0 2 s 时间内 A和 B加速度的大小。 (2)A 在 B上总的运动时间。 【解析】 (1) 在 02 s 时间内 A的受力分析如图 N=Gcos 37=0.8mg F=Gsin 37 - 1N=0.6mg- 0.8mg=0.3mg 由牛顿第二定律可得aA=3 m/s 2 在 02 s 时间内 B的受力分析如图 NA=mgcos 37=0.8mg NC
8、=NA+mgcos 37=1.6mg fA=1NA= 0.8mg=0.3mg fC=2NC=0.51.6mg=0.8mg F=G sin37+fA-fC=0.6mg+0.3mg-0.8mg=0.1mg 由牛顿第二定律可得aB=1 m/s 2 (2)2 s时 ,vA=aAt=32 m/s=6 m/s 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 5 - vB=aBt=12 m/s=2 m/s B的上表面突然变为光滑后 aA=6 m/s 2 aB=-2 m/s 2 1 s 后 B将停止运动 ,3 s内 B运动的距离为 sB= aB(t1) 2+v Bt2+ aB(t2) 2 =3 m
9、 设 A在 B上总的运动时间为t, 则 A的位移为 sB+l=30 m,sA= aA(t1) 2+v A(t-t1)+aA(t-t1) 2=30 m 解得 t=4 s 答案 : (1)3 m/s 2 1 m/s 2 (2)4 s 角度二实验探究牛顿第二定律 【典例 2】(2016 全国卷 ) 某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外 力之间的关系。图中, 置于实验台上的长木板水平放置, 其右端固定一轻滑轮; 轻绳跨过滑轮, 一端与放在木板上的小滑车相连, 另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个, 每个 质量均为0.010 kg 。实验步骤如下: (1) 将 5 个钩码
10、全部放入小车中, 在长木板左下方垫上适当厚度的小物块, 使小车 ( 和钩码 ) 可以 在木板上匀速下滑。 (2) 将 n(依次取 n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端, 其余 N-n 个钩码仍留在小车内;用手按住 小车并使轻绳与木板平行。释放小车, 同时用传感器记录小车在时刻t 相对于其起始位置的位 移 s, 绘制 s-t图像 , 经数据处理后可得到相应的加速度a。 (3) 对应于不同的n 的 a 值见下表。 n=2 时的 s-t图像如图乙所示; 由图乙求出此时小车的加速 度( 保留 2 位有效数字 ), 将结果填入表中。 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 6
11、- n 1 2 3 4 5 a/(m s -2) 0.20 0.58 0.78 1.00 (4) 利用表中的数据在图丙中补齐数据点, 并作出 a-n 图像。从图像可以看出: 当物体质量一定 时, 物体的加速度与其所受的合外力成正比。 (5) 利用 a-n 图像求得小车 ( 空载 ) 的质量为 _kg( 保留 2 位有效数字 , 重力加速度g 取 9.8 m/s 2) 。 (6) 若以“保持木板水平”来代替步骤(1), 下列说法正确的是_ ( 填入正确选项前的标 号) 。 A.a-n 图线不再是直线 B.a-n 图线仍是直线 , 但该直线不过原点 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成
12、绩提升 - 7 - C.a-n 图线仍是直线 , 但该直线的斜率变大 【素养解读】 核心 素养 素养角度具体表现 科学 探究 问题、 证据、 解释 应用 s-t图像得出加速度 应用 a-n 图像得出实验结论 科学 思维 科学推理通过改变钩码的个数改变小车所受的拉力 科学论证画出 a-n 图像 , 当图像为过原点直线时, 证明了实验结论 质疑创新如果实验中没有平衡摩擦力, 会得到怎样的实验结果? 【解析】 (3) 由于小车做的是匀加速直线运动, 由 s= at 2, 将特殊点 (2,0.80) 代入得 a=0.40 m/s 2。 (4) 利用描点法可得如图所示图线 (5) 根据牛顿第二定律可得n
13、mg=(M+Nm)a 。代入 m=0.010 kg,n=1 、2、3、 4、5 以及相应的加速 度可求得M=0.44 kg 。 (6) 若不平衡摩擦力, 则有 nmg-M+(N-n)mg=(M+Nm)a, 解得 a=n- g, 故图线不 过原点 , 但仍然是直线, 且斜率增大 ,A 错误 ,B、C正确。 答案 : (3)0.40 (4) 见解析图(5)0.44 (6)B 、C 【补偿训练】 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 8 - 某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑 轮, 两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下: 用米尺
14、量出重锤1 底端距地面的高度H。 在重锤1 上加上质量为m的小钩码。 左手将重锤2 压在地面上 , 保持系统静止。释放重锤2, 同时右手开启秒表, 在重锤 1 落地时 停止计时 , 记录下落时间。 重复测量3 次下落时间 , 取其平均值作为测量值t 。 请回答下列问题: (1) 步骤可以减小对下落时间t 测量的 _( 选填“偶然”或“系统”) 误差。 (2) 实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多 ,主要是为了 _。 A.使 H测得更准确 B.使重锤 1 下落的时间长一些 C.使系统的总质量近似等于2M D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等 (3) 滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供
15、一些橡皮泥用于减小该误差, 可以怎么做 ? (4) 使用橡皮泥改进实验后, 重新进行实验测量, 并测出所用橡皮泥的质量为m0。用实验中的测 量量和已知量表示g, 得 g=_。 【解析】 (1) 误差是测量过程造成的, 只要不是实验原理带来的误差都属于偶然误差。 (2) 小钩码的质量m比重锤的质量M小很多时 , 系统的加速度减小, 从而导致运动时间延长,有 利于减小测量时间的误差, 故选 B。 (3) 需要保证轻拉重锤1 使它匀速运动 , 应该在重锤 1 上粘上合适的橡皮泥。 (4) 由牛顿第二定律 (2M+m+m0)a=mg, 精品文档，名师推荐！ 欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升 - 9 - 解得 a=, 又由于 H=at 2, 可得 g= 答案 : (1) 偶然(2)B (3) 在重锤 1 上粘上橡皮泥 , 调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1 能观察到 其匀速下落(4)
