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1、2017届高三物理百所名校速递分项汇编系列专题3 牛顿运动定律一、 选择题1.【南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟】在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A, B,它们的质量分别为m1，m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物拟运动的距离为d，速度为v。 则此时A. 物块B的质量满足B. 物体A的加速度为F-kdm1C. 拉力做功的瞬时功率为FvsinD. 此程中，弹簧弹性势能的增量为【答案】BD考点：牛顿第二定律的应用【名师点睛】含有弹簧的问题，往往要研究弹簧的状态，分析物
2、块的位移与弹簧压缩量和伸长量的关系是常用思路。2.【西安市长安区第一中学大学区2017届高三第三次联考】如图所示，质量为m=1kg的物块A停放在光滑的水平桌面上。现对物块施加一个水平向右的外力F，使它在水平面上作直线运动。已知外力F随时间t(单位为s）的变化关系为F=（6-2t）N，则（ ）A. 在t=3s时，物块的速度为零B. 物块向右运动的最大速度为9m/sC. 在06s内，物块的平均速度等于4.5m/sD. 物块向右运动的最大位移大于27m【答案】BD【解析】水平面光滑，物体所受的合力等于F，在0-4s内，物块的受力一直向右，一直向右做加速运动，可知3s时速度不为零，故A错误根据牛顿第二
3、定律得，a=Fm=6-2t ，a-t图线如图所示，图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，可知最大速度变化量为v63m/s9m/s，可知物体向右运动的最大速度为9m/s，故B正确物体的速度时间图线如图所示，由图线与时间轴围成的面积表示位移知，位移x69m27m，则平均速度 ，故D正确，C错误故选BD.点睛：解决本题的关键作出加速度与时间的关系图线、速度随时间的关系图线，知道a-t图线围成的面积表示速度变化量，v-t图线围成的面积表示位移。3.【哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第二次模拟考试】如图所示，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。若用x、v、a分别
4、表示滑块下滑的位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图象中能正确描述该过程的是A. B. C. D. 【答案】D4.【哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第二次模拟考试】如图所示，质量为M2 kg、长为L2 m的木板静置于光滑水平面上，在其左端放置一质量为m1 kg的小木块（可视为质点），小木块与长木板间的动摩擦因数0.2。现用一水平向右的拉力F4 N作用在小木块上，一段时间后小木块从木板另一端滑下，g取10 ms2，则A. 小木块在长木板上滑行的时间t2 sB. 上述过程中系统由于摩擦产生的热量为8 JC. 小木块滑离木板的瞬间，拉力F的瞬时功率为16 WD. 小木块在上述过程中获得的
5、动能为12 J【答案】AC【解析】物块的加速度 ；木板的加速度 ；滑出木板时：12a1t2-12a2t2=L ，解得t=2s，选项A正确；系统由于摩擦产生的热量为，选项B错误；木块滑离木板时的速度v=a1t=4m/s，则拉力的功率：P=Fv=16W，选项C正确；木块滑离木板时木块的位移：x=12a1t2=4m ，木块获得的动能： ，选项D错误；故选AC.5.【南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟】水平力F方向确定，大小随时间的变化如图a所示，用力F拉静止在水平桌面上的小物块，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度n随时间变化的图象如图b所示。重力加速度大小为l0m/s2，最大静
6、摩擦力大于滑动摩擦力。由图示可知（ ）A. 物块与水平桌面间的最大静摩擦力为3NB. 物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.1C. 物块的质量m=2kgD. 在04s时间内，合外力的冲量为12NS【答案】BD点睛:本题关键是对物体进行受力分析，再根据不同的加速度列牛顿第二定律方程要知道a-t图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量，由此求速度的变化量6.【河南省天一大联考2017届高三阶段性测试（五）】如图所示，天花板上固定有一光滑的定滑轮，绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为M的铁块；右端悬挂有两质量均为m的铁块，上下两铁块用轻质细线连接，中间夹一轻质弹簧处于压缩状态，此时细线上的张力为
7、2mg，最初系统处于静止状态。某瞬间将细线烧断，则左端铁块的加速度大小为（ ）二、A. 14g B. 13g C. 23g D. 【答案】C点睛：本题考查牛顿第二定律的应用中的连接体问题，要注意受力分析是沿绳进行的。7.【江西师范大学附属中学2017届高三3月月考】如图,水平地面上有一楔形物块a,倾角为=370,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a与b以共同速度在地面轨道的光滑段向左匀速运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时(物块a与粗糙地面间的动摩擦因数为,g=10m/s2),则( )A. 若=0.10,则细绳的拉力为零,地面对a的支
8、持力变小B. 若=0.10,则细绳的拉力变小,地面对a的支持力不变C. 若=0.75,则细绳的拉力为零,地面对a的支持力不变D. 若=0.80,则细绳的拉力变小,地面对a的支持力变小【答案】BC【解析】试题分析：本题应分匀速运动和减速运动两个过程分别对两个物体受力分析，根据共点力平衡条件和牛顿第二定律列式求解用临界条件来判定ab的相对运动情况，进而确定答案在光滑段运动时，物块a及物块b均处于平衡状态，对a、b整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡；对b受力分析，如上图，受重力、支持力、绳子的拉力，根据共点力平衡条件，有；由两式解得，FN=mgcos胃；当它们刚刚运动至轨道的粗糙段时，减速滑行，
9、系统有水平向右的加速度，而b向右的加速度最大为，此时绳对b没有拉力若渭=0.1，则物块a、b仍相对静止，竖直方向加速度为零，由牛顿第二定律得到：；由两式解得：；即绳的张力F将减小，而a对b的支持力变大；再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡，水平方向只受摩擦力，重力和支持力二力平衡，故地面对a支持力不变，故A错误B正确；若渭=0.75，a的加速度为7.5m/s2，物块b的重力和支持力正好提供其运动的加速度，故绳的拉力为零；再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡，水平方向只受摩擦力，重力和支持力二力平衡，故地面对a支持力不变，故C正确；若渭=0.8，则a的加速度为8m/s2；同理
10、可得：；联立解得，则细绳的拉力变小；再对整体受力分析可知，由C的分析可知，地面对a的支持力不变，故D错误；8.【哈尔滨市第九中学2017届高三二模】倾角为37的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k=20N/m、原长l0 =0.6m的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l =0.3m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力质量m=1kg的小车从距弹簧上端L=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动已知弹性势能Ep=12kx2，式中x为弹簧的形变量g=10m/s2，sin37=0.6关于小车和杆的运动情况，下列说法正确的是（ ）A. 小车先做匀加速
11、运动，然后做加速度逐渐减小的变加速运动，最后做匀速直线运动B. 小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的变加速运动C. 杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9mD. 杆从开始运动到完全进入槽内所用时间为0.1s【答案】ACD【解析】一开始小车受恒力向下做匀加速运动，后来接触到弹簧，合力逐渐变小，于是做加速度逐渐变小的变加速运动，最后受到弹簧轻杆的力和重力沿斜面向下的分力平衡，于是做匀速直线运动，所以B错误，A正确；当弹簧和杆整体受到的力等于静摩擦力的时候，轻杆开始滑动，此时由平衡得：弹簧压缩量有公式Ff=kx解得：x=0.3，所以杆刚要滑动时小车已通过的位移为x=x+L=0.3+0.6m=0.9
12、m，所以C正确；当弹簧的压缩量为0.3m的时候，弹簧的弹力和小车在斜面上的分力相等，此时整个系统开始做匀速运动设此速度为v，从小车开始运动到做匀速运动，有能量守恒得：mg(L+x)sinmv2+kx2，代入数据求得：v=3m/s所以杆从开始运动到完全进入槽内，则所用时间为： ，因此所用时间为0.1s，所以D正确；故选ACD点睛：本题的关键是分清小车的运动过程，特别是接触弹簧后的情况，弹力突变导致静摩擦力也跟着变，找出最后运动状态后利用能的观点即可求解9.【四川省宜宾市2017届高三二诊】如图所示，表面粗糙质量M=2kg的木板，t=0时在水平恒力F的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动，
13、加速度a=2.5m/s2t=0.5s时，将一个质量m=1kg的小铁块（可视为质点）无初速地放在木板最右端，铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半.已知铁块和木板之间的动摩擦因数渭1=0.1，木板和地面之间的动摩擦因数渭2=0.25，g10m/s2则A. 水平恒力F的大小为10NB. 铁块放上木板后，木板的加速度为2m/s2C. 铁块在木板上运动的时间为1sD. 木板的长度为1.625m【答案】AC点睛：此题关键是要搞清两个物体的运动特征及受力情况，根据牛顿第二定律求解两个物体的加速度，再联系运动学公式求解未知量。10.【河南省商丘市2017届高三第二次模拟考试】如图所示，固定轨道ABC中，在B
14、点处通过一段极短的圆弧将倾角=37的光滑斜面AB和固定水平面BC平滑连接。一小物块从A点由静止开始释放后，沿斜面AB运动，最终停在水平面BC上，已知物块与水平面BC上各处间的动摩擦因数均为0.2，物块滑过B点时的动能不损失，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，下面四幅图中，能正确反映物体的速率v随时间t变化规律的是A. B. C. D. 【答案】A11.【河南省商丘市2017届高三第二次模拟考试】如图所示，固定的光滑斜面顶端有一定滑轮，绕过定滑轮的轻绳一端与斜面底端的木块相连，另一端绕过定滑轮与一小铁球相连，小球球心与斜面顶端等高；若由静止释放木块，小球落地后不再反弹，
15、木块恰好能运动到斜面顶端；不计一切摩擦，运动过程中，木块和小球都可看做质点，已知斜面的倾角为=370，斜面顶端到地面的高度H=0.5m，重力加速度g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8，则木块上滑过程中，下列说法正确的是A. 小球的落地速度是2m/sB. 小球经0.5s落地C. 木块与小球的质量之比是5:3D. 木块加速阶段的平均速度大于减速阶段的平均速度【答案】AB12.【湖北省六校联合体2017届高三4月联考理科综合】某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力的作用，以10m/s2的加速度做匀加速直线运动，其中F1与加速度的方向的夹角为37，某时刻撤去F1，此后该物体( )A. 加速度可能为5m/s2B. 速度的变化率可能为6m/s2C. 1秒内速度变化大小可能为20m/sD. 加速度大小一定不为10m/s2【答案】BC【解析】根据牛顿第二定律F合=ma=10mF1与加速度方向的夹角为37，根据几何知识可知，F2有最小值，最小值为F2m=F合sin37=6m所以当F1撤消后，合力的最小值为Fmin=6m，此时合力的取值范围为6mF合所以最小的加速
