2020届高三物理二轮复习 第一部分 诊断卷（三）专题一 力与运动 第三讲 牛顿运动定律

考点一动力学的两类基本问题1.考查已知受力求运动问题(2020福州二模)如图1所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。观察小球开始下落到小球第一次运动到最低点的过程，下列关于小球的速度v或加速度a随时间t变化的图像中符合实际情况的是()图12考查牛顿第二定律在瞬时问题中的应用(多选) (2020海南高考)如图2，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间()图2Aa13gBa10Cl12l2 Dl1l23考查已知运动求受力问题(2020银川二模)如图3甲所示，一个物体放在粗糙的水平地面上。从t0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等，则()图3A在0到t0时间内，物体的速度逐渐变小Bt0时刻，物体速度增加到最大值C在0到t0时间内，物体做匀变速直线运动D在0到t0时间内，力F大小保持不变考点二运动图像与牛顿第二定律的综合应用4.考查牛顿第二定律与v t图像的综合应用(2020四川第二次大联考)在粗糙的水平地面上有一质量为2 kg的小物块，在水平拉力作用下从t0时开始做初速度为零的直线运动，t6 s时撤去拉力，其速度图像如图4所示。若取重力加速度g10 m/s2，则下列说法正确的是()图4A物块与地面间的动摩擦因数为0.2B02 s内，物块所受的拉力大小为4 NC08 s内，物块离出发点最远为6 mD08 s内，物块的平均速度大小为2.5 m/s5考查牛顿第二定律与a t图像的综合应用(多选)(2020江苏高考)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图5所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()图5At2 s时最大 Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小6考查牛顿第二定律与v t图像的综合应用(多选)(2020青岛联考)如图6甲所示，质量为M2 kg的木板静止在水平面上，可视为质点的物块(质量设为m)从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板。物块和木板的速度时间图像如图乙所示，g10 m/s2，结合图像，下列说法正确的是()图6A可求得物块在前2 s内的位移x5 mB可求得物块与木板间的动摩擦因数0.1C可求得物块的质量m2 kgD可求得木板的长度L2 m考点三动力学的连接体问题7.考查牛顿第二定律解决连接体问题(2020合肥一模)如图7所示，a、b两物体的质量分别为m1和m2，由轻质弹簧相连。当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1，加速度大小为a1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，加速度大小为a2。则有()图7Aa1a2，x1x2 Ba1x2 Da1x28考查牛顿第二定律、整体法与隔离法的应用(2020东北三省模拟)如图8所示，三个物体质量分别为m11.0 kg、m22.0 kg、m33.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面倾角30，m1和m2之间的动摩擦因数0.8。不计绳和滑轮的质量和摩擦。初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图8A和m1一起沿斜面下滑B和m1一起沿斜面上滑C相对于m1上滑D相对于m1下滑9考查整体法、隔离法与图像的综合应用(多选)(2020银川二模)如图9甲所示，用粘性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为mA1 kg、mB2 kg，当A、B之间产生拉力且大于0.3 N时A、B将会分离。t0时刻开始对物块A施加一水平推力F1，同时对物块B施加同一方向的拉力F2，使A、B从静止开始运动，运动过程中F1、F2方向保持不变，F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析，正确的是()图9At2.0 s时刻A、B之间作用力大小为0.6 NBt2.0 s时刻A、B之间作用力为零Ct2.5 s时刻A对B的作用力方向向左D从t0时刻到A、B分离，它们运动的位移为5.4 m考点四传送带模型10.考查应用牛顿第二定律分析水平传送带问题(多选)(2020衡水调研)如图10甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v t图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2v1，则()图10At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向向右D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用11考查应用牛顿第二定律分析倾斜传送带问题(多选)如图11所示，传送皮带与水平面夹角为37，A、B间距离L16 m，以速度v10 m/s匀速运行。现在皮带的A端无初速放上一个小物体(可视为质点)，已知物体与皮带间的动摩擦因数为0.5，sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，传动轮大小可忽略，则物体滑到B端的速度大小可能是()图11A6 m/s B8 m/sC10 m/s D12 m/s12考查应用牛顿第二定律分析传送带与斜面的综合问题(2020东北三省模拟)如图12所示，一水平传送带以4 m/s的速度逆时针传送，水平部分长L6 m，其左端与一倾角为30的光滑斜面平滑相连，斜面足够长，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端，已知物块与传送带间动摩擦因数0.2，g10 m/s2。求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。图12答 案1选A小球接触弹簧开始，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，重力等于弹簧弹力，合力为零，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，加速度最大，根据对称性可知，到达最低端时加速度大于g，故A正确，B、C、D错误。2选AC设物体的质量为m，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细线的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力FT1，剪断前对b、c和弹簧组成的整体分析可知FT12mg，故a受到的合力FmgFT1mg2mg3mg，故加速度a13g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为FT2，则FT2mg，根据胡克定律Fkx可得l12l2，C正确，D错误。3选B由图乙可知，加速度随时间逐渐减小，方向不变，所以加速度方向始终与速度方向相同，物体做加速运动，故A错误；当加速度减为零时，速度最大，所以t0时刻，物体速度增加到最大值，故B正确；加速度逐渐减小，所以物体不是做匀变速运动，故C错误；根据FFfma，可知，a减小，Ff不变，所以F减小，故D错误。4选A第6 s后只有摩擦力，即mgma，其中a2 m/s2，得动摩擦因数为0.2，故A正确；02 s内，根据F1mgma1，其中a12 m/s2，得F18 N，故B错误；08 s内，物块先向正方向走了6 m，即为t轴上方的面积，然后又向负方向走了14 m，即为t轴下方的面积，所以离出发点最远应为8 m，故C错误；物块的平均速度为位移与时间的比值，即1 m/s，故D错误。5选AD人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FNmgma。由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFNmgma。当t2 s时a有最大值，FN最大；当t8.5 s时，a有最小值，FN最小，选项A、D正确。6选AC物块在前2 s内的位移x(121)m5 m，A正确；由运动学图像知，两物体加速度大小相同，设为a，则有mgmaMa，则mM2 kg，C正确；由图像求得a2 m/s2，则g2，0.2，B错；由于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系，故无法求出木板的长度，D错。7选B对整体分析有：a1g，a2，可知a1m2gcos ，故m2相对m1下滑，D正确。9选AD设t时刻A、B分离，分离之前A、B物体共同运动，加速度为a，以整体为研究对象，则有：a m/s1.2 m/s2，分离时：F2FfmBa，得：F2FfmBa0.3 N21.2 N2.7 N，经历时间：t2.7 s3 s，根据位移公式：xat25.4 m，则D正确；当t2 s时，F21.8 N，F2FfmBa，得：FfmBaF20.6 N，A正确，B错误；当t2.5 s时，F22.25 N，F2FfmBa，得：FfmBaF20，C错误。10选BC相对地面而言，小物块在0t1时间内，向左做匀减速运动，t1t2时间内，小物块反向向右做匀加速运动，当其速度与传送带速度相同时(即t2时刻)，小物块向右做匀速运动。故小物块在t1时刻离A处距离最大，选项A错误。相对传送带而言，在0t2时间内，小物块一直相对传送带向左运动，故一直受向右的滑动摩擦力，在t2t3时间内，小物块相对于传送带静止，小物块不受摩擦力作用，因此t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，选项B、C正确，选项D错误。11选BD因传送带运行速度方向不知，故分别讨论：若轮子顺时针方向转动，带动皮带绕轮顺时针方向转动，小物体放上A端相对地面无初速度，但相对皮带斜向下运动，故皮带作用于物体的摩擦力沿皮带斜面向上，又由于mgsin 37Ffmgcos 37，或0.5tan 370.75，故物体有沿斜面向下的加速度，设为a1，则mgsin 37mgcos 37ma1，a12 m/s2物体从A运动到B的时间t14 s，到达B端速度为v1a1t18 m/s若轮子逆时针转动，带动皮带绕轮逆时针转动，小物体放上皮带A端初速度为零，相对皮带斜向上运动，故皮带作用于物体的摩擦力沿皮带斜面向下。设物体的加速度为a2，则mgsin 37mgcos 37ma2a210 m/s2物体加速到皮带运行速度v10 m/s的时间为：t11 s物体的位移x15 mFfmgcos 37，物体加速度变为a2，a2gsin 37gcos 37a12 m/s2。设物体继续加速下滑到B端所需时间为t2，而x2vt2a2t22。又x2Lx111 m，解得：t21 s，物体从A运动到B的总时间t1t22 s。物体到达B端速度为v2va2t212 m/s，故B、D均正确。12解析：Ffmgma1a12 m/s2设物块与传送带达到共速v22a1x1x14 m6 mt12 sx2Lx1x2vt2，所以t20.5 s在斜面上a25 m/s2上升和下降时间t30.8 s返回传送带向右减速t42 st总t1t22t3t4t总6.1 s答案：6.1 s