2010 年高考物理習題分類匯編之牛頓運動定律（全國卷 1）15如右圖，輕彈簧上端與一質量為 m 的木塊 1 相連，下端與另一質量為M 的木塊 2 相連，整個系統置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態。現將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊 1、2 的加速度大小分別為 、 。重力加速度大小為 g。則1a2有A ， B ，1ag2102aC ， D ，0mMggmMg【答案】C【解析】在抽出木板的瞬時，彈簧對 1 的支持力和對 2 的壓力并未改變。對 1 物體受重力和支持力，mg=F,a 1=0. 對 2 物體受重力和壓力，根據牛頓第二定律gMmFa【命題意圖與考點定位】本題屬于牛頓第二定律應用的瞬時加速度問題，關鍵是區分瞬時力與延時力。（上海物理）11. 將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設物體在運動過程中所受空氣阻力大小不變，則物體（A）剛拋出時的速度最大 （B）在最高點的加速度為零（C）上升時間大于下落時間 （D）上升時的加速度等于下落時的加速度解析： mfga上 ， fga下 ，所以上升時的加速度大于下落時的加速度，D 錯誤；根據 21ht，上升時間小于下落時間，C 錯誤，B 也錯誤，本題選 A。本題考查牛頓運動定律和運動學公式。難度：中。（上海物理）32.（14 分）如圖，寬度 L=0.5m 的光滑金屬框架 MNPQ 固定板個與水平面內，并處在磁感應強度大小 B=0.4T，方向豎直向下的勻強磁場中，框架的電阻非均勻分布，將質量 m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒 ab 放置在框架上，并且框架接觸良好，以 P 為坐標原點，PQ 方向為 x 軸正方向建立坐標，金屬棒從 處以 的初速度，沿 x 軸負方向01xm02/vs做 的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用。求：2/ams（1）金屬棒 ab 運動 0.5m，框架產生的焦耳熱 Q；（2）框架中 aNPb 部分的電阻 R 隨金屬棒 ab 的位置 x 變化的函數關系；（3）為求金屬棒 ab 沿 x 軸負方向運動 0.4s 過程中通過 ab 的電量 q，某同學解法為：先算出金屬棒的運動距離 s，以及 0.4s 時回路內的電阻 R，然后代入q= 求解。指出該同學解法BLRA202214318.5*/MScmpalmlRqENE 的錯誤之處，并用正確的方法解出結果。解析：（1） ，Fam0.2a因為運動中金屬棒僅受安培力作用，所以 F=BIL又 ，所以EBLvIR0.4LvBatRI且 ，得21Sat12Ssa所以 20.4.QIttJ（2） ，得 ，所以 。21x1x0.41Rx（3）錯誤之處：因框架的電阻非均勻分布，所求 是 0.4s 時回路內的電阻 R，不是平均值。正確解法：因電流不變，所以 cItq4.0.1。本題考查電磁感應、電路與牛頓定律、運動學公式的綜合應用。難度：難。（江蘇卷）15 （16 分）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為 d 的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板 A、B 間的電壓 作周期性變化，其正向電壓為 ，反向ABU0U電壓為 ，電壓變化的周期為 2r，如圖乙所示。在 t=0 時，極板 B 附近的一個電-k(1)0U子，質量為 m、電荷量為 e，受電場作用由靜止開始運動。若整個運動過程中，電子未碰到極板 A，且不考慮重力作用。（1 ）若 ，電子在 02r 時間內不能到達極板 A，求 d 應滿足的條件；54k（2 ）若電子在 02r 時間未碰到極板 B，求此運動過程中電子速度 隨時間 t 變化的關系；v（3 ）若電子在第 N 個周期內的位移為零，求 k 的值。解析：（1 ）電子在 0T 時間內做勻加速運動加速度的大小 01eUamd位移 2xT在 T-2T 時間內先做勻減速運動，后反向作勻加速運動加速度的大小 0254eUamd初速度的大小 1vT勻減速運動階段的位移 21vxa依據題意 解得 d12d2091eUTm（2 ）在 2nT(2n+1)T,(n=0,1,2, ,99)時間內 加速度的大小 a2= 0ekd速度增量 v 2=-a 2T (a)當 0t-2ntT 時電子的運動速度 v=nv 1+nv 2+a1(t-2nT) 解得 v=t-(k+1)nT ,(n=0,1,2, ,99) 0ekUmd(b)當 0t-(2n+1)TT 時電子的運動速度 v=(n+1) v 1+nv 2-a 2t-(2n+1)T 11解得 v=(n+1)(k+1)T-kl ,(n=0,1,2, ,99)0ed 12（3）電子在 2(N-1)T(2N-1)T 時間內的位移 x2N-1=v2N-2T+ a1T2電子在(2N-1)T2N T 時間內的位移 x2N=v2N-1T- a 2T21由 式可知 v2N-2=(N-1)(1-k)T10 0eUdm由 式可知 v2N-1=(N-Nk+k)T12依據題意 x2N-1+ x2N=0解得 43Nk本題考查牛頓運動定律、運動學公式應用和歸納法解題。難度：難。（福建卷）17、如圖（甲）所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0 時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力 F 隨時間 t 變化的圖像如圖（乙）所示，則A. 時刻小球動能最大1tB. 時刻小球動能最大2C. 這段時間內，小球的動能先增加后減少t3D. 這段時間內，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能2【答案】C【解析】小球在接觸彈簧之前做自由落體。碰到彈簧后先做加速度不斷減小的加速運動，當加速度為 0，即重力等于彈簧彈力時速度達到最大值，而后往下做加速度不斷增大的減速運動，與彈簧接觸的整個下降過程，小球的動能和重力勢能轉化為彈簧的彈性勢能。上升過程恰好與下降過程互逆。由乙圖可知 t1 時刻開始接觸彈簧； t2 時刻彈力最大，小球處在最低點，動能最小；t 3 時刻小球往上運動恰好要離開彈簧； t2-t3 這段時間內，小球的先加速后減速，動能先增加后減小，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能和重力勢能?！久}特點】本題考查牛頓第二定律和傳感器的應用，重點在于考查考生對圖像的理解?！締⑹尽繄D像具有形象快捷的特點，考生應深入理解圖像的含義并具備應用能力。（福建卷）22.（20 分）如圖所示，物體 A 放在足夠長的木板 B 上，木板 B 靜止于水平面。t=0 時，電動機通過水平細繩以恒力 F 拉木板 B，使它做初速度為零，加速度 aB=1.0m/s2的勻加速直線運動。已知 A 的質量 mA 和 B 的質量 mg 均為 2.0kg,A、B 之間的動摩擦因數=0.05，B 與水平面之間的動摩擦因數 =0.1，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等，12重力加速度 g 取 10m/s2。求（1 ）物體 A 剛運動時的加速度 aA（2 ） t=1.0s 時，電動機的輸出功率 P；（3 ）若 t=1.0s 時，將電動機的輸出功率立即調整為 P=5W，并在以后的運動過程中始終保持這一功率不變，t=3.8s 時物體 A 的速度為 1.2m/s。則在 t=1.0s 到 t=3.8s 這段時間內木板 B 的位移為多少？解析：（1 ）物體 A 在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛頓第二定律得mga代入數據解得 20.5/Ams（2 ） t=1.0s，木板 B 的速度大小為1/Bvats木板 B 所受拉力 F，由牛頓第二定律有12()AABBmggma解得：F=7N電動機輸出功率P= Fv=7W（3）電動機的輸出功率調整為 5W 時，設細繩對木板 B 的拉力為 ，則FPFv解得 =5N木板 B 受力滿足 12()0AABmgg所以木板 B 將做勻速直線運動，而物體 A 則繼續在 B 上做勻加速直線運動直到 A、B 速度相等。設這一過程時間為 ，有t1()vat這段時間內的位移 1SvtA、B 速度相同后，由于 F 且電動機輸出功率恒定，A 、B 將一起做加速2()Bmg度逐漸減小的變加速運動，由動能定理有： 222122 11()()()()ABABABPt Svmv由以上各式代入數學解得：木板 B 在 t=1.0s 到 3.8s 這段時間內的位移為： 123.0sm（四川卷）23(16 分)質量為 M 的拖拉機拉著耙來耙地，由靜止開始做勻加速直線運動，在時間 t 內前進的距離為 s。耙地時，拖拉機受到的牽引力恒為 F，受到地面的阻力為自重的 k 倍，耙所受阻力恒定，連接桿質量不計且與水平面的夾角 保持不變。求：(1)拖拉機的加速度大小。(2)拖拉機對連接桿的拉力大小。(3)時間 t 內拖拉機對耙做的功?！敬鸢浮?2sa )(12tskgMFCOST stWT)(2【解析】拖拉機在時間 t 內勻加速前進 s，根據位移公式21ats 變形得 2t 對拖拉機受到牽引力、支持力、重力、地面阻力和連桿拉力 T，根據牛頓第二定律cosTkMgFa 連立變形得)2(1tCOST 根據牛頓第三定律連桿對耙的反作用力為2 ()cossFMkgt（3）閉合開關調節滑動變阻器使待測表滿偏，流過的電流為 Im。根據并聯電路電壓相等有：拖拉機對耙做功為2cos()T sWFkgt（安徽卷）22.（14 分）質量為 的物體在水平推力 的作用下沿水平面作直線運動，一F段時間后撤去 ，其運動的 圖像如圖所示。 取 ，求：Fvtg210ms(1)物體與水平面間的運動摩擦因數 ； (2)水平推力 的大小；F（3） 內物體運動位移的大小。01s解析：（1）設物體做勻減速直線運動的時間為t 2、初速度為 v20、末速度為 v2t、加速度為 a2，則220/tva