第三章牛顿运动定律课件

第三章 牛顿运动定律的应用

2013年高考题精选

1．（2013上海物理第6题）秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千

A.在下摆过程中

B.在上摆过程中 C.摆到最高点时

D.摆到最低点时

解析：选D 当秋千摆到最低点时，吊绳的拉力最大，吊绳最容易断裂，选项D正确。 2. （2013全国新课标理综II第14题）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之间关系的图象是

解析：选C 本题考查摩擦力、牛顿第二定律等基础知识点，意在考查考生应用相关知识分析问题、解决问题的能力。设物块所受滑动摩擦力为f，在水平拉力F作用下，物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，F－f＝ma，F＝ma＋f，所以能正确描述F与a之间关系的图像是C，选项C正确，A、B、D错误。

3．（2013高考浙江理综第19题）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/s2，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/s2 。关于热气球，下列说法正确的是

A．所受浮力大小为4830N

B．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/s D．以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N

解析：选AD 热气球离开地面后做加速度逐渐减小的加速运动，热气球从地面刚开始竖直上升时，由牛顿第二定律，F?mg?ma，解得所受浮力大小为4830 N，选项A正确；加速上升过程中所受空气阻力逐渐增大，选项B错误；由于做加速度逐渐减小的加速运动，热气球从地面开始上升10 s后的速度小于

5 m/s,选项C错误；由平衡条件可得，F?mg?f?0，以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为f?F?mg?4830N?4600N?230N，选项D正确。

4．（2013高考安徽理综第14题）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和斜面的支持力为FN分别为（重力加速度为g）

A．T=m (gsinθ+ acosθ)，FN= m(gcosθ- asinθ) B．T=m(gsinθ+ acosθ) ，FN= m(gsinθ- acosθ)

C．T=m(acosθ- gsinθ) ，FN= m(gcosθ+ asinθ) D．T=m(asinθ- gcosθ) ，FN= m(gsinθ+ acosθ)

解析：选A 将绳子的拉力T和斜面弹力FN分解为水平方向和竖直方向 1 Tcos??FNsin??ma ○2 Tsin??FNcos??mg ○

联立两式得T?m(gsin??acos?),FN?m(gcos??asin?)，选项A正确。

5.（15分）（2013高考山东理综第22题）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30o，物块与斜面之间的动摩擦因数??10 m/s2。

3。重力加速度g取 3

（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。

（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？ 解析：(1)设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得

L＝v0t＋at2 ① v＝v0＋at ②

联立①②式，代入数据得

12

a＝3 m/s2 ③ v＝8 m/s ④

(2)设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得

Fcos α－mgsin θ－Ff＝ma ⑤ Fsin α＋FN－mgcos θ＝0 ⑥ 又Ff＝μFN ⑦ 联立⑤⑥⑦式得

F＝

mgθ＋μcos θ＋ma ⑧

cos α＋μsin α

由数学知识得 cos α＋

323sin α＝sin(60°＋α) ⑨ 33

由⑧⑨式可知对应F最小的夹角 α＝30° ⑩

联立③⑧⑩式，代入数据得F的最小值为

Fmin＝

133

N ? 5

133

N 5

答案：(1)3 m/s2 8 m/s (2)30°

6.（2013福建理综第21题）质量为M、长为3L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，设平衡时绳子拉力为T，有2Tcos??mg?0，

由图可知，cos??联立可得：T?6 3

6mg。 4（2）○1此时，对小铁环受力分析如图2，有T?sin???ma，T??T?cos???mg?0