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1、学习好资料 欢迎下载 C单元 牛顿运动定律 C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律 912014四川卷 石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使 21 世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得 2010年诺贝尔物理学奖 用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换 (1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为，地球半径为R.(2
2、)当电梯仓停在距地面高度h24R的站点时，求仓内质量m250 kg 的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度g取 10 m/s2，地球自转角速度 7.3105 rad/s，地球半径R6.4103 km.9(1)12m12(Rh1)2(2)11.5 N 解析(1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则 r1Rh1 v1r1 货物相对地心的动能为 Ek12m1v21 联立得 Ek12m12(Rh1)2(2)设地球质量为M，人相对地心的距离为r2，向心加速度为an，受地球的万有引力为F，则 学习好资料 欢迎下载 r2Rh2 an2r2 FGm2Mr22 gGMR2 设水平地板对人的支持力大
3、小为N，人对水平地板的压力大小为N，则 FNm2an NN 联立式并代入数据得 N11.5 N 11 1（2014湖北黄冈期末）下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是()A惯性就是物体保持静止状态的性质 B一对作用力与反作用力的作用效果总相同 C物体运动状态改变的难易程度就是加速度 D力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的 1D 解析 惯性就是物体保持原有运动状态的性质，选项 A错误；一对作用力与反作用力的作用效果不相同，选项 B错误；物体运动状态改变的难易程度与质量有关，选项 C错误；单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的，选项 D正确 牛顿第二定律 单位制 5 2014重庆卷 以不同的
4、初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比，下列分别用虚线和实线描述两物体运动的vt图像可能正确的是()A B 高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受
5、地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 C D 5D 解析 本题考查vt图像当不计阻力上抛物体时，物体做匀减速直线运动，图像为一倾斜直线，因加速度ag，故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时，对上升过程，由牛顿第二定律得mgkvma，可知物体做加速度逐渐减小的减速运动，通过图像的斜率比较，A错误从公式推导出，上升过程中，|a|g，当v0 时，物体运动到最高点，此时 ag，而 B、C图像的
6、斜率的绝对值均小于g，故 B、C错误，D正确 102014天津卷 如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块 B置于A的最右端，B的质量mB2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度l.10(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45
7、 m 解析(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有 FmAa 代入数据解得 a2.5 m/s2(2)对A、B碰撞后共同运动t0.6 s的过程，由动量定理得 Ft(mAmB)vt(mAmB)v 代入数据解得 v1 m/s (3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为
8、当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 mAvA(mAmB)v A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有 Fl12mAv2A 由式，代入数据解得 l0.45 m 112014天津卷 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 30的斜面上，导轨电阻不计，间距L0.4 m 导轨所在空间被分成区域和，两区域的
9、边界与斜面的交线为MN，中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁场感应度大小均为B0.5 T在区域中，将质量m10.1 kg，电阻R10.1 的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑然后，在区域中将质量m20.4 kg，电阻R20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，问 (1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x3.8 m，此过程中ab上产生的
10、热量Q是多少？11(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J 解析(1)由右手定则可以直接判断出电流是由a流向b.(2)开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为Fmax，有 Fmaxm1gsin 设ab刚好要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有 EBLv 设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有 IER1R2 设ab所受安培力为F安，有 F安ILB 高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面
11、垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有 F安m1gsin Fmax 综合式，代入数据解得 v5 m/s (3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总
12、，由能量守恒有 m2gxsin Q总12m2v2 又 QR1R1R2Q总 解得Q1.3 J 10 在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r944 m 的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角 37.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E1104 N/C.小物体P1质量m2103 kg、电荷量q8106 C，受到水平向右的推力F9.98103 N 的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小
13、物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t0.1 s 与P1相遇P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为 0.5，g取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力求：(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；(2)倾斜轨道GH的长度s.10(1)4 m/s(2)0.56 m 解析(1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则 F1qvB 高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实
14、现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 f(mgF1)由题意，水平方向合力为零 Ff0 联立式，代入数据解得 v4 m/s (2)设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力
15、不做功，根据动能定理 qErsin mgr(1 cos)12mv2G12mv2 P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律 qEcos mgsin(mgcos qEsin)ma1 P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH上运动的距离为s1，则 s1vGt12a1t2 设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则 m2gsin m2gcos m2a2 P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH上运动的距离为s2，则 s212a2t2 联立式，代入数据得 ss1s2 s0.56 m 11 112014四川卷 如图所示，水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h，
16、与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应p板上表面光滑，涂有绝缘层，其上O点右侧相距h处有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一条竖直线上，图示平面为竖直平面 质量为m、电荷量为q(q0)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从O点发射，沿p板上表面运动时间t后到达K孔，不与板碰撞地进入两板之间粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g.高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同
17、步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载(1)求发射装置对粒子做的功；(2)电路中的直流电源内阻为r，开关 S 接“1”位置时，进入板间的粒子落在b板上的A点，A点与过K孔竖直线的距离为l.此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为R的电阻
18、中的电流强度；(3)若选用恰当直流电源，电路中开关 S 接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场(磁感应强度B只能在 0Bm()215m()212qt范围内选取)，使粒子恰好从b板的T孔飞出，求粒子飞出时速度方向与b板板面的夹角的所有可能值(可用反三角函数表示)11(1)mh22t2(2)mhq（Rr）g2h3l2t2(3)0B0 满足题目要求，夹角 趋近0，即 0016 则题目所求为 0m2，则 x1x2 D 若m16 m，故行人有危险 图 X41 1（2014山东济宁期末）如图 X41 所示，一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着
19、质量分别为m1、m2的小物块A和B，A放在地面上，B离地面有一定高度当B的质量发生变化时，A上升的加速度a的大小也将随之变化已知重力加速度为g，则图 X42 中能正确反映a与m2关系的图像是()高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加
20、速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 图 X42 1C 解析 当m2m1时，分别对B、A应用牛顿第二定律得m2gFm2a，Fm1gm1a，解得加速度ag2m1m1m2g，符合规律的图像是图 C.4.（2014浙江金丽衢十二校期末）从地面上以初速度v0竖直上抛一个质量为m的小球 若小球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图 X45 所示，t1时刻到达最高点，落地速率为v1，且落
21、地前小球已经做匀速运动，则下列说法正确的是()图 X45 A小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程也逐渐减小 B小球抛出瞬间的加速度大小为1v0v1g C小球被抛出时的加速度值最大，到达最高点时的加速度值最小 D小球上升过程的平均速度小于v02 4ABD 解析 由牛顿第二定律可知，上升过程小球的加速度大小a1mgkvm随速度的减小而减小，下降过程小球的加速度大小a2mgkvm随速度的增大而减小，抛出瞬间加速度最大，在最高点时加速度等于重力加速度，匀速下落时加速度最小(大小为 0)，选项 A正确，选项 C错误；做匀速运动时，有mgkv1，刚抛出时的加速度a0mgkv0m1v0v1g，选项
22、B正确；由图像知小球上升过程的位移小于相同初速度、相同时间情况下匀减速运动的高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖
23、北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 位移，则其平均速度小于v02，选项 D正确 5.（2014武汉11月调研）如图 X46 所示，在光滑的水平面上放着质量为M的木板，在木板的左端有一个质量为m的木块，在木块上施加一个水平向右的恒力F，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离下列说法正确的是()图 X46 A若仅增大木板的质量M，则时间t增大 B若仅增大木块的质量m，则时间t增大 C若仅增大恒力F，则时间t增大 D若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则时间t增大 5 BD 解析 设木块与木板间的动摩擦因数为，则木块的加速度a1Fm
24、gmFmg，木板的加速度a2mgM，两者恰好分离的条件为12(a1a2)t2L，时间t2LFmmMMg.由此可知，仅增大M或F，时间t减小，仅增大m或，时间t增大，选项 B、D正确 9（2014武昌调研）如图 X411 甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的固定的均匀直细杆与水平方向成 37角，质量m1 kg 的小球穿在细杆上且静止于细杆底端O处，开启送风装置，有水平向右的恒定风力F作用于小球上，在t12 s 时刻风停止小球沿细杆运动的部分vt图像如图乙所示，g取 10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8，忽略浮力求：(1)小球在 02 s 内的加速度a1和 25 s 内的加速
25、度a2；(2)小球与细杆间的动摩擦因数 和水平风力F的大小 高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关
26、于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作学习好资料 欢迎下载 图 X411 9(1)15 m/s2，方向沿杆向上 10 m/s2，方向沿杆向下(2)0.5 50 N 解析(1)取沿细杆向上的方向为正方向，由图像可知：在 02 s 内，a1v1v0t115 m/s2(方向沿杆向上)在 25 s 内，a2v2v1t210 m/s2(“”表示方向沿杆向下)(2)有风力F时的上升过程，由牛顿第二定律，有 Fcos(mgcos Fsin)mgsin ma1 停风后的上升阶段，由牛顿第二定律，有 mgcos mgsin ma2 联立以上各式解得 0.5，F 50 N.高强度及超强导电导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现科学家们设想通过地球同步轨道站向地面垂下运到距地面高度为的同步轨道站求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为地球半径为当电梯仓停在距地面高度的站点时求仓内质量的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度取地球自转角速度地球半加速度为受地球的万有引力为则学习好资料欢迎下载设水平地板对人的支持力大小为人对水平地板的压力大小为则联立式并代入数据得湖北黄冈期末下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是惯性就是物体保持静止状态的性质一对作