牛顿运动定律(2014高考试题及模拟试题汇编)解说.doc

[] C单元　牛顿运动定律 C1　牛顿第一定律、牛顿第三定律 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 9．1[2014·四川卷] 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ω，地球半径为R. (2)当电梯仓停在距地面高度h2＝4R的站点时，求仓内质量m2＝50 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ω＝7.3×10－5 rad/s，地球半径R＝6.4×103 km. 9．(1)m1ω2(R＋h1)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 r1＝R＋h1 v1＝r1ω 货物相对地心的动能为　Ek＝m1v 联立得　　　Ek＝m1ω2(R＋h1)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 r2＝R＋h2 an＝ω2r2 F＝ g＝ 设水平地板对人的支持力大小为N，人对水平地板的压力大小为N′，则 F－N＝m2an N′＝N 联立～式并代入数据得　　N′＝11.5 N 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 1．D　[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v－t图像可能正确的是(　　) A　　　　　B C　　　　D 5．D　[解析] 本题考查v－t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a＝－g，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－mg－kv＝ma，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v＝0时，物体运动到最高点，此时 a＝－g，而B、C图像的斜率的绝对值均小于g，故B、C错误，D正确． 10．[2014·天津卷] 如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4 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mB＝2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 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t＝0.6 s，二者的速度达到vt＝2 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 m [解析] (1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有 F＝mAa 代入数据解得 a＝2.5 m/s2 (2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6 s的过程，由动量定理得 Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v 代入数据解得 v＝1 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 mAvA＝(mA＋mB)v A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有 Fl＝mAv 由式，代入数据解得 l＝0.45 m 11．[2014·天津卷] 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m．导轨所在空间被分成区域和，两区域的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B＝0.5 T．在区域中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑