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2015年高考独家揭秘物理分类解析(3)
乾县一中 宁练伟
专题三 牛顿运动定律
1.(15江苏卷)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力
A.t=2s时最大 B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大 D.t=8.5s时最小
6.【解析】0~4s,加速度向上,人超重,设地板对人支持力为FN,则,当时,加速度最大,支持力就最大,根据牛顿第三定律,人对地板压力也最大;7~10s,加速度向下,人失重,设地板对人支持力为FN,则,当时,加速度最大,支持力就最小,根据牛顿第三定律,人对地板压力也最小。
【答案】AD
【点评】本题考查牛顿定律和超重失重知识,难度:中等
2.(15福建卷)如图,在竖直平面内,滑到ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为,第二次由C滑到A,所用时间为,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则
A.
B.
C.
D.无法比较、的大小
【答案】:A
【解析】:在AB段,根据牛顿第二定律,速度越大,滑块受支持力越小,摩擦力就越小,在BC段,根据牛顿第二定律,速度越大,滑块受支持力越大,摩擦力就越大,由题意知从A运动到C相比从C到A,在AB段速度较大,在BC段速度较小,所以从A到C运动过程受摩擦力较小,用时短,所以A正确。
假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )
A.4倍 B. 2倍 C.倍 D. 倍
【答案】
【解析】,当阻力等于牵引力时,速度最大,输出功率变化前,有,变化后有,联立解得,D正确;
4.(15海南卷)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物体,开始时升降机做匀速运动,物块相对斜面匀速下滑,当升降机加速上升时
A.物块与斜面间的摩擦力减小
B.物块与斜面间的正压力增大
C.物块相对于斜面减速下滑
D.物块相对于斜面匀速下滑
【答案】
【解析】当升降机加速上升时物块与斜面间的正压力增大可知接触面间的正压力增大,物体与斜面间的摩擦力增大,故A错误B正确;设斜面的倾角为,物体的质量为m,当匀速运动时有,即,假设物体以加速度a向上运动时,有,,因为,所以,故物体仍做匀速下滑运动,C错误D正确;
5.(15四川卷)如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上一点,过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×106N/C,方向水平向右的匀强电场。带负电的小物体P电荷量是2.0×10-6C,质量m=0.25kg,与轨道间动摩擦因数μ=0.4,P从O点由静止开始向右运动,经过0.55s到达A点,到达B点时速度是5m/s,到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为α,且tanα=1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用,F大小与P的速率v的关系如表所示。P视为质点,电荷量保持不变,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;
小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功。
【答案】t1=0.5s;W=-9.25J。
物体P在水平桌面上运动时,竖直方向上只受重力mg和支持力N作用,因此其滑动摩擦力大小为:f=μmg=1N
根据表格数据可知,物体P在速率v=0~2m/s时,所受水平外力F1=2N>f,因此,在进入电场区域之前,物体P做匀加速直线运动,设加速度为a1,不妨设经时间t1速度为v1=2m/s,还未进入电场区域。
根据匀变速直线运动规律有:v1=a1t1 ①
根据牛顿第二定律有:F1-f=ma1 ②
由①②式联立解得:t1==0.5s<0.55s,所以假设成立
即小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间为t1=0.5s
当物体P在速率v=2~5m/s时,所受水平外力F2=6N,设先以加速度a2再加速t2=0.05s至A点,速度为v2,根据牛顿第二定律有:F2-f=ma2 ③
根据匀变速直线运动规律有:v2=v1+a2t2 ④
由③④式联立解得:v2=3m/s ⑤
物体P从A点运动至B点的过程中,由题意可知,所受水平外力仍然为F2=6N不变,设位移为x1,加速度为a3,根据牛顿第二定律有:F2-f-qE=ma3 ⑥
根据匀变速直线运动规律有:2a3x1=- ⑦
由⑤⑥⑦式联立解得:x1=1m ⑧
根据表格数据可知,当物体P到达B点时,水平外力为F3=qE=3N,因此,离开桌面在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上只受重力,做自
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