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1、第 1 页 共 4 页 1 专题 04 牛顿运动定律专题 04 牛顿运动定律 1(2019新课标全国卷)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定 在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。 细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木 板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10 m/s2。由题给数据可以得出 A木板的质量为1 kg B2 s4 s内,力F的大小为0.4 N C02 s内,力F的大小保持不变 D物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 【答案】
2、AB 【解析】结合两图像可判断出 02 s 物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此 过程力F等于f,故F在此过程中是变力,即 C 错误;25 s 内木板与物块发生相对滑动,摩擦力转变为 滑动摩擦力, 由牛顿运动定律, 对 24 s 和 45 s 列运动学方程, 可解出质量m为 1 kg, 24 s 内的力F 为 0.4 N,故 A、B 正确;由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数,故 D 错误。 2(2018浙江选考)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是 A亚里士多德B伽利略 C笛卡尔D牛顿 【答案】B 【解析】A、亚里士多德认为力是维
3、持物体运动状态的原因,故 A 错误;B、伽利略通过理想斜面实验提 出了力不是维持物体运动的原因,故 B 正确;C、笛卡尔在伽利略研究的基础上第一次表述了惯性定律, 故 C 错误;D、牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出了牛顿第一定律,认为力是改变物体运动状态的 原因, 但不是第一个根据实验提出力不是维持物体运动原因的科学家, 也不是第一个提出惯性的科学家, 故 D 错误; 故选 B。 第 2 页 共 4 页 2 3 (2018新课标全国 I 卷) 如图, 轻弹簧的下端固定在水平桌面上, 上端放有物块P, 系统处于静止状态, 现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开
4、静止位置的位移,在 弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是 AB CD 【答案】A 【解析】由牛顿运动定律,Fmg+F弹=ma,F弹=k(x0x),kx0=mg,联立解得F=ma+kx,对比题给的四个 图象,可能正确的是 A。 4(2018浙江选考)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,下列 F-t 图像能反应体重计示数随时间 变化的是 AB 第 3 页 共 4 页 3 CD 【答案】C 【解析】对人的运动过程分析可知,人下蹲的过程可以分成两段:人在加速下蹲的过程中,有向下的加 速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力的大小;在减速下蹲的过程中,加速度方向 向上,
5、处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力的大小,故 C 正确,A、B、D错误; 故选 C。 【点睛】人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,在减速下蹲的过程中,加速度方向 向上,处于超重状态。 5(2018新课标全国卷)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车 提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变 速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对 于第次和第次提升过程 A矿车上升所用的时间之比为 4:5 B电机的最大牵引力之比为 2:1 C电机输出的最大功率之
6、比为 2:1 D电机所做的功之比为 4:5 【答案】AC 【解析】设第次所用时间为t,根据速度图象的面积等于位移(此题中为提升的高度)可知, 1 2 2t0v0=(t+3t0/2)v0,解得 :t=5t0/2,所以第次和第次提升过程所用时间之比为 2t0 1 2 1 2 5t0/2=45,选项 A 正确;由于两次提升变速阶段的加速度大小相同,在匀加速阶段,由牛顿第二定律, Fmg=ma,可得提升的最大牵引力之比为 11,选项 B 错误;由功率公式,P=Fv,电机输出的最大功率 第 4 页 共 4 页 4 之比等于最大速度之比,为 21,选项 C 正确;加速上升过程的加速度a1=,加速上升过程的牵引力 0 0 v t F1=ma1+mg=m(+g),减速上升过程的加速度a2=,减速上升过程的牵引力F2=ma2+mg=m(g), 0 0 v t 0 0 v t 0 0 v t 匀速运动过程的牵引力F3=mg。第次提升过程做功W1=F1t0v0+F2t0v0=mgv0t0;第次 1 2 1 2 提升过程做功W2=F1t0v0+F3v03t0/2+F2t0v0=mgv0t0;两次做功相同, 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 选项 D 错误。