高频考点2012高考百题预测6——高频考点：牛顿运动定律与图像问题

本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。 高频考点2012高考百题预测6 高频考点6.牛顿运动定律与图像问题 1．（2012年3月东北四校一模）某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后，绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示，若该物体在t=0时刻，初速度为零，则下列图象中该物体在t=4s内位移一定不为零的是 1.答案：C 解析：图线C表示物体先匀加速1s后然后匀减速1s速度减小到零，再匀加速1s后然后匀减速1s速度减小到零，C图象中该物体在t=4s内位移一定不为零，选项C正确。 2．水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体A相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体A，使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是 2答案：D 解析：由于弹簧弹力与压缩量成正比，由牛顿第二定律，F-kx=ma，解得F=kx+ma，所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是图D。 3．（2012年3月安徽省“江南十校”高三联考）如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（ ） A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态 B．弹簧的劲度系数为7．5N/cm C．物体的质量为3kg D．物体的加速度大小为5m/s2 3．答案：D解析：物体与弹簧分离时，弹簧恰好恢复到自然长度，所以选项A错误；设物体的质量为m，加速度为a，初始时弹簧的压缩量为x0，kx0=mg；当物体位移大小为x时：F+k(x0-x)-mg=ma，由此可得：F=kx+ma；根据F—x图像的斜率可知，弹簧的劲度系数为5N/cm，所以B项错误；又当x=0时：10=ma；x=4cm时，30—mg=ma，联立方程可得：m=2kg，a=5m/s2，所以C项错误，D项正确。 4．（16分）（2012年3月青岛市高三一模）如图所示，木板 OA 可绕轴 O 在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探究物块的加速度 a 与斜面倾角 θ 之间 的关系．已知物块始终受到方向沿斜面向上、大小为 F ＝8 N的拉力作用，由静止开始运动，物块的质量 m ＝1kg，通过多次改变斜面倾角 θ ，重复实验，用测得的数据描绘出了如图所示的 a — θ 关系图象．若物块与木板间的动摩擦因数为 μ = 0.2，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g =10 m/s2． 求： （1）图线与 a 轴交点坐标 a0； （2）图线与 θ 轴交点坐标 θ1 满足的条件（用代数式表示）； （3）如果木板长 L ＝2 m，倾角 θ =37°，物块在 F 的作用下从 O 点由静止开始运动，要使物块不冲出木板顶端，力 F 作用的最长时间．（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8） 4．（16分）解题指导：根据题述物理过程，结合a — θ 关系图象，列出相应方程解答。 参考解答： （1）对物块，θ= 0°时 ，有 解得：a0=6m/s2 （2）当时，物块的加速度恰好为零，有 以上两式联立解得： （3）设F最长作用时间为t，有 ，， 撤去F后，有 解得：s 说明：用其他方法解出正确结果照常给分． 点评：此题考查a — θ 关系图象、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等知识点。 5．一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，求： （1）物块下滑的加速度大小a （2）物块向上滑行的最大距离s （3）斜面的倾斜角θ 解：（1）由图象可知，物块下滑的加速度a=2m/s2，……………2分 （2）物块向上滑行的最大距离为 …………………2分 （或由图象知） （3）设物块质量为m，物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ，则由牛顿第二定 ... ...