1、2023年高考物理试题分类汇编牛顿运动定律全国卷115如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。那么有A, B,C, D,【答案】C【解析】在抽出木板的瞬时,弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。对1物体受重力和支持力,mg=F,a1=0. 对2物体受重力和压力,根据牛顿第二定律【命题意图与考点定位】此题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题,关键是区分瞬时力与延时力。上海物理11. 将一个物体以某一速度从地面竖直向上
2、抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,那么物体A刚抛出时的速度最大 B在最高点的加速度为零C上升时间大于下落时间 D上升时的加速度等于下落时的加速度解析:,所以上升时的加速度大于下落时的加速度,D错误;根据,上升时间小于下落时间,C错误,B也错误,此题选A。此题考查牛顿运动定律和运动学公式。难度:中。上海物理32.14分如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金
3、属棒从处以的初速度,沿x轴负方向做的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:1金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;2框架中aNPb局部的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;3为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入q=求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。解析:1,因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL又,所以且,得所以2,得,所以。3错误之处:因框架的电阻非均匀分布,所求是0.4s时回路内的电阻R,不是平均值。正确解法:因电流不变,所以。此题考查
4、电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度:难。江苏卷1516分制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板,如图甲所示,加在极板A、B间的电压作周期性变化,其正向电压为,反向电压为,电压变化的周期为2r,如图乙所示。在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动。假设整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用。1假设,电子在02r时间内不能到达极板A,求d应满足的条件;2假设电子在02r时间未碰到极板B,求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系;3假设电子在第N个周期内的位移为零,求k的值。解析:1电子在0T时间内做匀加速运
5、动加速度的大小 位移 在T-2T时间内先做匀减速运动,后反向作匀加速运动加速度的大小 初速度的大小 匀减速运动阶段的位移 依据题意 解得 2在2nT(2n+1)T,(n=0,1,2, ,99)时间内加速度的大小a2=速度增量v2=-a2T(a)当0t-2ntT时电子的运动速度v=nv1+nv2+a1(t-2nT)解得v=t-(k+1)nT ,(n=0,1,2, ,99)(b)当0t-(2n+1)TT时电子的运动速度v=(n+1) v1+nv2-a2t-(2n+1)T解得v=(n+1)(k+1)T-kl,(n=0,1,2, ,99)3电子在2(N-1)T(2N-1)T时间内的位移x2N-1=v2
6、N-2T+a1T2电子在(2N-1)T2NT时间内的位移x2N=v2N-1T-a2T2由式可知v2N-2=(N-1)(1-k)T由式可知 v2N-1=(N-Nk+k)T依据题意 x2N-1+ x2N=0解得此题考查牛顿运动定律、运动学公式应用和归纳法解题。难度:难。福建卷17、如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,那么A.时刻小球动能最大B. 时刻小球动能最大
7、C. 这段时间内,小球的动能先增加后减少D. 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为0,即重力等于弹簧弹力时速度到达最大值,而后往下做加速度不断增大的减速KSx5U运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能。上升过程恰好与下降过程互逆。由乙图可知t1时刻开始接触弹簧;t2时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧;t2-t3这段时间内,小球的先加速后减速,动能先增加后减小,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能。【命题特点】
8、此题考查牛顿第二定律和传感器的应用,重点在于考查考生对图像的理解。【启示】图像具有形象快捷的特点,考生应深入理解图像的含义并具备应用能力。福建卷22.20分如以下图,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求1物体A刚运动时的加速度aA2t=1.0s时,电动机的输出功率P;3假设t=1.0s时,将电动机的
9、输出功率立即调整为P=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。那么在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?解析:1物体A在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律得代入数据解得 2t=1.0s,木板B的速度大小为木板B所受拉力F,由牛顿第二定律有解得:F=7N电动机输出功率P= Fv=7W3电动机的输出功率调整为5W时,设细绳对木板B的拉力为,那么解得 =5N木板B受力满足所以木板B将做匀速直线运动,而物体A那么继续在B上做匀加速直线运动直到A、B速度相等。设这一过程时间为,有这段时间内的位移 A、B速度相同后,由于F且电动
10、机输出功率恒定,A、B将一起做加速度逐渐减小的变加速运动,由动能定理有:由以上各式代入数学解得:木板B在t=1.0s到3.8s这段时间内的位移为:四川卷23(16分)质量为M的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内前进的距离为s。耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F,受到地面的阻力为自重的k倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变。求:(1)拖拉机的加速度大小。(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。(3)时间t内拖拉机对耙做的功。1设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,那么 设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有 Ff=ma2 Ff=-mg 联立得 2设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,那么 根据牛顿第二定律,有F+Ff=ma1 联立得 F=mg+ma1=6N 3解法一:由匀变速直线运动位移公式,得 解法二:根据图象围成的面积,得