专题06牛顿第二定律与图像-八年高考（2011-2018）物理试题分项精析版（解析版）

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1、1、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之间关系的图像可能正确的是（ ）A. B. C. D. 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。2、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A. B. C. D. 来源:#网【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题【答案】 C故选C。【点睛】人在加

2、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。网3、（多选）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4:5B. 电机的最大牵引力之比为2:1C. 电机输出的最大功率之比为2:1D. 电机所做的功之比为4:5【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）【答案】 AC【解析】试

3、题分析 本题考查速度图像，牛顿运动定律、功和功率及其相关的知识点。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，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2t05t0/2=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，F-mg=ma，可得提升点睛 此题以速度图像给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功。实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的

4、质量相同，利用功能关系得出两次做功相同。一、单项选择题1【2016海南卷】沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在05 s、510 s、1015 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则（ ）AF1F3CF1F3DF1=F3【答案】A【解析】由vt图象可知，05 s内加速度a1=0.2 m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin fF1=ma1，F1=mgsin f0.2m；510 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin fF2=ma2，F2=mgsin f；1015 s内加速度a3=0.2 m

5、/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsin fF3=ma3，F3=mgsin f+0.2m。故可得：F3F2F1，选项A正确。#网【考点定位】图像，牛顿第二定律【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。2【2013浙江卷】如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）A5s内拉力对物块做功为零B4s末物块所受合力大小为4.0NC物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D6s-9s内物块的加速度的大小为2

6、.0m/s2【答案】D【考点定位】力的图像、静摩擦力、滑动摩擦力，牛顿第二定律。3【2013重庆卷】图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图像分别对应题4图2中的（ ）A、和 B、和 C、和 D、和【答案】B 【考点定位】 伽利略的斜面实验、牛顿第二定律、图象分析。4【2014重庆卷】以不同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，另一物体所受空气阻力大小与物体速率

7、成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的图像可能正确的是（ ）【答案】D【解析】竖直上抛运动不受空气阻力，做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动，图象时倾斜向下的直线，四个选项均正确表示；考虑阻力的上抛运动，上升中，随着减小，减小，对应图象的斜率减小，选项A错误。下降中，随着随着增大，继续减小。而在最高点时，对应图与轴的交点，其斜率应该等于（此时与竖直上抛的最高点相同的加速度），即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行，只有D选项满足。故选D。学【考点定位】本题考查了牛顿第二定律、图象的特点、竖直上抛运动状态的判断。5【2014安徽卷】如右图，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定

8、斜面，从顶端下滑，直至速度为零。对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是（ ）【答案】B【考点定位】本题考查牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律【方法技巧】对运动图像的判断，关键是得出两物理量的函数关系，这个关系式的得出以及牛顿第二定律或匀变速直线运动的规律。6【2012江苏卷】将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比. 下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象，可能正确的是（ ）【答案】C【解析】由， ，得到，所以C正确解析改为：皮球竖直向上抛出，受到重

9、力和向下的空气阻力，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma根据题意，空气阻力的大小与速度的大小成正比，有：f=kv；联立解得： 由于速度不断减小，故加速度不断减小，到最高点速度为零，阻力为零，加速度为g，不为零，故BD均错误；根据，有，由于加速度减小，故也减小，故也减小，故a-t图象的斜率不断减小，故A错误，C正确；【考点定位】本题考查加速度、牛顿运动定律及其相关知识7【2015重庆5】若货物随升降机运动的图像如题5图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力与时间关系的图像可能是（ ）【答案】B【解析】 由图知：过程为向下匀加速直线运动（加速度向下，失重，）；过程为向下匀速直线（平衡，）；

10、过程为向下匀减速直线运动（加速度向上，超重，）；过程为向上匀加速直线运动（加速度向上，超重，）；过程为向上匀速直线运动（平衡，）；过程为向上匀减速直线运动（加速度向下，失重，）；综合各个过程可知B选项正确。学【考点定位】图像、超重与失重、牛顿第二定律。8【2011福建卷】如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示已知，则（）At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0 t2时间内，小物块受到

11、的摩擦力方向先向右后向左D0 t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【答案】B【解析】当小物块速度为零时，小物块离A处的距离达到最大，为t1时刻，选项A错误；t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，选项B正确；0 t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，选项C错误；0 t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2 t2时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，选项D错误。【考点定位】传送带、摩擦力、牛顿运动定律、速度图象9【2011新课标全国卷】如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木

12、板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）【答案】A【考点定位】牛顿第二定律与图像10【2012海南卷】如图，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为和，且.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑。在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是（ ）【答案】C【解析】设物块上滑与下滑的加速度大小分别为和根据

13、牛顿第二定律得：，来源:ZXXK得，则知，而图象的斜率等于加速度，所以上滑段图线的斜率大于下滑段图线的斜率。上滑过程的位移大小较小，而上滑的加速度较大，由知，上滑过程时间较短；因上滑过程中，物块做匀减速运动，下滑过程做匀加速直线运动，两段图象都是直线；由于物体克服摩擦力做功，机械能不断减小，所以物体到达c点的速度小于故C正确，ABD错误&网【考点定位】本题考查牛顿第二定律、速度图像及其相关知识二、多项选择题11【2011上海卷】受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其 图线如图所示，则（ ） A在秒内，外力大小不断增大B在时刻，外力为零C在秒内，外力大小可能不断减小D在秒内，外力大

14、小可能先减小后增大【答案】CD【解析】根据加速度可以用v-t图线的斜率表示，所以在0秒内，加速度为正并不断减小，根据加速度，所以外力F大小不断减小，A错误；在时刻，加速度为零，所以外力F等于摩擦力，不为零，B错误；在秒内，加速度为负并且不断变大，根据加速度的大小，外力F大小可能不断减小，C正确；如果在F先减小一段时间后的某个时刻，F的方向突然反向，根据加速度的大小，F后增大，因为v-t图线后一段的斜率比前一段大，所以外力F大小先减小后增大是可能的，故D正确【考点定位】牛顿第二定律12【2012天津卷】如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物

15、块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则（ ）A0t1时间内F的功率逐渐增大Bt2时刻物块A的加速度最大来源:ZXXKCt2时刻后物块A做反向运动Dt3时刻物块A的动能最大【答案】BD【考点定位】本题考查牛顿第二定律，力和运动关系及其相关知识13【2013新课标全国卷）2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中

16、间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图（b）所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则（ ）A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 gD在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变【答案】AC【考点定位】v-t图线；牛顿第二定律；14【2014四川卷】如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t = 0时刻P在传送带左端具有速度v2，P

17、与定滑轮间的绳水平，t = t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（ ）【答案】BC【解析】 若，小物体P可能受到的静摩擦力等于绳的拉力，一直相对传送带静止匀速向右运动若最大静摩擦力小于绳的拉力，则小物体P先向右匀减速运动，减速到零后反向匀加速直到离开传送带，由牛顿第二定律知，加速度不变；若，小物体P先向右匀加速直线运动，由牛顿第二定律知，到小物体P加速到与传送带速度相等后匀速，故B选项可能；若，小物体P先向右匀减速直线运动，由牛顿第二定律知，到小物体P减速到与传送带速度相等后继续向右加速但滑动摩擦力方向改向，此时匀减速运动的加速度为，

18、到加速为零后，又反向以a2加速度匀加速运动，而，故C选项，A、D选项错误。%网【考点定位】牛顿第二定律 图象15【2015江苏6】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（ ）At=2s时最大 Bt=2s时最小 Ct=8.5s时最大 Dt=8.5s时最小【答案】AD【考点定位】本题考查牛顿第二定律16【2015全国新课标20】如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的、均为已知量，则可求出（ ）A斜面的倾角来源:+网Z+X+X+KB物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物

19、块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD【考点定位】牛顿运动定律三、非选择题17【2015全国新课标25】一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2。求（1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数；（2）木板的最小长度；（3）木板右端离墙壁的最终距

20、离。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为碰撞后木板速度水平向左，大小也是木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有解得木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间，位移，末速度其逆运动则为匀加速直线运动可得代入可得木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即可得（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有可得对滑块，则有加速度滑块速度先减小到0，此时碰后时间为此时，木板向左的位移为末速度滑块向右位移此后，木块开始向左加速，加速度仍为木块继续减速，加速度仍为假设又经历二者速度相等，则有解得此过程，木板位移末速度滑块位移此后木块和木板一起匀减速。%网二者的相对位移最大为滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度来源:位移所以木板右端离墙壁最远的距离为【考点定位】牛顿运动定律18【2012安徽卷】质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f，取=10 m/s2， 求：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。【答案】（1），;（2）【考点定位】此题考查v-t图象、牛顿第二定律及其相关知识15