1、20152020年六年高考物理分類解析專題6、牛頓運動定律的綜合運用一.2020年高考題1. （2020高考江蘇物理）中歐班列在歐亞大陸開辟了生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量.某運送防疫物資的班列由40節質量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第 2節對第3節車廂的牽引力為 F.若每節車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數第3節對倒數第2節車廂的牽引力為A. FFC.1919FB.-20F D.- 20【參考答案】C【解題思路】設每節車廂質量為 m,每節車廂所受阻力（包括摩擦力和空氣阻力）為f,列車的加速度為 a,隔離第3節車廂及其以后的38節車廂整體作為研究對象，由

2、牛頓第二定律，F-38f=38ma；隔離最后2節車廂，設倒數第3節對倒數第2節車廂的牽引力為 F',由牛頓第二定律，F'-2f=2ma；聯立解得：F' =F/19 選項C正確。2. （9分）（2020年7月浙江選考）如圖1所示，有一質量 m=200kg的物件在電機的牽引下從地面豎直向， 1，-，上經加速、勻速、勻減速至指定位置。當加速運動到總位移的一時開始計時，測得電機的牽引力隨時4間變化的F t圖線如圖2所示，t 34s末速度減為0時恰好到達指定位置。若不計繩索的質量和空氣阻力，求物件（1）做勻減速運動的加速度大小和方向;（2）勻速運動的速度大小；（3）總位移的大小。

3、【名師解析】：（1）牛頓第二定律mg FT ma20.125m/s2豎直向下(2)運動學公式v at2 1 m /s(3)勻速上升的位移vt1 26 m勻減速上升的位移h2v2t240 m總位移二.2019年高考題1 . (16分)(2019高考江蘇卷物理15)如圖所示，質量相等的物塊A和B疊放在水平地面上， 左邊緣對齊.A與B、B與地面間的動摩擦因數均為因先敲擊A, A立即獲得水平向右的初速度，在 B上滑動距離L后停下。接著敲擊B, B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.求：(1) A被

4、敲擊后獲得的初速度大小 Va；【名師解析】.(1)由牛頓運動定律知， A加速度的大小aA=o勻變速直線運動2aAL=VA2解得va2 gL(2)設A、B的質量均為m對齊前，B所受合外力大小F=3mg由牛頓運動定律 F=maB,得 aB=3g對齊后，A、B所受合外力大小F' = 2 mg 由牛頓運動定律 F' =maB'，得aB'(3)經過時間t, A、B達到共同速度v,位移分別為xa、xb, A加速度的大小等于aA則82人、V=VB -aBt1 c *2*1 c *2Xa -aAt ， Xb VBt -aBt2 2且 Xb a= L解得 Vb 2,2gL三.20

5、18年高考題1. (2018高考全國理綜III )地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通過豎井運送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關系如圖所示，其中圖線分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第次和第次提升過程，A.礦車上升所用的時間之比為4:5B.電機的最大牽引力之比為2:1C.電機輸出的最大功率之比為2:1D.電機所做的功之比為 4:5【參考答案】AC【命題意圖】本題考查速度圖像，牛頓運動定律、功和功率及其相關的知識點。【解題思路】設第2次所用時間為t,根據速度圖象的面積等于位移(此題中為

6、提升的高度)可知，-X2t0 >V0=- X(t+3t0/2) X- V0,解得：t=5t0/2,所以第。次和第2次提升過程所用時間之比為2t0 : 5t0/2=4 :2225,選項A正確；由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，F-mg=ma ,可得提升的最大牽引力之比為1 ： 1,選項B錯誤；由功率公式，P=Fv,電機輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2：1,選項C正確；加速上升過程的加速度a1=近，加速上升過程的牽引力 t0F1=ma1+mg=m( +g),減速上升過程的加速度 a2=- ,減速上升過程的牽引力 F2=ma2+mg=m(g - - )

7、,勻 t。t。t。1 1速運動過程的牽引力 F3=mg。第1次提升過程做功 W1=F1X - X0 R0+ F2孑Xt0 R0=mg v0t0 ;第2次提升過 程做功 W2=F1 1X1toX1vo+ F3X1 v0 X3t0/2+ F2XxtoX- vo=mg v0t0 ;兩次做功相同，選項 D 錯誤。2 2222 22【易錯剖析】解答此題常見錯誤主要有四方面：一是對速度圖像面積表示位移掌握不到位；二是運用牛頓 運動定律求解牽引力錯誤；三是不能找出最大功率；四是不能得出兩次提升電機做功。實際上，可以根據 兩次提升的高度相同，提升的質量相同，利用功能關系得出兩次做功相同。2. (2018全國理

8、綜II 24)汽車A在水平冰雪路面上行駛，駕駛員發現其正前方停有汽車B,立即采取制動措施，但仍然撞上了汽車 B。兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后 B車向前滑動了 4.5 m, A車向前滑動了 2.0 m,已知A和B的質量分別為2.0 103kg和1.5 103kg,兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數均為0.10,兩車碰撞時間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動，重力加速度大小2,、g 10m/s .求(1)碰撞后的瞬間 B車速度的大小；(2)碰撞前的瞬間 A車速度的大小。A B-| 2.0m4.5 mTdB【命題意圖】本題主要考查機械能、功能原理及其相關的知識點，意在考查考生靈活運用相關

9、知識解決 實際問題的的能力。【解題思路】(1)設B車質量為mB,碰后加速度大小為 aB,根據牛頓第二定律有mBg mBaB式中W是汽車與路面間的動摩擦因數。設碰撞后瞬間B車速度的大小為vB ,碰撞后滑行的距離為 SB。由運動學公式有2vB =2 aBsB聯立式并利用題給數據得vB3.0 m/s (2)設A車的質量為mA,碰后加速度大小為aAo根據牛頓第二定律有mAgmAaA設碰撞后瞬間A車速度的大小為vA ,碰撞后滑行的距離為 sA。由運動學公式有2vA =2aAsA設碰撞后瞬間A車速度的大小為vA ,兩車在碰撞過程中動量守恒，有mAVA mAVA mBVB聯立式并利用題給數據得vA4.3 m

10、/s Cl四.2017年高考題1. (2017全國III卷25)如圖，兩個滑塊 A和B的質量分別為 mA1kg和mlB 5kg ,放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數均為1 0.5 ；木板的質量為 m 4kg ,與地面間的動摩擦因數為 2 0.1。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v0 3m/s。A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g 10m/s2。求(1) B與木板相對靜止時，木板的速度；(2) A、B開始運動時，兩者之間的距離。【參考答案】(1) B與木板相對靜止時，木板的速度為v1 1m/s(2) A、B開始

11、運動時，兩者之間的距離為1.9m【名師解析】(1)如圖所示對 A、B和木板受力分析， 其中fA、fB分別表示物塊 A、B受木板摩擦力的大小，fA fB和f分別表示木板受到物塊 A、B及地面的摩擦力大小，設運動過程中A、B及木板的加速度大 小分另1J為aA, aB和a,根據牛頓運動定律得:fAmAaA且:聯立解得:fBfB'fAmBaBf A ' f mafAfBmAEgimBgmB m gaA 5m/s , aB 5m/s ,2a 2.5m/s故可得B向右做勻減速直線運動， A向左做勻減速直線運動， 木板向右勻加速運動；且aB aA a ,顯然經歷一段時間ti之后B先與木板達到

12、相對靜止狀態，且此時 A、B速度大小相等，方向相反。不妨假設此時B與木板的速度大小為at1解得：t1 0.4s, v1 im/s(2)設在ti時間內，A、B的位移大小分別為 Xa, Xb,由運動學公式得:,12XaVot1aAt12Xb2A相遇，這段時間內 A的加速度大小此后B將與木板一起保持相對靜止向前勻減速運動，直到和仍為aA,設B和木板的加速度大小為 a,則根據牛頓運動定律得:對木板和B :2 mA mB m g mB m a'假設經過t2時間后A、B剛好相遇，且此時速度大小為 V2,為方便計算我們規定水平向右為正向,則在這段時間內速度變化:對B和木板:a't2aA t2

13、聯立？ ?解得t20.3s,可以判斷此時 B和木板尚未停下則t2時間內物塊 A、B的位移大小假設為 Xa'、Xb',由運動學公式:XaVlt12aA 't2 2XbVlt12a't22則A和B開始相距X滿足：xXaXa ' XbXb聯立解得：x 1.9m2. (2017海南物理)一輕彈簧的一端固定在傾角為的固定光滑斜面的底部，另一端和質量為 m的小物塊a3 相連，如圖所不。質量為-m的小物塊b緊靠a靜止在斜面上，此時彈簧的壓縮量為 xo,從t=0時開始， 5對b施加沿斜面向上的外力，使 b始終做勻加速直線運動。經過一段時間后，物塊a、b分離；再經過同樣長

14、的時間，b距其出發點的距離恰好也為xo。彈簧的形變始終在彈性限度內，重力加速度大小為 go求(1)彈簧的勁度系數；(2)物塊b加速度的大小；(3)在物塊a、b分離前，外力大小隨時間變化的關系式。【命題意圖】本題考查牛頓運動定律、胡克定律及其相關的知識點。【解題思路】(1)由平衡條件，(m+? m)gsin 0=k xo,5解得彈簧的勁度系數 k= 8mgsin ;5xo(2)物塊b加速度的大小為a,二者分離前，物塊 a的加速度也為a。物塊a、b分離時，二者之間彈力為零，設此時彈簧的壓縮量為xi,對物塊a,由牛頓第二定律，k xi-mgsin 0=ma,設經過時間t二者分離，則有xo- xi=-

15、 at2,2xo = 1 a(2t)2,21聯乂斛得：a= - gsin 0；5(3)在物塊a、b分離前，物塊?由斜面上升 x時所受彈簧彈力為k(xo-x), 對物塊a、b整體，由牛頓第二定律，k(xo- x)- (m+ - m)gsin 0 +F=(m+ - m)a,55 1由勻變速直線運動規律 x= - at2,2481.聯立斛得外力大小隨時間變化的關系式F= mgsin O-kx0+ 一 kgsin 012。2510將 k= 8mgsin 代入，得： f= 旦mgsin -g2sin2012。2g sin5x02525x0因分離時位移x=x,由x=lat2,解得t= 42故應保證t<

16、; 5-0F F表達式才能成立.2gsin五.2016年高考題1. (17分)(2016高考四川理綜物理)避險車道是避免惡性交通事故的重要設施，由制動坡床和防撞設施等組成，如圖豎直平面內，制動坡床視為與水平面夾角為的斜面。一輛長12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛入制動坡床，當車速為23 m/s時，車尾位于制動坡床的低端，貨物開始在車廂內向車頭滑動，當貨物在車廂內滑動了 4 m時，車頭距制動坡床頂端 38 m,再過一段時間，貨車停止。已知貨車質量是貨物質量的4倍，貨物與車廂間的動摩擦因數為0.4;貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊

17、和平板，取 cos =1,sin =0.1, g=10m/s2。求：(1)貨物在車廂內滑動時加速度的大小和方向;(2)制動坡床的長度。【參考答案】(1) 5m/s2,方向沿斜面向下(2) 98m【名師解析】(1)設貨物的質量為 m,貨物在車廂內滑動過程中，貨物與車廂的動摩擦因數戶0.4,受摩擦力大小為f,加速度大小為 a1,則f mg sinma1f mg cos 聯立并代入數據得a1=5 m/sa1的方向沿制動坡床向下。(2)設貨車的質量為 M,車尾位于制動坡床底端時的車速度為v=23 m/s。貨物在車廂內開始向車頭滑動，當貨物在車廂內滑動了 s=4 m時，車頭距制動坡床頂端距離s0=38

18、m。設此過程用時間t,貨物相對于制動坡床運動距離為s1，貨車相對于制動坡床運動距離為s2o貨車長度l0=12m。貨車受到制動坡床的阻力大小為F, F=k (M+m )g= 0.44(M+m )g,制動坡床的長度為l,則l= 10+ s0+ s1,Mg sin F f Ma?F k(m M )g 12Si vt a1t 2,1, 2 Qs2 vt a2t 2S Si S2 聯立并代入數據得：l=98m。考點：勻變速直線運動的應用；牛頓第二定律2. (2016高考海南物理)水平地面上有質量分別為m和4m的物A和B,兩者與地面的動摩擦因數均為即細繩的一端固定，另一端跨過輕質動滑輪與A相連，動滑輪與B

19、相連，如圖所示。初始時，繩出于水平拉直狀態。若物塊 Z在水平向右的恒力F作用下向右移動了距離 s,重力加速度大小為 g。求(1)物塊B客服摩擦力所做的功;(2)物塊A、B的加速度大小。【名師解析】13. (19 分)(1)物塊A移動了距離s,則物塊B移動的距離為16 s2物塊B受到的摩擦力大小為f 4 (mg 物塊B克服摩擦力所做的功為W fsi 2 mgs (2)設物塊A、B的加速度大小分別為 aA、aB,繩中的張力為 T。有牛頓第二定律得F mg T maA 由A和B的位移關系得聯立式得2T 4 mg 4maB aA 2aB F aA =_3jmg2mF aB =,3jmg(g4m評分參考

20、：第（1）問3分，式各1分；第（2）問6分，式各1分，式2分，式各1分。六.2015年高考題31.（2015全國理綜II）下暴雨時，有時會發生山體滑坡或泥石流等地質災害。某地有一傾角為 0 =37（sin37=）5的山坡C,上面有一質量為 m的石板B,其上下表面與斜坡平行；B上有一碎石堆 A （含有大量泥土），人和B均處于靜止狀態，如圖所示。假設某次暴雨中，A浸透雨水后總質量也為 m （可視為質量不變的滑塊），在極短3時間內，A、B間的動摩擦因數 國減小為B、C間的動摩擦因數 H減小為0.5, A、B開始運動，此時刻為 8計時起點；在第2s末，B的上表面突然變為光滑，.保持不變。已知A開始運動時，A離B下邊緣的距離l=27m,C足夠長，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）在02s時間內A和B加速度的大小。（2） A在B上總的運動時間。【名師解析】分析：分別隔離 A、B受力分析，運用牛頓第二定律和相關知識列方程得到在02s時間內A和B加速度的大小。分析 A在B上受力情況和運動過程可知， A在B上的運動可分為二者均做加速運動， A加速運 動B減速運動，B靜止不動A繼續滑動