专题3 牛顿运动定律

-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）

一．选择题

1. （2019河南安阳二模）如图所示，质量为上。

时刻起物体在一水平向右的恒力

的物体静止在光滑的水平地面的作用下开始运动，经过一段时间

时测得物体运动的瞬时速度大小

，

后，恒力大小变为2. 则为 A.

，方向改为水平向左。在

B. C. D.

【答案】C

【解析】解：由牛顿第二定律可得：

若在12s末时速度方向是向右的，则有：解得：

，不合题意，

， ，

所以12s末时速度方向是向左的，即解得：故选：C。

，故ABD错误C正确。

由牛顿第二定律求出前后两段的加速度大小，12s末时速度方向可能向右、也可能向左，分两种情况分析求解即可。

本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合使用的题目，关键是找出加速度，因为加速度是联系力和运动的桥梁，要知道末状态的速度方向可能向右或向左，要分别讨论。

2. （2019河南示范性高中联考）如图所示A、B两相同的木箱(质量不计用细绳连接放在水平地面上，当两木箱内均装有质量为m的沙子时，用水平力F拉A木箱，使两木箱一起做匀加速直线运动，细绳恰好不被拉断。在不改变拉力的情况下，为使两木箱一次能运送更多的沙子，下列方法(加沙子后A木箱均能被拉动)可行的是

A. 只在A木箱内加沙子 B. 只在B木箱内加沙子

C. A木箱内加入质量为m的沙子，B木箱内加入质量为2m的沙子 D. A木箱内加入质量2m的沙子，B木箱内加入质量为3m的沙子 【答案】A 【解析】 【分析】

分别对木箱A和木箱B的整体受力分析，求解加速度；然后隔离B，求解细绳的拉力表达式，然后进行讨论.

【详解】对整体由牛顿第二定律：；对木箱B：；解得 ，

BCD可知当A木箱内加入沙子的质量大于B木箱内加入的沙子的质量时，细绳的拉力减小，故选项A正确；错误；故选A.

3.（2019湖南岳阳二模）如图所示，光滑轨道ABCD由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半径为R的竖直半圆形轨道CD组成。质量为m的小球从A点由静止释放，沿轨道运动到最高点D时对轨道的压力大小为2mg，已知重力加速度为g，小球自倾斜轨道进入水平轨道无机械能损失，下列说法正确的是（ ）

A. 在最高点D，小球的向心加速度大小为2g B. 在最低点C，小球对轨道压力为7mg

C. 为了保证小球能通过最高点D，小球释放点相对于BC轨道的高度不能大于D. 若提高释放点的高度，小球在C、D两点对轨道的压力差恒为6mg 【答案】D 【解析】

解：A、在最高点D，对小球，根据牛顿第二定律得ND+mg=ma，据题ND=2mg，则小球的向心加速度大小为a=3g，故A错误。 B、在最高点D，由a=

+2mgR=

NC-mg=m误。

C、小球恰能通过最高点D时，由重力提供向心力，则有mg=mmgh=

．由机械能守恒定律得

得vD=

．小球从C到D点的过程，由机械能守恒定律得

．在最低点C，对小球，由牛顿第二定律得

，联立解得NC=8mg，由牛顿第三定律知在最低点C，小球对轨道压力为NC′=NC=8mg，故B错

+2mgR，解得 h=2.5R，即为了保证小球能通过最高点D，小球释放点相对于BC轨道的高度小于

2.5R，故C错误。

D、在最高点D，对小球，根据牛顿第二定律得ND+mg=mNC-mg=m

．在最低点C，对小球，由牛顿第二定律得

+2mgR=

．联立解得NC-ND=6mg，

，小球从C到D点的过程，由机械能守恒定律得

根据牛顿第三定律知小球在C、D两点对轨道的压力差恒为6mg，故D正确。 故选：D。

在最高点D，根据牛顿第二定律求小球的向心加速度，并由a=

求出小球在D点时的速度。小球从C到D

点的过程，利用机械能守恒定律求出小球经过C点时的速度，再由牛顿运动定律求小球对轨道的压力。小球恰能通过最高点D时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求出D点的临界速度，再由机械能守恒定律求释放点的高度。根据机械能守恒定律和向心力公式结合求小球在C、D两点对轨道的压力差。

解决本题的关键要明确圆周运动向心力来源：指向圆心的合力充当向心力，把握最高点的临界条件：重力等于向心力。

4.（2019四川内江二模）如图所示，足够长的木板OM下端的O点通过铰链与地面连接，其与水平地面间

0

的夹角θ可在0～90范围内调节。质量为1kg的小滑块在木板下端获得v0=20m/s的初速度沿木板向上运动，

当夹角为θ0时，小滑块向上滑行的时间最短，大小为

，重力加速度g取10m/s，则此情况下（ ）

2

A. 木板的倾角

B. 小滑块上滑的最大高度为

C. 小滑块上滑过程损失的机械能为100J D. 小滑块返回过程的加速度大小为【答案】AD 【解析】

解：A、小滑块沿木板向上滑行，由牛顿第二定律得： mgsinθ+μmgcosθ=ma， 整理得：设当

，则时，a存在最大值

， ，

， ，

即，故θ=60，故A正确。

0

B、设小滑块上升的高度为h，则C、根据如上计算可知，失50J，故C错误。 D、因确。 故选：AD。

，解得：h=15m，故B错误。

．故机械能损

．小滑块上滑过程克服摩擦力做功：

，故小滑块上滑到最高点处后反向下滑，此时，故D正

对滑块受力分析由牛顿第二定律可写出加速度表达式，结合数学知识可求得最大加速度及木板的倾角；由速度位移的关系式可求得最大高度；求出克服摩擦力的功可得损失的机械能；由牛顿第二定律可求得返回过程的加速度。