压轴题11 牛顿运动定律解决弹簧问题 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴题11 牛顿运动定律解决弹簧问题

一、单选题

1.如图所示，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变化的图像如图所示，则

A. t1时刻小球速度最大

B. t1～t2这段时间内，小球的速度先增大后减小

C. t2～t3这段时间内，小球所受合外力一直减小

D. t1～t3全过程小球的加速度先减小后增大

【答案】B

【解析】解：A、t1时刻小球刚接触弹簧，小球的速度仍在增大，速度不是最大。当弹簧的弹力等于重力时速度才最大。故A错误。

B、t1−t2这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，合外力先向下后向上，所以小球先加速后减速，即小球的速度先增大后减小。故B正确。

CD、t1−t2这段时间内，小球向下运动，加速度先向下逐渐减小，后向上逐渐增大。t2～t3这段时间内，小球从最低点向上运动，弹簧的弹力先大于小球的重力，后小于重力，合外力先向上，后向下，而弹力逐渐减小，合外力先减小后增大，根据牛顿牛顿第二定律可知，小球的加速度先减小后反向增大。故CD错误。

故选B。

2.如图，某发射系统内有一木箱，木箱内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块，木箱内上表面和下表面都装有压力传感器．木箱静止时，上表面压力传感器的读数为12.0N，下表面压力传感器的读数为20.0N.当系统竖直向上发射时，上表面传感器的读数变成下表面压力传感器读数的一半，取重力加速度g= 10m/s2，此时木箱的加速度大小为

A. 2.5m/s2

B. 5.0m/s2

C. 10.0m/s2

D. 条件不足，无法确定

【答案】A

【解析】木箱静止时对弹簧和木块整体受力分析，受重力G、上方传感器向下的压力F1，下方传感器向上的支持力N1。根据平衡条件有F1+G=N1，带入数据解得G=8N。弹簧重力不计，故木箱重力为8N，即木箱质量为0.8kg。对木箱进行儿受力分析，受弹簧的弹力F2和上方传感器向下的压力F1，根据平衡条件G+ F1=F2，当系统竖直向上发射时弹簧弹力不变仍为20N，设上表面传感器示数为F，则下表面传感器的示数为2F，对物体分析有20−F−G=ma①，对整体分析有2F−G−F=ma②，联立①②得F=10N，a= 2.5m/s2。

故答案为A。

3.如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态.现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是()

A. 1.5g，1.5g，0

B. g，2g，0

C. g，g，g

D. g，g，0

【答案】A

【解析】开始A、B、C处于静止；

将A上面的细线剪断后，在该瞬间弹簧的弹力不变，

隔离对C分析，弹簧的弹力F弹=mg，C所受的合力为零，加速度为零；

隔离对AB分析，AB的加速度均为a=F弹+2mg

=1.5g，

2m

故选A。

4.如图所示，斜面体B放在粗糙的水平面上，物块A放在粗糙的斜面体B上，轻质弹簧两端分别与物块A 及固定在斜面体底端的挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态．现用力F沿斜面向上拉A，但A，B均保持静止．下列说法正确的是()

A. 弹簧对挡板的弹力变小

B. A、B之间的摩擦力可能增大

C. 水平面对B的摩擦力方向向左

D. 斜面体B对地面的压力增大

【答案】B

【解析】解：A、F沿斜面向上拉A，但A、B均保持静止，弹簧的形变量不变，所以弹簧的弹力不变，故A错误；

B、开始A受到的弹簧的弹力与A重力沿斜面向下的分力大小不知道，A受到的摩擦力大小方向不确定，用力F沿斜面向上拉A时，摩擦力大小可能增大、也可能减小，故B正确；

C、从整体角度，可知，当斜向上的拉力拉时，整体对地面的压力减小，有向左的运动趋势，导致水平面对B的摩擦力发生变化，故C错误；

D、竖直方向地面对B的支持力F N=(m A+m B)g−Fsinθ，所以施加力F后斜面体B对地面的压力减小，故D错误。

故选B。

5.如图所示，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，得到弹簧弹力F随时间t(t1、t2、t3、t4均己知)变化的图像如图所示，若图像中的坐标值都为已知量，重力加速度为g，空气阻力不计。则()

A. t1时刻小球具有最大速度

B. t2时刻小球具有最大速度

C. t2时刻小球的加速度大小为零

D. 可以计算出小球自由下落的高度

【答案】D

【解析】AB.t1时刻小球刚与弹簧接触，当弹簧弹力与重力平衡时速度最大，故AB错误；

C.t2时刻小球受到的弹力最大，处于最低点，合力向上，故加速度向上，故C错误；

D.t3到t4时刻，小球做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的对称性可以求出小球自由下落的高度，故D正确。

故选D 。

6.如图所示，A，B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B，C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是()

A. 斜面倾角α=60°

B. A获得最大速度为

C. C刚离开地面时，B的加速度最大

D. 从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒

【答案】B

【解析】A.C刚离开地面时，对C有：kx2=mg

此时B有最大速度，即a B=a A=0

对B有：T−kx2−mg=0

对A有：4mgsinα−T=0

以上方程联立可解得：sinα=0.5，α=30°故A错误；

B.初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1=mg

，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；

由上问知x1=x2=mg

k

此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：

以上方程联立可解得：A球获得最大速度为v Am=2g√m

，故B正确；

5k

C.C刚离开地面时，B球的加速度为零。对B球进行受力分析可知，刚释放A时，B所受合力最大，此时B具有最大加速度，故C错误；

D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，A、B两小球组成的系统机械能不守恒。故D错误．

故选B。

7.如图所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接，物块B沿斜面叠放在物块A上但不黏连．物块A、B质量均为m，初始时两物块均静止．现用平行于斜面向上的拉力拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的v−t图象如图所示(t 1时刻A、B的图线相切，t 2时刻对应A图线的最高点)，重力加速度为g，(t 1和t 2，v 1和v 2均未知)，则以下说法正确的是

A. t 1时刻弹簧的形变长度mgsinθ

k B. t 2时刻弹簧的形变长度mgsinθ

k

C. t 1时刻A的加速度比B的加速度大

D. t 1时刻B的速度为

【答案】B

【解析】A.由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律：kx−mgsinθ=ma，则x=mgsinθ+ma

k

，故A错误；

B.由图知，t2时刻A的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律得：mgsinθ=kx，则得：

x=mgsinθ

k

，故B正确；

C.由图读出，t1时刻A、B开始分离，加速度相等，故C错误；

D.开始时有：2mgsinθ=kx0,t1时刻时B的位移为x B=x0−x=mgsinθ−ma

k

，由运动学公式v=√2ax B，得

v=√2a(mgsinθ−ma

k

)，故D错误。

故选B。

8.如图所示，沿水平面运动的小车里，用两根轻质细线A、B悬挂一个小球，小车光滑底板上有一个用轻质弹簧拴着的物块，已知两根悬线与竖直方向夹角均为θ=30°，弹簧处于拉伸状态，小球和物块质量均为m，均相对小车静止，重力加速度为g，下列说法正确的是()

A. 小车一定水平向右做匀加速运动

B. 两根轻细线的拉力都不可能为0

C. 两根细线的拉力有可能相等

D. 弹簧的弹力大小可能为√3

3

mg

【答案】D

【解析】A.因弹簧处于拉伸状态，则弹簧B对物体一定有向右的弹力，因此整体有向右的加速度，然而小车不一定向右加速，也可能向左减速，故A错误；

B.由弹簧受力可知，小球有向右的加速度，则两根细线的合力不为0，当加速度为：a=gtan30°=√3

3

g，方向水平向右时，其中左边绳子的拉力为0，故B错误；

C.若两根细线的拉力相等，根据力的合成与分解法则，及牛顿第二定律，则小球的加速度为0，则弹簧不会处于拉伸状态，不符合题意，故C错误；

D.若小车的加速度为a=√3

3g，那么依据牛顿第二定律，则弹簧的弹力大小为√3

3

mg，故D正确。

故选D。

二、多选题

9.(多选)如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h 处由静止释放．某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g.以下判断正确的是()

A. 当x=ℎ+2x0时，小球的动能最小

B. 最低点的坐标：x=ℎ+2x0

C. 当x=ℎ+2x0时，小球的加速度为−g，且弹力为2mg

D. 小球动能的最大值为mgℎ+mgx0

2

【答案】CD

【解析】AB.由图乙可知mg=kx0，解得x0=mg

k

，由F−x图线与横轴所围图形的面积表示弹力所做的功，

则有W

弹=1

2

k(x−ℎ)2，由动能定理得mgx−1

2

k(x−ℎ)2=0，即mgx−mg

2x0

(x−ℎ)2=0，解得x=ℎ+x

(1+

√1+2ℎ

x0

)，故最低点坐标不是ℎ+2x0，且此处动能不是最小，故AB错误；

C.由图可知，mg=kx0，由对称性可知当x=ℎ+2x0时，小球加速度为−g，且弹力为2mg，故C正确；

D.小球在x=ℎ+x0处时，动能有最大值，根据动能定理有mg(ℎ+x0)+W弹=E km−0，依题可得W弹=

−1

2mgx0，所以E km=mgℎ+1

2

mgx0，故D正确。

10.如图所示，在竖直方向上，A，B两物体通过劲度系数k=16N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B，C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在倾角α=30°的固定光滑斜面上.用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m=0.4kg，重力加速度取g=10m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后，C 沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度v B，求该过程中：()

A. A，B，C构成的系统机械能守恒

B. m c=1.6kg

C. v B=√2m/s

D. C的机械能减少4.8J

【答案】BC

【解析】A.A、B、C构成的系统中存在弹簧弹性势能的变化，所以A、B、C构成的系统机械能不守恒，故A错误；

B.A刚离开地面时，B获得最大速度v B，此时C也获得最大速度，由平衡条件得：，所以物体C的质量为，故B正确；

C.此过程中弹簧的形变量为：Δx=2mg

k =2×0.4×10

16

m=1

2

m，因为弹簧在此过程中形变量相同，所以弹簧

的弹性势能不变，则，解得v B=√2m/s，故C正确；

D.C的机械能减少为，故D错误。

故选BC。

11.如图固定在地面的斜面倾角为30°，物块B 固定在木箱A 的上方，一起从a 点由静止开始下滑，到b 点接触轻弹簧，又压缩至最低点c ，此时将B 迅速拿走，然后木箱A 又恰好被轻弹簧弹回到a 点。已知A 质量为m ，B 质量为3m ，a 、c 间距为L ，重力加速度为g 。下列说法正确的是( )

A. 在A 上滑的过程中，与弹簧分离时A 的速度最大

B. 弹簧被压缩至最低点c 时，其弹性势能为0.8mgL

C. 在木箱A 从斜面顶端a 下滑至再次回到a 点的过程中，因摩擦产生的热量为1.5mgL

D. 若物块B 没有被拿出，AB 能够上升的最高位置距离a 点为L/4

【答案】BC

【解析】A.在A 上滑的过程中，速度最大时的位置合力为零，即弹簧的弹力与重力沿斜面的分量和摩擦力平衡时A 的速度最大，此时弹簧仍处于压缩状态，故A 错误；

B.设弹簧上端在最低点c 时，其弹性势能为Ep ,在A 、B 一起下滑到c 的过程中，由功能关系有：4mgLsinθ=μ⋅4mgLcosθ+E p ，

将物块B 拿出后木箱A 从c 点到a 点的过程，由功能关系可得E p =mgLsinθ+μmgLcosθ，联立解得E p =0.8mgL ，故B 正确；

C.由以上两式解 μmgLcosθ=0.3mgL ，则在木箱A 从斜面顶端a 下滑至再次回到a 点的过程中，因摩擦产生的热量为：Q =μ⋅4mgLcos30+μmgLcos30°，即Q =5μmgLcos30°=1.5mgL ，故C 正确；

D.若物块B 没有被拿出，A 、B 整体从c 点被弹回的距离为x ，由功能关系可得E p =4mgxsinθ+μ⋅4mgxcosθ，解得x =L 4，可见，若物块B 没有被拿出，AB 能够上升的最高位置距离a 点为L −x =

3L 4，故D 错误。

故选BC 。

12.一只轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地板上，上端与物体A 连接，物体A 的质量为2m ，上面放置质量为m 的物体B ，如图所示。用F = 3mg 的竖直向下的力作用在B 上，使系统处于静止状态，弹簧劲度系数为k 。撤去外力，A ，B 向上运动，A ，B 均可视为质点，下列说法正确的是( )

A. 撤去外力，B向上运动过程中，B物体的机械能先增大后保持不变

B. 撤去外力，A、B向上运动过程中，弹簧对 A做的功为18m2g2

k

C. 撤去F的瞬间，B对A的压力大小为3mg

D. 弹簧恢复原长时，A、B的速度恰好为零

【答案】BD

【解析】系统静止时，设弹簧得压缩量为x1，由平衡条件知，弹簧弹力大小为kx0=F+3mg=6mg，方向竖直向上，当弹簧得弹力kx>3mg时，由牛顿第二定律得kx−3mg=3ma，系统向上做加速度减小的加速运动；弹簧的弹力kx=3mg时，系统速度最大，加速度为零；当弹簧的弹力kx<3mg时，由牛顿第二定律得3mg−kx=3ma，系统做加速度增大的减速运动，当弹簧恢复原长时，系统加速度为a=g，由牛顿第二定律知，A、B间得作用力为零，在弹簧恢复原长的过程中，弹簧A、B间的作用力为零，在弹簧

恢复原长的过程中，弹簧A、B组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得1

2kx02=3mgx0+1

2

·3mv2，

kx0=6mg，联立解得v=0，故D正确；

由以上分析得，B向上运动过程中，B始受到竖直向上的支持力，由功能关系知B物体的机械能一直增大，A错误；

A、B向上运动的过程中，由功能关系知弹簧对A做的功等于A、B增加的重力势能，则W=3mgx0=18m2g2

k 故B正确；

撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律得，对A、B整体kx0−3mg=3ma，对BF N−mg=ma，解得F N=2mg，由牛顿第二定律知，B对A的压力大小为2mg，故C错

误；

故答案选择B、D。

三、计算题

13.如图所示，一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的绝缘弹簧，其下端固定于地面，上端与一质量为m，带电量为+q的小球A相连，整个空间存在一竖直向上的匀强电场，小球A静止时弹簧恰为原长。另一质量也为m的不带电的绝缘小球B从距A为x0的P点由静止开始下落，与A发生碰撞后一起向下运动(全过程中小球A的电量不发生变化，重力加速度为g)。

(1)若x0已知，试求B与A碰撞过程中损失的机械能；

(2)若x0未知，且B与A在最高点恰未分离，试求A、B运动到最高点时弹簧的形变量；

(3)在满足第(2)问的情况下，试求A、B运动过程中的最大速度。

【答案】解：(1)设匀强电场的场强为E，在碰撞前A静止时有：

qE=mg①

解得：E=mg q

在与A碰撞前B的速度为v0，由机械能守恒定律得：

mgx0=1

2

mv02

∴v0=√2gx0②B与A碰撞后共同速度为v1，由动量守恒定律得：

mv0=2mv1③

∴v1=1 2 v0

B与A碰撞过程中损失的机械能△E为：

△E═1

2

mv02−

1

2

2mv12=

1

2

mgx0④

(2)A、B在最高点恰不分离，此时A、B加速度相等，且它们间的弹力为零，设此时弹簧的伸长量为x1，则：对B：

mg=ma⑤

对A：mg+kx1−qE=ma⑥

所以弹簧的伸长量为：x1=mg

k

(3)A、B一起运动过程中合外力为零时，具有最大速度v m，设此时弹簧的压缩量为x2，则：

2mg−(qE+kx2)=0⑦

∴x2=mg k

由于x1=x2，说明A、B在最高点处与合外力为零处弹簧的弹性势能相等，对此过程由能量守恒定律得：

(2mg−qE)(x1+x2)=1

2

·2mv m2⑧

解得：v m=g√2m

k

mgx0；

答：(1)若x0已知，B与A碰撞过程中损失的机械能是1

2

(2)若x0未知，且B与A在最高点恰未分离，A、B运动到最高点时弹簧的形变量是√2m

；

k

(3)在满足第(2)问的情况下，A、B运动过程中的最大速度是g√2m

．

k

【解析】试题分析：选择正确的研究对象．

分析物体的受力情况和运动过程．

由机械能守恒定律求得与A碰撞前B的速度．

根据动量守恒定律列出等式解决问题．

14如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4 m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。求：

(1)物体C从开始到刚离开地面过程中，物体A沿斜面下滑的距离

(2)斜面的倾角α

(3)物体A能获得的最大速度

【答案】解：(1)设开始时弹簧的压缩量x B，根据平衡条件得：

对B有：kx B=mg；

设当物体C刚离开地面时，弹簧的伸长量为x C，则：kx C=mg；

当物体C刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体A沿斜面下滑的距离均为：x=x C+x B

；

联立解得：x=2mg

；

k

即：物体C从开始到刚离开地面过程中，物体A沿斜面下滑的距离为2mg

；

k

(2)物体C刚刚离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力kx C、细线的拉力T三个力的作用；

设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律：

对B有：T−mg−kx C=ma；

对A有：4mgsinα−T=4ma；

解得：4mgsinα−mg−kx C=5ma；

当B获得最大速度时，有a=0；

由以上几式联立，解得sinα=1

；

2

所以：α=30°；

即：斜面的倾角α为30°；

(3)由于弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体C刚离开地面时，A、B两物体的速度相

(4m+m)v m2；等，设为v m，以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得：4mgxsinα−mgx=1

2

；

解得：v m=2g√m

5k

。

即：物体A能获得的最大速度为2g√m

5k

【解析】本题考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律；关键是对三个物体分别受力分析，得出物体B速

度最大时各个物体都受力平衡，然后根据平衡条件分析；同时要注意是那个系统机械能守恒。

(1)根据弹簧的压缩量，结合胡克定律分析；

(2)C刚离开地面时，弹簧的弹力等于C的重力，根据牛顿第二定律知B的加速度为零，B、C加速度相同，分别对B、A受力分析，列出平衡方程，求出斜面的倾角；

(3)A、B、C组成的系统机械能守恒，初始位置弹簧处于压缩状态，当B具有最大速度时，弹簧处于伸长状态，由机械能守恒得出物体A能获得的最大速度。

15.如图所示，一根长L═1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E═1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10−6C；另

一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10−6C，质量m=1.0×10−2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，取g=10m/s2)

(1)小球B开始运动时的加速度为多大？

(2)小球B的速度最大时，距M端的高度h 1为多大？

(3)小球B从N端运动到距M端的高度h 2=0.61m时，速度为v=1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少？

【答案】解：(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，将电场力沿杆

的方向和垂直杆的方向分解，由牛顿第二定律得：mg−k Qq

L2

−qEsinθ=ma

解得：

代入数据解得：a=3.2m/s2

(2)小球B向下运动，受A的斥力增大，加速度减小，速度增大，当小球B速度最大时合力减为零，即：

k Qq

ℎ12

+qEsinθ=mg

解得：

代入数据解得：ℎ1=0.9m

(3)小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为W1，电场力做功为W2，库仑力做功为W3，根据

动能定理有：W1+W2+W3=1

2

mv2

W1=mg(L−ℎ2)

W2=−qE(L−ℎ2)sinθ

解得：W3=1

2

mv2−mg(L−ℎ2)+qE(L−ℎ2)sinθ

从功能角度来说，电势能的改变量的大小就等于电场力做的功．电场力做负功，电势能增大，动能的改变量就等于总功．

设小球B的电势能改变了△Ep，则：△E p=−(W2+W3)

ΔE p=mg(L−ℎ2)−1

mv2

解得：△E p=8.4×10−2J

答(1)小球B开始运动时的加速度为a=3.2m/s2；(2)小球B的速度最大时，距M端的高度

；(3)小球B的电势能改变了△E p=8.4×10−2J。

【解析】此题关键能够正确对小球B进行受力分析和运动分析，知道电场力做功量度电势能的变化，常用动能定理求解变力功。

(1)对小球B进行受力分析，运用牛顿第二定律求出开始运动时的加速度大小；

(2)根据受力情况分析小球B的运动情况。小球B向下运动，受A的斥力增大，加速度减小，速度增大，当小球B速度最大时合力减为零．由平衡条件和库仑定律求解；

(3)由于A对B的库仑力做功是变力功，所以运用动能定理求解电场力做功，即可得到电势能的变化量。

16.如图所示，横截面为等腰三角形的光滑斜面，倾角θ=30°，斜面足够长，物块B和C用劲度系数为k 的轻弹簧连接，它们的质量均为2m，D为一固定挡板，B与质量为6m的A通过不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮相连接．现固定A，此时绳子伸直无弹力且与斜面平行，系统处于静止状态，然后由静止释放A，则

(1)物块C从静止到即将离开D的过程中，重力对B做的功为多少？

(2)物块C即将离开D时，A的加速度为多少？

(3)物块C即将离开D时，A的速度为多少？

【答案】解：(1)开始系统静止时，对于物块B有

2mgsin30°=kx1

则弹簧压缩量为x1=mg

k

C刚离开D时，对于物块C有2mgsin30°=kx2

则弹簧伸长量为x2=mg

k

故A、B的位移大小均为x=x1+x2=2mg

k

物块C从静止到刚离开D的过程中，重力对B做功

W=−2mgx·sin30°=−2m2g2 k

(2)C刚离开D时，设绳中张力大小为T，对A、B分别由牛顿第二定律有6mgsin30°−T=6ma

T−(kx2+2mgsin30°)=2ma

即6mg·sin30°−(kx2+2mg·sin30°)=8ma

解得A的加速度a=g

8

；

(3)物块C从静止到刚离开D过程中，初末态弹簧的弹性势能相等，

对系统由功能关系得

6mgx·sin30°−2mgx·sin30°=1

2

×8mv2

解得v=g√m

。

k

；

答：(1)物块C从静止到即将离开D的过程中，重力对B做的功为−2m2g2

k

(2)物块C即将离开D时，A的加速度为a=g

；

8

(3)物块C即将离开D时，A的速度为v=g√m

。

k

【解析】解决该题的关键是正确进行受力分析，掌握物体C刚好离开D时各物体的运动状态以及受力情况，掌握用功能关系求解能量。

(1)分析初始时刻弹簧的压缩量，求出物块C刚离开D时弹簧的伸长量，求出B上升的高度，根据W=mgℎ求解重力对B做的功；

(2)C刚离开D时，对A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度；

(3)物块C从静止到刚离开D过程中，对系统由功能关系求解弹簧弹性势能的变化量。

压轴题13 牛顿运动定律解决板块问题 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴题13 牛顿运动定律解决板块问题 一、单选题 1.如图所示，一块质量可忽略不计的足够长的轻质绝缘板，置于光滑水平面上，板上放置A、B两物块，质量分别为m A=0.10kg、m B=0.20kg，与板之间的动摩擦因数均为μ=0.20。在水平面上方有水平向左的匀强电场，场强E= 2.0×105N/C。现将A、B带上电荷，电荷量分别为q A=2.0×10−6C、q B= −3.5×10−6C，且保持不变。重力加速度g取10m/s2。则带电后A、B的运动状态是() A. A、B都以1.0m/s2的加速度向右运动 B. A静止不动，B以1.5m/s2的加速度向右运动 C. A以2.0m/s2的加速度向左运动，B以1.5m/s2的加速度向右运动 D. A以2.0m/s2的加速度向左运动，B以2.5m/s2的加速度向右运动 【答案】D 【解析】A与木板间的动摩擦力：f A=μm A g=0.2×0.1×10N=0.2N B与木板间的动摩擦力：fB=μm B g=0.2×0.2×10N=0.4N 由于f B>f A，所以木板跟B一起运动； 对A水平方向受力分析有：q A E−μm A g=m A a A，解得：a A=2.0m/s2，方向向左； 对B水平方向受力分析有：q B E−μm A g=m B a B，解得：a B=2.5m/s2，方向向右； 故ABC错误，D正确。 故选D。 2.一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上，其上放质量均为1kg的A，B两物块，A，B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3，μ2=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.下列说法正确的是() A. 若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5N B. 若F=8N，则B物块的加速度为4.0m/s2 C. 无论力F多大，A与薄硬纸片都不会发生相对滑动 D. 无论力F多大，B与薄硬纸片都不会发生相对滑动 【答案】C

压轴题12 牛顿运动定律解决连接体问题 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴题12 牛顿运动定律解决连接体问题 一、单选题 1.两个表面粗糙程度相同的物体A和B，它们的质量分别为m1和m2，中间用一根轻质细绳连接。将它们放置在粗糙水平地面上，物体A受到沿水平方向作用力F时，两物体共同运动，绳中拉力恰好达到所能承受的最大张力。欲使拉力F变大且细绳不被拉断，则下列操作中可行的是 A. 减小A物体的质量m1 B. 减小B物体的质量m2 C. 将它们放在光滑水平地面上运动 D. 将它们放在动摩擦因数更大的水平面上运动 【答案】B 【解析】设接触面的动摩擦因数为μ，一起运动的加速度为a，之间绳子的拉力为T， 对整体，由牛顿第二定律：F−μ(m1+m2)g=(m1+m2) 对B，由牛顿第二定律：T−μm2g=m2a 联立知，绳子拉力T=m2 m1+m2 F 可见绳子的拉力与接触面的粗糙程度无关，与F和A、B的质量有关。 由于开始绳子拉力恰好达到最大，欲使拉力F变大且细绳不被拉断，必然使m2 m1+m2 减小才可能。 由于m2 m1+m2=1m 1 m2 +1，故可增大A的质量m1，或者减小B的质量m2，故ACD错误，B正确。 故选B。 2.如图所示，两个质量均为m的物块P、Q叠放在水平面上，所有接触面间的动摩擦因数为μ.若用水平外力F将物块Q从物块P的下方抽出，抽出过程中P、Q的加速度分别为a P、a Q，且a Q=2a P，重力加速度为g，则F的大小为() A. 3μmg B. 2.5μmg C. 4μmg D. 5μmg 【答案】D 【解析】以P为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律可得： μmg=ma p 可得：a p=μg 所以：a Q=2a p=2μg 对Q受力分析，根据牛顿第二定律有：

高中物理新课标教材高考常考点

高中物理新课标教材·必修1 第一章运动的描述及匀变速直线运动的研究 1 质点参考系和坐标系 2 时间和位移 3 运动快慢的描述──速度 4 实验：用打点计时器测速度 5 速度变化快慢的描述──加速度 6 实验：探究小车速度随时间变化的规律 7 匀变速直线运动的速度与时间的关系 8匀变速直线运动的位移与时间的关系 9自由落体运动 10 伽利略对自由落体运动的研究 高考必备：匀变速直线运动的规律是高考考查的热点和重点，常结合牛顿运动定律、能量、动量、电场中带电粒子的运动等知识。位移-时间图像、速度-时间图像，汽车的追及，相遇也是经常考查的内容。匀速直线运动和平均速度问题，通常与生活中的实例如声波，光波的传播，反射等相结合。在这一章中，实验出现的频率相当高。

第二章相互作用物体的平衡 1 重力基本相互作用 2 弹力 3 摩擦力 3 摩擦力 4 力的合成 5 力的分解 6 实验一：探究弹力与弹簧伸长的关系 7 实验二：验证力的平行四边形法则 高考必备：有关弹力，摩擦力问题，其中对弹簧弹力的分析应用在高考中出现的频率很高，静摩擦力的大小及方向的分析计算也是常考点。物体的平衡问题，重力、弹力、摩擦力三力平衡问题，或与其他知识点的综合，合力与分力的分析，在高考中都是经常出现的。 第三章牛顿运动定律

1 牛顿第一定律 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 3 牛顿第二定律 4 力学单位制 5 牛顿第三定律 6 用牛顿定律解决问题（一） 7 用牛顿定律解决问题（二） 8 实验：验证牛顿运动定律 高考必备：对基本概念的理解和辨析，如惯性、相互作用力、质量等。对牛顿运动定律的理解及运用时高考中常出现的考点，超重和失重在选择题中出现的概率比较大。理解牛顿第二定律，并能解决实际生活问题，是高考的必备能力，特别是与电场、电磁感应现象的综合应用。 第四章机械能 1 追寻守恒量 2 功 3 功率

压轴题11 牛顿运动定律解决弹簧问题 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴题11 牛顿运动定律解决弹簧问题 一、单选题 1.如图所示，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变化的图像如图所示，则 A. t1时刻小球速度最大 B. t1～t2这段时间内，小球的速度先增大后减小 C. t2～t3这段时间内，小球所受合外力一直减小 D. t1～t3全过程小球的加速度先减小后增大 【答案】B 【解析】解：A、t1时刻小球刚接触弹簧，小球的速度仍在增大，速度不是最大。当弹簧的弹力等于重力时速度才最大。故A错误。 B、t1−t2这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，合外力先向下后向上，所以小球先加速后减速，即小球的速度先增大后减小。故B正确。 CD、t1−t2这段时间内，小球向下运动，加速度先向下逐渐减小，后向上逐渐增大。t2～t3这段时间内，小球从最低点向上运动，弹簧的弹力先大于小球的重力，后小于重力，合外力先向上，后向下，而弹力逐渐减小，合外力先减小后增大，根据牛顿牛顿第二定律可知，小球的加速度先减小后反向增大。故CD错误。 故选B。 2.如图，某发射系统内有一木箱，木箱内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块，木箱内上表面和下表面都装有压力传感器．木箱静止时，上表面压力传感器的读数为12.0N，下表面压力传感器的读数为20.0N.当系统竖直向上发射时，上表面传感器的读数变成下表面压力传感器读数的一半，取重力加速度g= 10m/s2，此时木箱的加速度大小为

压轴题09 牛顿运动定律解决传送带问题 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴题09 牛顿运动定律解决传送带问题 一、单选题 1.如图所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，传送带的左，右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速度v2沿水平面分别从左，右两端滑上传送带，下列说法正确的是() A. 物体从右端滑到左端所需的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间 B. 若v2v，木块与传送带之间的动摩擦因数μ

宁夏高考物理试题分析及复习策略

宁夏近三年高考试题分析及09备考反思 一、试卷的结构： 第Ⅰ卷14~21为不定项选择题； （1）07年17题为多选，其余为单选；（2）08年15、20、21题为多选，（3）09年14、 17、20、21题为多选。 第Ⅱ卷包括必考题和选考题。必考部分的实验一般是一小一大；计算第一题是一道纯力和运动的结合题；第二题一般是带电粒子在电磁场中的运动题。四个选考模块的试题分值相等，控制在15分左右。力求难度相同。从08-09看是一道选择和一个计算。 二、高考理综物理试题分析：（宁夏由教育部考试中心命题） （一）选择题试题分析 1．选择题关注物理学史 科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动过程。科学发展的历史表明，每一个科学上的新发现，特别是具有重大意义的科学发现，都为后继者提供宝贵的教益和启迪。新课程非常注重对科学过程所凝练和升华的科学思维方式和科学研究方法的展示，使学生汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养。在第一轮复习中，复习要细致，“伽利略对自由落体运动的研究”“理想实验”、“万有引力定律的发现”、“经典时空观和相对论时空观”“追寻守恒量”等等都要纳入正常的复习计划，不能省略。 2．选择题关注图象问题，体现识图和用图 v—t图象在解决运动学问题中是非常优越的，也是高考必考的内容。 变力和运动的图像问题也是常考内容 电磁感应的图象问题也是年年都要考的点，有时交流电图象也考。 除了以上几种还外还有图象的转化，比如将交变电压随时间的周期性图像可转化成速度时间图，或加速度时间图都行，看问题而言；还有绘制图像常在实验题中有要求。因此无论是平时的练习还是大型的考试，都应该涵盖图象的内容，高三第二轮的时候，更应该把图像做为专题复习的重点。 应用图象法的最重要的两个步骤就是识图和作图。 识图则包括：（1）图象表示哪两个物理量的关系；（2）由图象的形状确定物理量的变化规律；（3）理解图象上各特征量（如斜率、截距、交点坐标、坐标轴和“面积”）的物理意义；（4）图象中其他隐含的物理变化规律等。在有些问题中还需明确相关量的变化范围及给出的其它条件。 作图时应注意：（1）根据物理公式或规律找出物理量间的大致变化趋势，知道图象的大致形状；（2）根据已知条件确定图象上的几个点，然后将这些点连成光滑曲线。一般在实验中常见。

2021年高考物理压轴题汇总含答案解析

2021年高考物理压轴题集锦含答案解析 1. 解析： 由G 2r Mm =r mv 2得，卫星在空间站上的动能为 E k =21 mv 2 = G ) (2h R Mm +。 卫星在空间站上的引力势能在 E p = -G h R Mm + 机械能为 E 1 = E k + E p =-G ) (2h R Mm + 同步卫星在轨道上正常运行时有 G 2r Mm =m ω2r 故其轨道半径 r = 3 2 ω MG 由③式得，同步卫星的机械能E 2 = -G r Mm 2=-G 2 Mm 3 2 GM ω =-2 1 m (3 ωGM )2 卫星在运行过程中机械能守恒，故离开航天飞机的卫星的机械能应为 E 2，设离开航天飞机 时卫星的动能为 E k x ，则E k x = E 2 - E p -2 1 3 2ωGM +G h R Mm + 2. 如图甲所示，一粗糙斜面的倾角为37°，一物块m=5kg 在斜面上，用F=50N 的力沿斜面 向上作用于物体，使物体沿斜面匀速上升，g 取10N/kg ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）物块与斜面间的动摩擦因数μ； （2）若将F 改为水平向右推力F '，如图乙，则至少要用多大的力F '才能使物体沿斜面上升。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

解析： （1）物体受力情况如图，取平行于斜面为x 轴方向，垂直斜面为y 轴方向，由物体匀速运动知物体受力平衡 0sin =--=f G F F x θ 0cos =-=θG N F y 解得 f=20N N=40N 因为N F N =，由N F f μ=得5.02 1 === N f μ （2）物体受力情况如图，取平行于斜面为x 轴方向，垂直斜面为y 轴方向。当物体匀速上行时力F '取最小。由平衡条件 0sin cos ='--'=f G F F x θθ 0cos sin =-'-'=θθG F N F y 且有N f '='μ

压轴题10 用牛顿运动定律分析斜面模型 备战2021年高考物理必刷压轴题精选精炼(原卷版)

压轴题10 用牛顿运动定律分析斜面模型 一、单选题 1.如图所示为某一游戏的局部简化示意图。D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC 固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内。某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是() A. 5s B. 4.8s C. 4.4s D. 3s 2.如图所示，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，质量为m的物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为 A. gsinα B. gcosα C. gtanα D. g/tanα 3.如图所示，一固定在水平面上、表面粗糙的斜面，其上放罝一固定挡板弹簧一端与挡板栓接，另一端自由伸长至O点，质量为m的物块从斜面上的B点释放后沿着斜面向下运动，将弹簧压缩最短至C点，关于此过程，下列说法正确的是() A. 运动至O点时物块速度达到最大 B. 从B至O点过程中物块做变加速运动 C. 从O点运动至C点的过程中物块加速度先减小后增大 D. 从B点运动至C点的过程中物块速度先增大后减小再增大 4.长木板上表面的一端放有一个质量为m的木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力F f随角度α的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是()

A. 木块与木板间的动摩擦因数μ=tanθ1 B. 木块与木板间的动摩擦因数μ=F f2 mgcosθ1 C. 木板与地面的夹角为θ2时，木块做自由落体运动 D. 木板由θ1转到θ2的过程中，木块的速度变化越来越快 5.如图所示，水平轨道AB和倾斜轨道BC平滑对接于B点，整个轨道固定。现某物块以初速度v0从A位置向右运动，恰好到达倾斜轨道C处(物块可视为质点，且不计物块经过B点时的能量损失)。物体在水平面上的平均速度v1，在BC斜面上平均速度v2，且v1=4v2。物体在AB处的动摩擦因素为μ1，在BC处的动摩擦因素为μ2，且μ1=6μ2。已知AB=6BC，θ=37°。根据上述信息，下面说法正确的是() t BC A. 物体经过B处的速度大小为0.5v0 B. 在AB、BC运动时间之比t AB=2 3 D. 物体到达C处之后，能保持静止状态 C. 物体与BC间的动摩擦因素μ2=6 37 6.如图所示为一竖直圆槽，AP，BP，CP为通过最低点P与水平面分别成30°、45°、60°角的三个粗糙斜面，与圆槽分别相交于A，B，C点．若一小物体由静止分别从A，B，C滑至P点所需的时间为t1，t2，t3，小物体与斜面间的摩擦因数相同，则() A. t1t2>t3 7.如图所示，甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动，在轨道水平段AB上运动时，两小球的速度均为v0= 5m/s，相距d=10m，轨道水平段AB和水平段CD的高度差为ℎ=1.2m，水平段与斜坡段间均有光滑小圆弧连接，且两小球在运动中始终未脱离轨道，关于两小球在轨道水平段CD上的运动情况，下列描述中，正确的是()

2022年各地最新物理试卷和辉哥微课汇总

2022年各地最新物理试卷和辉哥微课汇总 1.最新各地物理试卷 2022年4月福建部分地区监考物理试卷及答案2022年4月浙江衢州丽水湖州三地联考物理试卷及答案2022年3月北京市房山区高三一模物理试卷2022年3月南京市高三二模物理试卷2022年北京朝阳区高三一模物理试卷2022年3月份湖南长沙一中高三物理试卷2022年3月湖南师大附中高三考试物理试卷及答案2022.3广东省高三大联考物理试卷及答案2022.2广东高三下学期开学考试物理试卷及答案2022.2北京师大实验中学高三摸底考试试卷及答 2022.2南京师大附中高三寒假后考试物理试卷及答案2022.2深圳市高三第一次调研物理试卷及答案2022.2南京市高三联考物理试卷及答案2022年2月北京冬奥会情景考题汇总及答案 2022年2月重庆市高三联考物理试卷及答案 福州市2022.1高三期末考试物理试卷及答案2022.1厦门市高二期末考试物理试卷及答案2022.1杭州市高一期末考试物理试卷及答案2022.1温州市期末考试物理试卷及答案2022.1嘉兴市期末考试高一物理试卷及答案2022年1月南京市期末高二物理试卷及答案2022.1重庆南开中学高二物理期末考试试卷及答案2022.1重庆南开中学高一期末考试物理试卷及答案 2022年1月浙江物理选考试卷及答案(高清版) 高中不得不掌握的24的物理模型，分享收藏！对比这两道典题2022.1月广东佛山市高三期末考试物理试卷2022年1月湖北省部分州市高三联考物理试卷及答案2021年1月北京东城区高三期末考试物理试卷及答案2022年1月华师一附中，广东实验等8八所名校高三联考物理试卷及答案2022年1月温州市高二期末联考物理试卷及答案2022.1南京市高三期末考试物理卷及答案 2.辉哥讲物理100讲经典微课视频导航 本人一直以来想把物理讲得透彻，浅显易懂，让学生轻松学物理，本系列从选题，知识点覆盖，重难点，讲解方法精心准备，尽量选题

2020年高考物理压轴题专练附解答： 牛顿运动定律的综合应用

牛顿运动定律的综合应用 考点一平衡条件的应用 1.物体的超、失重 2.判断超重和失重现象的三个技巧 (1)从受力的角度判断 当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态. (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态. (3)从速度变化角度判断 ①物体向上加速或向下减速时,超重. ②物体向下加速或向上减速时,失重. 3.超重和失重现象的两点说明 (1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变. (2)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a=g的加速度效果,不再有其他效果.此时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如物体悬浮空中、天平失效、液体不再产生压强和浮力、“天宫二号”中的航天员躺着和站着睡觉一样舒服等. 考点二应用整体法与隔离法处理连接体问题 1.方法选取 (1)整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,则可以把它们看成一个整体,分析整体

受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量). (2)隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内各物体之间的作用力,则需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解. (3)整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则可以选用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”. 2.连接体问题的具体类型 (1)通过滑轮和绳的连接体问题:若要求绳的拉力,绳跨过定滑轮,连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同,故采用隔离法. (2)水平面上的连接体问题:这类问题一般多是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般整体法、隔离法交替应用. (3)斜面体及其上面物体组成的系统的问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,解题时一般采用隔离法分析;若物体随斜面体共同加速运动,一般整体法、隔离法交替应用. 考点三动力学中的图像问题 1.常见四类动力学图像及解题办法 2.解题策略 (1)问题实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义. (2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式,进而明确“图像与公式” “图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断.

2021年撞上高考题2(传送带模型、弹簧问题)物理试题(解析版)

2021年撞上高考题 （传送带模型、弹簧问题） 一、选择题部分 撞题点4 传送带模型 7．（2021届湖南省六校高三4月联考）如图甲所示为北京大兴机场利用水平传送带传送行李箱（行李箱视为质点）的简化原理图，工作人员在A 处每间隔 1.0s T =将行李箱无初速放到传送带上，已知传送带以恒定速率 2.0m /s v =顺时针运行，A 、B 两处的距离10m L =，行李箱与传送带之间的动摩擦因数0.1μ=，取210m /s g =。如图乙为该情景中某物理量随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ） A ．图乙可能是某个行李箱的位移随时间变化的图像 B ．图乙可能是摩擦力对某个行李箱做功的功率随时间变化的图像 C ．相邻行李箱之间的最大距离为2 m D ．在B 端有行李到达后，每10 s 有五件行李到达B 端 『答 案』C 『解 析』行李箱在0~2 s 内做匀加速直线运动，位移对时间为二次函数关系，选项A 错误；行李箱在2~6 s 内不受摩擦力，摩擦力的功率为零，选项B 错误；后一行李箱刚匀速运动时，与前一行李箱的距离最大，由v t -图像容易求得2m L vT ∆==，选项C 正确；行李箱刚放上传送带时与前方行李箱有最小距离为210.5m 2 l gT μ∆==，所有行李箱运动规律相同，只是时间上依次落后 1.0s T =，则在B 端有行李到达后每10 s 有十件行李箱到达，选项D 错误。故选C 。 8．（2021·湖北省八市高三下学期3月联考）如图所示，传送带以10 m/s 的速度逆时针匀速转动，两侧的传送带长都是16 m ，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个滑块A 、B （可视为质点）从传送带顶端同时由静止滑下，已知滑块A 、B 的质量均为1 kg ，与传送带

动力学与运动学综合问题(原卷版)-2023年高考物理压轴题专项训练(新高考专用)

压轴题01 动力学与运动学综合问题 目录 一，考向分析 (1) 二．题型及要领归纳 (1) 热点题型一 结合牛顿定律与运动学公式考察经典多过程运动模型 (1) 热点题型二 动力学图像的理解与应用 (3) 热点题型三 结合新情景考察动力学观点 (4) 类型一 以生产生活问题为情境构建多过程多运动问题考动力学观点 (4) 类型二 以问题探索情景构建物理模型考动力学观点 (4) 类型三 以科研背景为题材构建物理模型考动力学观点 (5) 三．压轴题速练 (5) 一，考向分析 1.本专题是动力学方法的典型题型，包括动力学两类基本问题和应用动力学方法解决多运动过程问题。高考中既可以在选择题中命题，更会在计算题中命题。2023年高考对于动力学的考察仍然是照顾点。 2.通过本专题的复习，可以培养同学们的审题能力，分析和推理能力。提高学生关键物理素养. 3.用到的相关知识有：匀变速直线运动规律，受力分析、牛顿运动定律等。牛顿第二定律对于整个高中物理的串联作用起到至关重要的效果，是提高学生关键物理素养的重要知识点，因此在近几年的高考命题中动力学问题一直都是以压轴题的形式存在，其中包括对与高种常见的几种运动形式，以及对于图像问题的考察等，所以要求考生了解题型的知识点及要领，对于常考的模型要求有充分的认知。 二．题型及要领归纳 热点题型一 结合牛顿定律与运动学公式考察经典多过程运动模型 多过程问题的处理 (1)不同过程之间衔接的关键物理量是不同过程之间的衔接速度。 (2)用好四个公式：v ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2，v 2－v 20＝2ax ，x ＝v ＋v 02 t 。 (3)充分借助v －t 图像，图像反映物体运动过程经历的不同阶段，可获得的重要信息有加速度(斜率)、位移(面积)和速度。 ①多过程v －t 图像“上凸”模型，如图所示。 特点：全程初、末速度为零，匀加速直线运动过程和匀减速过程平均速度相等。 速度与时间关系公式：v ＝a 1t 1，v ＝a 2t 2得

力学压轴选择题(全国甲卷和Ⅰ卷)-2023年高考物理十年压轴真题与模拟(原卷版)

力学压轴选择题（全国甲卷和Ⅰ卷） 高考物理力学压轴题是考查学生物理学科素养高低的试金石，表现为综合性强、求解难度大、对考生的综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力要求高等特点。 一、命题范围 1.万有引力与宇宙航行（压轴指数★★★） ①行星冲日问题。结合开普勒第二定律和万有引力定律解决。 ②结合最近航天事业发展的最新动态，利用万有引力与宇宙航行的知识解决相关问题。 2、牛顿运动定律综合性题目（压轴指数★★★★） 整体法和隔离法在牛顿第二定律中的应用，临界问题和瞬时性问题。 3、共点力平衡（压轴指数★★★） 三力平衡的处理方法，除常规的合成法，正交分解法，还要注意一些特殊的方法，例如相似三角形法和正弦定理和余弦定理处理相关问题。 4、机械能守恒定律和能量守恒定律（压轴指数★★★★★） 利用机械能守恒定律或动能定理、能量守恒定律处理力学综合类题目。 二、命题类型 1.力学情境综合型。物理情境选自生活生产情境或学习探究情境，物理力学情境综合型试题的物理模型有：斜面、板块、弹簧等模型。研究对象包含两个或两个以上物体、物理过程复杂程度高。已知条件情境化、隐秘化、需要仔细挖掘题目信息。求解方法技巧性强、灵活性高、应用数学知识解决问题的能力要求高的特点。命题点常包含：匀变速直线运动、圆周运动、抛体运动等。命题常涉及运动学、力学、功能关系等多个物理规律的综合运用，有时也会与相关图像联系在一起。 2. 单一物体多过程型、多物体同一过程型问题。对单一物体多过程型问题，比较多过程的不同之处，利用数学语言列方程求解。对于多物体同一过程型问题，要灵活选取研究对象，善于寻找相互联系。选取研究对象，或采用隔离法，或采用整体法，或将隔离法与整体法交叉使用。 预测2023年高考物理压轴题重点要放在单个物体与弹簧模型结合的直线运动、圆周运动与抛体运动以及多物体与板块模型、运动图像相结合的直线运动问题上。 在复习备考中应注意以下几点：

2023年高考物理压轴题专练附解答力与平衡

【知识回扣】1.思维导图 2.力的基本知识 产生条件物体间相互接触并挤弹力压地球附近的物体都受重力到 重力作用接触并挤压、有相对运与物体相对运动或相对运动摩擦力动或 者有相对运动的趋势方向相反趋势、接触面粗糙正电荷所受电场力方向 与场电场力有电场强方向一致，负电荷所受电场力方向与场强方向相反 ○1滑动摩擦力：由Ff=μFN求解。○2静摩擦力：0≤Ff≤fmax。根据 牛顿运动定律或平衡条件来求解。若为匀强电场，电场力：F＝qE。 q1q2点电荷间的库仑力F＝k2. r安培力：○1B∥l时，F=0 安培力用左 手定则判断，安培力垂有磁场直于B、I决定的平面。○3B与I的夹角 为θ 时，F＝BILsinθ （L是导线的有效长度）○2B⊥l 时，F=BIL 始 终竖直向下重力的大小与质量成正比：G=mg 形变的外力方向相反律求 解方向与作用在物体上使物体发生○2非弹簧类：用平衡条件或动力学 规大小○1弹簧类：F=kx 洛伦兹力3.弹力有无的判断方法 有磁场用左手定则判断，洛伦兹力洛伦兹力：F＝qvB，此式只适用 于垂直于B、v决定的平面，洛B⊥v的情况。当B∥v时F＝0。伦兹力 不做功。（1）假设法：对形变不明显的情况，可假设两物体之间不存在 弹力，看物体是否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。 （2）状态法：根据物体的状态，利用牛顿第二定律或共点力的平衡 条件判断是否存在弹力。4.静摩擦力有无及方向的判断方法

（1）假设法：假设物体间接触面光滑，若不发生相对滑动，则无相 对运动趋势，无静摩擦力；若发生相对滑动，则有相对运动趋势，有静摩 擦力，静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反。 （2）状态法：确定物体的运动状态，再利用平衡条件或牛顿第二定 律确定静摩擦力的方向。 （3）牛顿第三定律法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力少 的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的 静摩擦力的方向。【热门考点透析】 考点一受力分析整体法与隔离法的应用 1．如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接 并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C 水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（） A．3:4【答案】D B．4:3C．1:2D．2:1 【解析】将两小球看做一个整体分析，可知整体受到重力、轻弹簧A、C的拉力共3个力的作用而处于平衡状态，将轻弹簧A的拉力沿竖直方向 和水平方向分解可知水平方向上满足FAx?FAsin30??FC，故 FA:FC?2:1，据题意可知三个弹簧的劲度系数相同，由胡克定律F?kx 可知弹簧A、C的伸长量之比为 2:1，故D项正确，ABC三项错误。 2．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数

高考物理压轴题分析与解题思路及技巧

高考物理压轴题分析与解题思路及技巧 高考物理压轴题具有对考生的阅读理解能力、综合分析能力、应用数学知识解决物理问题能力等多项能力的考查功能，在高考中有着举足轻重的作用．物理压轴题往往含有多个物理过程或具有多个研究对象，需要应用多个物理概念和规律进行求解,难度较大. 从知识体系来划分，可分为力学综合题、电学综合题或力、电、热学综合题、电、光、原子物理综合题等, 其中的力学综合题与电学综合题，在物理试卷中占有重要地位 一、力学综合题的求解思路 力学综合题包含两大方面的规律：一是物体受力的规律，二是物体运动的规律．物体的运动情况是由它的初始条件及它的受力情况决定的，由于力有三种作用效果：①力的瞬时作用效果——使物体产生形变或产生加速度；②力对时间的积累效果——冲量；③力对空间的积累效果——功,所以,加速度、冲量和功就是联系力和运动的三座桥梁,与上述三座桥梁相关的物理知识有牛顿运动定律、动量知识(包括动量定理和动量守恒定理)、机械能知识(包括动能定理和机械能守恒定律)．力学综合题注重考查物理学中的两个重要观点——动量、能量,要求考生有扎实的基础知识和良好的解题思维，能够进行正确的受力分析和运动分析，解题的关键是要理清物理情景中出现的“过程”、“状态”。 二、电学综合题的求解思路 电磁学包括静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流和电磁场等方面的知识，研究电场、磁场和它们对电荷的作用，研究的是直流电路及交流电路的有关规律．电磁学中的“场”与“路”的知识既各自独立，又相互联系，全部的电磁学问题，以“场”为基础，进而研究“场”与“路”的关系 思维点拨：近年高考压轴题往往以导线切割磁感线为背景命题, 电磁感应与力学问题联系的桥梁是安培力，导线运动与感应电流就有制约关系，分析安培力的变化是解题的关键．分析电磁感应中的电路时，应注意产生感应电动势的部分相当于电源，该部分导线相当于内电路，解题时需要正确分清内外电路、串并联关系。分析电磁感应中的能量转化问题应注意：(1)感应电流受到的安培力总是阻碍相对运动，必须有外力克服安培力做功，此过程中其他能转化为电能；(2)克服安培力做了多少功，就产生了多少电能, 因此对于电磁感应问题，可以运用能量守恒定律或功能关系列式解决． 三、力学和电学综合题的求解思路 力电综合题往往以带电粒子在复合场中的运动为背景命题,融合力学、电磁学知识，构思新颖、综合性强．求解这类综合题要注意从如下几方面去把握： (1)正确分析带电粒子的受力情况．判断带电粒子的重力是否忽略不计,电场力和洛伦兹力的大小和方向怎样,这些问题都必须根据题意以及各场力的特征作出全面的分析． (2)正确分析带电粒子运动情况．要确定带电粒子做什么运动? 有哪些运动过程? 近年高考试题中最典型的运动状态有平抛运动和匀速圆周运动等． (3)善于从功和能的角度分析问题．洛伦兹力不做功,重力和电场力做功与路径无关，做正功,势能减小，做负功,势能增大． (4)从动量和电量切入问题．对于两个相互作用的带电粒子或系统，注意运用动量守恒和电量守恒的思想分析． (5)灵活运用力学规律．在正确而全面的分析基础上，画好必要的受力图和运动轨迹图，再根据带电粒子的运动状态和过程,灵活地运用平衡条件、牛顿定律、动量守恒定律、功能关

2021年高考物理试卷分析(海南卷)

2021年高考物理试卷分析(海南卷) 2021年高考物理试卷分析(海南卷)海南省教育研究培训院 总体评价 2021年普通高等学校招生全国统一考试新课程标准试卷（海南卷）依据《2021年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科•课程标准实验版）》和海南省的《2021年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明（理科•课程标准实验版）》（以下简称《说明》）进行命题，试卷为单科独立试卷。试卷在保持平稳的基础上，结合海南实际，针对性地对部分试题的难度进行了调整，既“有利于高等院校选拔人才”，又“有利于中学素质教育”，突出了新课程的基础性、选择性、时代性特征，突出了对学生基本物理素养和能力的考核。 一、试卷结构分析 1．试卷的基本情况 试卷各题考核的知识点及能力统计表题号 分值 考核的内容 基本特点 模块 知识点 能力考核重点 1 3 必修1 牛顿第二定律 理解能力 常规 2 3 选修3-1 带电粒子在匀强电场、磁场中的运动、电场力、洛伦兹力、共点力的平衡

分析综合能力、推理能力、应用数学处理物理问题的能力 常规 3 3 选修3-1 点电荷的电场、电势、电场力做功与电势能的关系 理解能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力 情景较熟悉但综合性较强 4 3 选修3-1、3-2 理想变压器、电功率、电阻的并联 分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力 常规 5 3 选修3-2、必修1 楞次定律、牛顿第三定律 推理能力、分析综合能力 情景较熟悉但能力要求较高 6 3 必修1、2 牛顿运动定律、能量守恒、匀变速直线运动的公式、v-t图像理解能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力 情景较熟悉但综合性极强 7 4 必修2

高考物理电磁感应现象压轴题综合题

高考物理电磁感应现象压轴题综合题 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad 和bc ，相距为L=10cm ；另外两根水平金属杆MN 和EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为m=0.2kg ，EF 棒的质量M =0.5kg ，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T ，磁场区域足够大；开始时MN 与EF 叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a =1m/s 2，试求： （1）前2s 时间内流过MN 杆的电量（设EF 杆还未离开水平绝缘平台）； （2）至少共经多长时间EF 杆能离开平台。 【答案】（1）5C ；（2）4s 【解析】 【分析】 【详解】 解：（1）t=2s 内MN 杆上升的距离为 21 2 h at = 此段时间内MN 、EF 与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为 BLh ∆Φ= 产生的平均感应电动势为 E t ∆Φ = 产生的平均电流为 E I R = 流过MN 杆的电量 q It = 代入数据解得 25C 2BLat q R == （2）EF 杆刚要离开平台时有 BIL Mg =

此时回路中的电流为 E I R = MN 杆切割磁场产生的电动势为 E BLv = MN 杆运动的时间为 v t a = 代入数据解得 224s MgR t B L a == 2．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m ，导轨平面与水平面成θ = 37°角，下端连接阻值为R ＝2Ω的电阻．磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4T ．质量为0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．金属棒沿导轨由静止开始下滑．(g=10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向； (2)求金属棒下滑速度达到5m/s 时的加速度大小； (3)当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R 消耗的功率． 【答案】（1）由a 到b （2）22/a m s =（3）8P W = 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由a 到b ． （2）金属棒下滑速度达到5/m s 时产生的感应电动势为0.4152E BLv V V ==⨯⨯= 感应电流为1E I A R = =，金属棒受到的安培力为0.4110.4?F BIL N N ==⨯⨯= 由牛顿第二定律得：mgsin mgcos F ma θμθ--=，解得：22/a m s =． （3）设金属棒运动达到稳定时，所受安培力为F '，棒在沿导轨方向受力平衡 mgsin mgcos F θμθ=+'，解得：0.8F N '=，又：F BI L '='， 0.820.41 F I A A BL ''= ==⨯

2021年高考物理真题评析(湖南卷)

2021年高考物理真题评析(湖南卷) 2021年湖南省普通高中学业水平选择性考试物理试题， 贯彻落实全国教育大会精神以及《深化新时代教育评价改革总体方案》，依照新课程标准，科学设计考试内容，优化高考选拔功能，强化综合能力立意与物理学科素养导向。 今年的物理试题总体表现立足稳定，又有创新与变化，所考查知识点基本上围绕着主干知识来命题，各部分分值安排比较合理，具有一定的区分度和效度。 选择题第1题，以核废料具有很强的放射性切入，考查衰变和半衰期，第15题，需要理解掌握相和相轨迹，才能够正 确解题。第7题以2021年4月29日，中国空间站天和核心舱 发射升空，准确进入预定轨道为情景，考查万有引力定律和牛顿运动定律，对学生的综合能力要求高，学生只有熟练万有引力模块的知识网络方能轻松应对。第8题，以轻弹簧连接的A、B两物体构成一个系统，考查动量守恒定律及其相关的知识点，理解掌握加速度图像面积表示速度变化是解题关键。

实验题第11题考查探究加速度与力、质量的关系，第12题是测量电源的电动势与内阻，经典创新，这两道题着重考察学生的基本技能，虽有创新但仍属于常规题。 计算题第13题以薄膜材料制备的关键技术之一——带电粒子流的磁聚焦和磁控束切入，考查带电粒子在匀强磁场中运动，对学生能力要求较高，属于常规能力题。第14题作为压轴题，将动量守恒定律、机械能守恒定律、平抛运动规律考查有机结合，综合性高，对学生的要求高，能体现高考的选拔功能。 选择题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 第1题以核废料具有很强的放射性为切入点，考查衰变和半衰期。正确答案为D，过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害。 第15题需要理解掌握相和相轨迹，才能够正确解题。

2022年高考物理压轴题预测之力学计算题压轴题

2022年高考物理压轴题预测之力学计算题压轴题 物理考试 注意事项： 1、填写答题卡的内容用2B 铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡 第Ⅰ卷 客观题 第Ⅰ卷的注释 (共14题；共120分) 1．（5分）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A 、B ，它们的质量分别为m A 、 m B ，弹簧的劲度系数为k ，C 为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F 沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，重力加速度g ．求: 物块B 刚要离开C 时物块A 的加速度a 从开始到此时物块A 的位移d ． 2．（15分）如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求： （1）（5分）小球受到手的拉力大小F ； （2）（5分）物块和小球的质量之比M ：m ； （3）（5分）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T ． 3．（15分）如图所示，两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C ，三者半径均为R ．C 的质量为m ，A 、B 的质量都为 m 2 ，与地面的动摩擦因数均为μ．现用水平向右的力拉A ，使A 缓慢 移动，直至C 恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g ．求： （1）（5分）未拉A 时，C 受到B 作用力的大小F ； （2）（5分）动摩擦因数的最小值μmin ； （3）（5分）A 移动的整个过程中，拉力做的功W ． 4．（15分）如图所示，水平传送带A 、B 两轮间的距离L=40 m ，离地面的高度H=3.2 m ，传送带一起以恒定 的速率v 0=2 m/s 向右匀速运动。两个完全一样的滑块P 、Q 由轻质弹簧相连接，用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态绷紧，轻放在传送带的最左端。开始时P 、Q 一起从静止开始运动，t 1=3 s 后突然轻绳断开，很短时间内弹簧伸长至本身的自然长度（不考虑弹簧的长度的影响），此时滑块Q 的速度大小刚好是 P 的速度大小的两倍。已知滑块的质量是m=0.2 kg ，滑块与传送带之间的动摩擦因数是μ=0.1，重力加速度g=10 m/s 2。求： （1 ） （ 5 分）弹簧处于最大压缩状态时，弹簧的弹性势能； （2）（5分）两滑块落地的时间差； （3）（5分）两滑块落地点间的距离。 5．（5分）如图所示，物体的质量为m ，两根轻绳AB 和AC 的一端连接于竖直墙上，∠BAC=θ，另一端系于 物体上，在物体上另施加一个与水平线也成θ角的拉力F ，若要使两绳都能伸直，求拉力F 的大小范围．