2005-2014年全国各地高考物理试题分类汇编:牛顿运动定律
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【十年高考】2005-2014年全国各地高考物理试题分类汇编:
牛顿运动定律
2014
1.1[2014•四川卷] 石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖.用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现.科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换.
(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站,求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能.设地球自转角速度为ω,地球半径为R.
(2)当电梯仓停在距地面高度h2=4R的站点时,求仓内质量m2=50 kg的人对水平地板的压力大小.取地面附近重力加速度g取10 m/s2,地球自转角速度ω=7.3×10-5 rad/s,地球半径R=6.4×103 km.
1.(1)12m1ω2(R+h1)2 (2)11.5 N
[解析] (1)设货物相对地心的距离为r1,线速度为v1,则
r1=R+h1①
v1=r1ω②
货物相对地心的动能为 Ek=12m1v21③
联立①②③得 Ek=12m1ω2(R+h1)2④
(2)设地球质量为M,人相对地心的距离为r2,向心加速度为an,受地球的万有引力为F,则
r2=R+h2⑤
an=ω2r2⑥
F=Gm2Mr22⑦
g=GMR2⑧
设水平地板对人的支持力大小为N,人对水平地板的压力大小为N′,则
F-N=m2an⑨
N′=N⑩
联立⑤~⑩式并代入数据得 N′=11.5 N○11
2.[2014•重庆卷] 以不同的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,另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比,下列分别用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是( )
A B
C D
2.D [解析] 本题考查v-t图像.当不计阻力上抛物体时,物体做匀减速直线运动,图像为一倾斜直线,因加速度a=-g,故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时,对上升过程,由牛顿第二定律得-mg-kv=ma,可知物体做加速度逐渐减小的减速运动,通过图像的斜率比较,A错误.从公式推导出,上升过程中,|a|>g ,当v=0时,物体运动到最高点,此时a=-g,而B、C图像的斜率的绝对值均小于g,故B、C错误,D正确.
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