2019年高考物理二輪復習 牛頓運動定律在直線運動中的應用提能專訓.doc
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2019年高考物理二輪復習 牛頓運動定律在直線運動中的應用提能專訓 一、選擇題(本題共11小題，每小題4分，共44分．多選全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．(xx廣東茂名一模)伽利略用兩個對接的斜面，一個斜面固定，讓小球從固定斜面上滾下，又滾上另一個傾角可以改變的斜面，斜面傾角逐漸改變至零，如圖所示．伽利略設計這個實驗的目的是為了說明( ) A．如果沒有摩擦，小球將運動到與釋放時相同的高度 B．如果沒有摩擦，物體運動時機械能守恒 C．維持物體做勻速直線運動并不需要力 D．如果物體不受到力，就不會運動 答案：C 解析：當斜面傾角減小至零時，小球將沿斜面永遠的運動下去，這個運動不需要力來維持，選項C正確． 2．(xx云南第一次檢測)物塊A放置在與水平地面成30角傾斜的木板上時，剛好可以沿斜面勻速下滑；若該木板與水平面成60角傾斜，取g＝10 m/s2，則物塊A沿此斜面下滑的加速度大小為( ) A．5 m/s2 B．3 m/s2 C．(5－) m/s2 D. m/s2 答案：D 解析：由物塊在傾角為30的木板上勻速下滑，得Ff＝mgsin θ，又FN1＝mgcos 30，F(xiàn)f＝μFN1，求得動摩擦因數(shù)μ＝；在傾角為60的木板上物塊加速下滑，有FN2＝mgcos 60，mgsin 60－μFN2＝ma，求得a＝ m/s2，D項對． 3．如圖所示，A、B為兩個質量相等的小球，由細線相連，再用輕質彈簧懸掛起來，在A、B間細線燒斷后的瞬間，A、B的加速度分別是( ) A．A、B的加速度大小均為g，方向都豎直向下 B．A的加速度為0，B的加速度大小為g、豎直向下 C．A的加速度大小為g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下 D．A的加速度大于g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下 答案：C 解析：在細線燒斷前，A、B兩球的受力情況如圖甲所示，由平衡條件可得： 對B球有F線＝mg 對A球有F彈＝mg＋F線 在細線燒斷后，F(xiàn)線立即消失，彈簧彈力及各球重力不變，兩球的受力情況如圖乙所示．由牛頓第二定律可得： B球有向下的重力加速度g 對A球有F彈－mg＝maA 解得aA＝g，方向向上． 綜上分析，選C. 4．(xx北京理綜)應用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學習更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出．對此現(xiàn)象分析正確的是( ) A．手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài) B．手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài) C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度 D．在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度 答案：D 解析：手托物體拋出的過程，必有一段加速過程，其后可以減速，可以勻速，當手和物體勻速運動時，物體既不超重也不失重；當手和物體減速運動時，物體處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；物體從靜止到運動，必有一段加速過程，此過程物體處于超重狀態(tài)，選項B錯誤；當物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時物體的加速度等于重力加速度，選項C錯誤；手和物體分離之前速度相同，分離之后手速度的變化量比物體速度的變化量大，物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度，所以選項D正確． 5．在升降的電梯內的水平地面上放一體重計，電梯靜止時，某同學站在體重計上，體重計的示數(shù)為60 kg，電梯運動時，某一段時間該同學發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為72 kg，在這段時間內下列說法正確的是( ) A．該同學所受的重力變大了 B．該同學對體重計的壓力大于體重計對他的支持力 C．電梯的加速度大小為g，方向一定豎直向上 D．電梯的運動方向一定豎直向上 答案：C 解析：在地球表面同一緯度重力與人的運動情況和是否受到其他力的作用無關，選項A錯誤；根據牛頓第三定律，壓力和支持力是一對作用力和反作用力，選項B錯誤；體重計的示數(shù)72 kg大于60 kg，說明合力方向向上，根據牛頓第二定律有FN－mg＝ma，即72g－60g＝60a，a＝g，方向向上，選項C正確；加速度向上，電梯可能加速上升，也可能減速下降，選項D錯誤． 6．(多選)如圖甲所示，在電梯廂內輕繩AO、BO、CO連接吊著質量為m的物體，輕繩AO、BO、CO對輕質結點O的拉力分別為F1、F2、F3.現(xiàn)電梯廂豎直向下運動，其速度v隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，重力加速度為g，則( ) A．在0～t1時間內，F(xiàn)1與F2的合力等于F3 B．在0～t1時間內，F(xiàn)1與F2的合力大于mg C．在t1～t2時間內，F(xiàn)1與F2的合力小于F3 D．在t1～t2時間內，F(xiàn)1與F2的合力大于mg 答案：AD 解析：在任何時間內，F(xiàn)1與F2的合力都等于F3，選項A正確，選項C錯誤；在0～t1時間內，電梯向下加速運動，合力方向向下，物體失重，F(xiàn)1與F2的合力小于mg，選項B錯誤；在t1～t2時間內，電梯向下減速運動，合力方向向上，物體超重，F(xiàn)1與F2的合力大于mg，選項D正確． 7．(xx河南豫東十校聯(lián)考)(多選)質量為1 kg的物體靜止在光滑水平面上，某時刻受到水平拉力F的作用(Ft圖象如圖所示)，若在第1 s內物體受到的拉力F向右．關于物體在0～3 s時間內的運動情況，下列說法正確的是( ) A．0～3 s時間內物體先向右運動，再向左運動 B．0～3 s時間內物體始終向右運動 C．物體在第1 s末的速度最大 D．物體在第3 s末的速度最大 答案：BC 解析：物體在光滑水平面上運動，在0～1 s內物體向右加速運動，加速度a1＝＝2 m/s2，t＝1 s時，速度v1＝21＝2 m/s.在1～3 s內物體向右減速運動，加速度a2＝＝－1 m/s2，當t＝3 s時，由v＝v0＋at知速度v3＝2 m/s－12 m/s＝0，即速度減小為零．由以上分析可知選項A、D錯誤，B、C項正確． 8．(xx陜西省咸陽市高三二模)(多選)若在某次軍事演習中，某空降兵從懸停在空中的直升機上跳下，從跳離飛機到落地的過程中沿豎直方向運動的vt圖象如圖所示，則下列說法正確的是( ) A．0～10 s內空降兵運動的加速度越來越大 B．0～10 s內空降兵和降落傘整體所受重力大于空氣阻力 C．10～15 s內空降兵和降落傘整體所受的空氣阻力越來越小 D．10～15 s內空降兵處于失重狀態(tài) 答案：BC 解析：由vt圖象可知空降兵跳離飛機后0～10 s內向下做加速度減小的加速運動，空降兵和降落傘整體受到重力和空氣阻力，0～10 s內重力大于空氣阻力，故選項A錯誤，B正確；10～15 s內空降兵向下做加速度減小的減速運動，在此期間空氣阻力逐漸減小，空降兵處于超重狀態(tài)，故選項C正確，D錯誤． 9．(xx西安市長安中學質檢)以初速度v0豎直向上拋出一質量為m的小物體．假定物塊所受的空氣阻力f大小不變．已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為( ) A.和v0 B.和v0 C.和v0 D.和v0 答案：A 解析：在上升過程中，對物體受力分析，由牛頓第二定律可得mg＋f＝ma1，加速度的方向與初速度的方向相反，即豎直向下，在上升到達最高點的過程中，根據v2－v＝－2a1x可得上升的最大高度為x＝＝；在下降時，對物體受力分析，由牛頓第二定律可得mg－f＝ma2，從開始下降到返回到原拋出點的過程中，根據v2＝2a2x可得，v＝＝v0，所以A項正確． 10．(xx遼寧師大附中期中) 如圖所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上．A、B質量分別為mA＝6 kg，mB＝2 kg，A、B之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，開始時F＝10 N，此后逐漸增加，在增大到45 N的過程中，則下列判斷正確的是( ) A．當拉力F<12 N時，兩物體均保持靜止狀態(tài) B．兩物體開始沒有相對運動，當拉力超過12 N時，開始相對滑動 C．兩物體間從受力開始就有相對運動 D．兩物體間始終沒有相對運動 答案：D 解析：水平面光滑，F(xiàn)不為零，A、B都要運動，故A項錯誤；隔離對B分析，當A、B間摩擦力達到最大靜摩擦力時，A、B發(fā)生相對滑動，則aB＝＝6 m/s2；再對整體分析F＝(mA＋mB)aB＝48 N，知當拉力達到48 N時，A、B才發(fā)生相對滑動，故D項正確，B、C項錯誤． 11．如圖所示，一些商場安裝了智能化的自動扶梯，為了節(jié)約能源，在沒有乘客乘行時，自動扶梯以較小的速度勻速運行，當有乘客乘行時自動扶梯經過先加速再勻速兩個階段的運行，則扶梯在運送乘客上行過程中( ) A．乘客始終受摩擦力作用 B．乘客經歷先超重再失重的兩個過程 C．電梯對乘客的作用力始終豎直向上 D．電梯對乘客的作用力先指向前上方，再豎直向上 答案：D 解析：勻速運動時乘客不受摩擦力作用，選項A錯誤；乘客經過先超重再平衡兩個過程，選項B錯誤；加速階段電梯對乘客的作用力為前上方，勻速階段電梯對乘客的作用力為豎直向上，選項C錯誤，D正確． 二、計算題(本題包括4小題，共56分．解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分) 12．(12分)質量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的vt圖象如圖所示．取g＝10 m/s2，求： (1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)水平推力F的大?。? (3)0～10 s內物體運動位移的大?。? 答案：(1)0.2 (2)6 N (3)46 m 解析：(1)設物體做勻減速直線運動的時間為Δt2，初速度為v20，末速度為v2t，加速度為a2，則 a2＝＝－2 m/s2① 設物體所受的摩擦力為Ff，由牛頓第二定律得： －Ff＝ma2② Ff＝μmg③ 聯(lián)立②③式，代入數(shù)據得 μ＝0.2.④ (2)設物體做勻加速直線運動的時間為Δt1，初速度為v10，末速度為v1t，加速度為a1，則 a1＝＝1 m/s2⑤ 根據牛頓第二定律，有F－Ff＝ma1⑥ 聯(lián)立各式，代入數(shù)據得F＝6 N. (3)由勻變速直線運動位移公式，得 x＝x1＋x2＝v10Δt1＋a1(Δt1)2＋v20Δt2＋a2(Δt2)2＝46 m. 13．(xx新課標全國卷Ⅰ)(14分)公路上行駛的兩汽車之間應保持一定的安全距離．當前車突然停止時，后車司機可以采取剎車措施，使汽車在安全距離內停下而不會與前車相碰．通常情況下，人的反應時間和汽車系統(tǒng)的反應時間之和為1 s．當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時，安全距離為120 m．設雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的.若要求安全距離仍為120 m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度． 答案：20 m/s(72 km/h) 解析：設路面干燥時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ0，剎車時汽車的加速度大小為a0，安全距離為s，反應時間為t0，由牛頓第二定律和運動學公式得 μ0mg＝ma0① s＝v0t0＋② 式中，m和v0分別為汽車的質量和剎車前的速度． 設在雨天行駛時，汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，依題意有μ＝μ0③ 設在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a，安全行駛的最大速度為v，由牛頓第二定律和運動學公式得 μmg＝ma④ s＝vt0＋⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據得 v＝20 m/s(72 km/h)⑥ 14．(14分)如圖所示，水平平臺的右端安裝有定滑輪，質量為M的物塊放在與滑輪相距為l的平臺上，物塊與平臺之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)有一輕繩跨過定滑輪，左端與物塊連接，右端掛質量為m的小球，繩拉直時用手托住小球使其在距離地面h高處靜止，重力加速度為g，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．(取g＝10 m/s2) (1)放開小球，系統(tǒng)運動，求小球做勻加速運動時的加速度及此時繩子的拉力大小． (2)設M＝2 kg，l＝2.5 m，h＝0.5 m，μ＝0.2，小球著地后立即停止運動，要使物塊不撞到定滑輪，則小球質量m應該滿足什么條件？ 答案：(1) (2)0.4 kg＜m≤10 kg 解析：(1)由牛頓第二定律可知，對小球有mg－F＝ma 對物塊有F－μMg＝Ma 聯(lián)立解得a＝ 繩子的拉力大小F＝. (2)小球落地時速度為v＝ 設小球落地時M的加速度為a1，μMg＝Ma1.滑行s時停下來．v2＝2a1s，其中s≤l－h(huán) 解得a≤8 m/s2 又因為a＝，解得m≤10 kg 要能夠拉動物塊必須有mg>μMg，即m>0.4 kg 因此小球的質量范圍是0.4 kg
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