2022年高考物理二轮复习第一部分专题一力与运动第讲直线运动规律及牛顿运动定律课时作业 .pdf

1 第 2 讲 直线运动规律及牛顿运动定律 限时规范训练 一、单项选择题1在水平轨道上的小车A下面用轻绳悬吊着货物B，小车运动时轻绳与竖直方向成 角，如图所示 小车碰上固定挡板C时立即停止运动，在小车停止运动的瞬间，货物B的加速度为 ( 重力加速度为g)( ) Agtan ，方向水平向右Bgsin ，方向垂直轻绳向下Cg，方向竖直向下Dgtan ，方向水平向左解析：当轻绳与竖直方向成 角时，小车和货物具有大小为gtan 、方向水平向右的加速度，在小车A突然停止运动的瞬间，货物B具有水平向右的速度，轻绳立即松弛失去弹力，B只受重力而产生大小为g、方向竖直向下的加速度，C选项正确答案： C 2两质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接起来用细线悬挂在升降机内，如图所示 当升降机正以大小为a2 m/s2的加速度加速上升时，细线突然断裂，则在细线断裂瞬间，A、B的加速度分别为( 取竖直向上为正方向，重力加速度大小g取 10 m/s2)( ) A 2 m/s2,2 m/s2B 12 m/s2,2 m/s2C 24 m/s2,0 D 22 m/s2,2 m/s2解析：由牛顿第二定律可知，在细线断裂前，细线拉力F12m(ga) ，弹簧弹力F2m(ga) 在细线断裂瞬间，F1突然消失而F2和A、B的重力不变，则A受到的合力大小F1F2mg2mgma，方向向下，产生的加速度aA (2ga) 22 m/s2，在此瞬间B的受力不变，加速度不变，D选项正确答案： D 3(2016洛阳市高三质检) 高楼坠物危害极大，常有媒体报道高空坠物伤人的事件某建筑工地突然有一根长为l的直钢筋从高空坠下，垂直落地时， 恰好被检查安全生产的随行记者用相机拍到钢筋坠地瞬间的照片为了查询钢筋是从几楼坠下的，检查人员将照片还原后测得钢筋的影像长为L，且Ll，查得当时相机的曝光时间为t，楼房每层高为h，重力加速度为g，则由此可以求得( ) A钢筋坠地瞬间的速度约为LtB钢筋坠下的楼层为Ll22ght21 C钢筋坠下的楼层为gt22h1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 D钢筋在整个下落时间内的平均速度约为l2t解析：钢筋坠下垂直落地时的影像长度包括钢筋长度和钢筋坠地前在曝光时间t内下落的距离，因此在时间t内的平均速度为vLlt，此速度很接近钢筋坠地时的速度v，因此A选项错误；由v22gH、vv，钢筋坠下的楼层nHh1，解得nLl22ght21，B 选项正确，C选项错误； 钢筋在整个下落时间内的平均速度约为v0v2Ll2t，D选项错误答案： B 4(2016郑州名校联考) 如图所示，足够长的木板B放置在水平地面上，大小可忽略的铁块A静止放在木板B的最左端从t0时刻起对A施加一个水平向右的力F， 且力F的大小随时间t成正比增加已知铁块A的加速度aA随时间t变化的图象如图乙所示，则木板B的aB-t图象是下列图中的( ) 解析：F的大小与时间t成正比，由图乙看出前2 s 铁块的加速度为零，这说明水平地面不光滑，t6 s 前后铁块的加速度aA随时间t变化的图线斜率不同，这说明26 s 内A、B以共同的加速度运动，t6 s 后，A与B发生相对滑动，木板B的加速度不再变化答案： C 5(2016陕西重点中学联考) 放在水平面上的物块受到水平拉力F的作用，当拉力F随时间t按如图甲所示规律变化时，物块运动的v-t图象如图乙所示g取 10 m/s2，则可以确定( ) A物块在前4 s 内的平均速度为1.5 m/s B物块与水平面间的动摩擦因数为0.5 C物块在02 s 内受到的最大静摩擦力大于滑动摩擦力D物块的质量为43 kg 解析：由图乙可知， 物块在前 4 s 内的位移为x322 m 3 m ，因此平均速度vxt34 m/s ，A 项错误；由图乙可知24 s 内的加速度a132 m/s2,46 s 内的加速度为a2232 m/s2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 0.5 m/s2，由牛顿第二定律得6 Nmgma1,3 Nmgma2，代入数据解得物块的质量m1.5 kg ，动摩擦因数0.25 ，B 、D项错误； 02 s 内的静摩擦力的最大值为4 N，而滑动摩擦力Ffmg3.75 N ，C项正确答案： C 二、多项选择题6(2016高考天津卷) 我国高铁技术处于世界领先水平和谐号动车组是由动车和拖车编组而成的， 提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比某列车组由 8 节车厢组成，其中第1、5 节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( ) A启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B做匀加速运动时，第5、6 节与第 6、7 节车厢间的作用力之比为32 C进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D与改为4 节动车带 4 节拖车的动车组最大速度之比为12 解析： 启动时， 动车组做加速运动，加速度方向向前，乘客受到竖直向下的重力和车厢对乘客的作用力， 由牛顿第二定律可知，这两个力的合力方向向前，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向一定倾斜向前，选项A错误设每节车厢质量为m，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，则有每节车厢所受阻力Ffkmg. 设动车组做匀加速直线运动的加速度为a，每节动车的牵引力为F，对 8 节车厢组成的动车组整体，由牛顿第二定律得2F8Ff8ma；设第 5 节车厢对第6 节车厢的拉力为F5，隔离第6、7、8 节车厢，把第6、7、8节车厢作为整体进行受力分析，由牛顿第二定律得F53Ff3ma，解得F53F4；设第 6节车厢对第 7 节车厢的拉力为F6，隔离第 7、8 节车厢，把第 7、8 节车厢作为整体进行受力分析，由牛顿第二定律得，F62Ff2ma，解得F6F2，故第 5、6 节车厢与第6、7 节车厢间的作用力之比为F5F63F4F232，选项 B 正确关闭发动机后，动车组在阻力作用下滑行，由匀变速直线运动规律，滑行距离xv22a，与关闭发动机时速度的二次方成正比，选项C错误设每节动车的额定功率为P，当有 2 节动车带 6 节拖车时， 2P8Ffv1m，当改为 4 节动车带 4 节拖车时， 4P8Ffv2m，联立解得v1mv2m12，选项 D正确答案： BD 7( 原创题 ) 美国大众科学杂志报道，中国首艘国产航母已全面开工，预计在2019 年服役假设航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某型号的舰载飞机质量为m103kg，在跑道上加速时产生的最大动力为F7103 N，所受阻力为重力的0.2 倍，当飞机的速度大小达到50 m/s 时才能离开航空母舰起飞g取 10 m/s2，设航空母舰甲板长为160 m ，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 则下列说法正确的是( ) A飞机在跑道上加速时所受阻力大小为103 N B飞机在跑道上加速时的最大加速度大小为4 m/s2C若航空母舰处于静止状态，弹射系统必须使飞机至少具有大小为30 m/s 的初速度D若航空母舰上不装弹射系统，为使飞机仍能在此舰上正常起飞，航空母舰沿飞机起飞方向的速度大小至少应为10 m/s 解析：飞机在跑道上加速时所受阻力Ffkmg0.2 10310 N2103N，选项 A错误由牛顿第二定律得FFfma，解得a5 m/s2，选项 B错误设弹射系统必须使飞机具有的初速度大小为v0，由匀变速直线运动规律得v2v202ax，代入数据解得v030 m/s ，选项 C正确若航空母舰上不装弹射系统，设飞机起飞所用的时间为t，航空母舰的最小速度为v1，则飞机相对地面的速度vv1at，飞机相对航母的位移大小x12at2，代入数据联立解得v110 m/s ，选项 D正确答案： CD 8如图所示，质量为mA的滑块A和质量为mB的三角形滑块B叠放在倾角为 的斜面体上，B的上表面水平 用水平向左的力F推斜面体，使它们从静止开始以相同的加速度a一起向左加速运动，由此可知( ) AB对A的摩擦力大小等于mAaB斜面体与B之间一定有摩擦力C地面与斜面体之间一定有摩擦力DB对斜面体的压力可能等于(mAmB)a2g2解析：根据题述A和B随斜面体以相同的加速度a一起向左加速运动，由牛顿运动定律可知B对A的摩擦力FfmAa，选项 A正确把A、B看作整体分析受力，由牛顿运动定律可知当(mAmB)gtan (mAmB)a时，即当斜面体运动的加速度agtan 时，斜面体与B之间无摩擦力， 斜面体对B的支持力等于 (mAmB)a2g2，由牛顿第三定律可知B对斜面体的压力等于 (mAmB)a2g2，选项 B 错误， D 正确把A、B和斜面体看作整体，若斜面体的质量为M，则当F(MmAmB)a时，地面与斜面体之间没有摩擦力，当F(MmAmB)a时，地面与斜面体之间有摩擦力，选项C错误答案： AD 9如图所示为运送粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为 ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上关于粮袋从A到B的运动， ( 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 以下说法正确的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 是( ) A粮袋到达B点的速度可能大于、等于或小于vB粮袋开始运动的加速度为g(sin cos ) ，若L足够长，则以后将以速度v做匀速运动C若 tan ，则粮袋从A到B一直做加速运动D不论 大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且agsin 解析：粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带速度相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同； 也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故 A正确粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为mgcos ，根据牛顿第二定律得到，加速度ag(sin cos ) ，故 B错误若 tan ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动可能是一直以g(sin cos ) 的加速度匀加速；也可能先以g(sin cos )的加速度匀加速，后以g(sin cos ) 匀加速 ，故 C正确由以上分析可知，粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动，故D错误答案： AC 三、非选择题10(2016江西吉安模拟) 减速带是公路上常见的一种交通设施在某小区门口有一橡胶减速带( 如图) ，有一警用巡逻车正以最大速度20 m/s 从小区门口经过，在离减速带50 m时警察发现一逃犯正以10 m/s的速度骑电动车匀速通过减速带，而巡逻车要匀减速到5 m/s 通过减速带 ( 减速带的宽度忽略不计) ，减速到5 m/s后立即以2.5 m/s2的加速度继续追赶设在整个过程中， 巡逻车与逃犯均在水平直道上运动，求从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间解析：警察做匀减速直线运动，由速度位移公式可知加速度：av2v202s152202250 m/s2 3.75 m/s2减速需要的时间：t1vv0a5203.75 s 4 s 警察加速的时间：t2v0va2052.5 s 6 s 加速的位移：s2v20v22a2025222.5 m75 m 设警察发现逃犯后经过时间t追上逃犯，则警察的位移：s警察s1s2v0(tt1t2) 逃犯的位移：s逃犯v逃犯t警察追上逃犯时：s警察s逃犯50 m，联立解得t12.5 s 所以从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间是12.5 s. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 答案： 12.5 s 11如图所示，与水平面成30的传送带正以v3 m/s 的速度匀速运行，A、B两端相距l13.5 m 现每隔 1 s 把质量m1 kg 的工件 ( 视为质点 ) 轻放在传送带上，工件在传送带的带动下向上运动，工件与传送带间的动摩擦因数235，g取 10 m/s2，结果保留两位有效数字求：(1) 相邻工件间的最小距离和最大距离；(2) 满载与空载相比，传送带需要增加多大的牵引力？解析： (1) 设工件在传送带加速运动时的加速度为a，则 mgcos mgsin ma代入数据解得a1.0 m/s2刚放上下一个工件时，该工件离前一个工件的距离最小，且最小距离dmin12at2解得dmin0.50 m 当工件匀速运动时两相邻工件相距最远，则dmaxvt3.0 m. (2) 由于工件加速时间为t1va3.0 s，因此传送带上总有三个(n13) 工件正在加速，故所有做加速运动的工件对传送带的总滑动摩擦力Ff13mgcos 在滑动摩擦力作用下工件移动的位移xv22a4.5 m 传送带上匀速运动的工件数n2lxdmax3 当工件与传送带相对静止后，每个工件受到的静摩擦力Ffmgsin ，所有做匀速运动的工件对传送带的总静摩擦力Ff2n2Ff与空载相比，传送带需增大的牵引力FFf1Ff2联立解得F33 N. 答案： (1)0.5 m 3.0 m (2)33 N 12质量M4 kg 、长 2l4 m的木板放在光滑水平地面上，以木板中点为界，左边和右边的动摩擦因数不同一个质量为m1 kg 的滑块 ( 可视为质点 ) 放在木板的左端，如图甲所示在t0 时刻对滑块施加一个水平向右的恒力F，使滑块和木板均由静止开始运动，t12 s 时滑块恰好到达木板中点，滑块运动的x1-t图象如图乙所示g取 10 m/s2. (1) 求滑块与木板左边的动摩擦因数1和恒力F的大小名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 (2) 若滑块与木板右边的动摩擦因数20.1,2 s末撤去恒力F，则滑块能否从木板上滑落下来？若能，求分离时滑块的速度大小若不能，求滑块将停在离木板右端多远处解析： (1) 滑块和木板均做初速度为零的匀加速直线运动，设滑块的加速度大小为a1，木板的加速度大小为a2，则t12 s 时木板的位移x212a2t21滑块的位移x14 m由牛顿第二定律得a21mgM由位移关系得x1x2l联立解得10.4 滑块位移x112a1t21恒力Fma11mg联立解得F6 N. (2) 设滑块到达木板中点时，滑块的速度为v1，木板的速度为v2，滑块滑过中点后做匀减速运动，木板继续做匀加速运动，此时滑块和木板的加速度大小分别为a12mgm2g，a22mgM设滑块与木板从t1时刻开始到速度相等时的运动时间为t2，则v2a2t1，v1a1t1，v1a1t2v2a2t2解得t21.6 s 在此时间内，滑块位移x1v1t212a1t22木板的位移x2v2t212a2t22xx1x2联立解得 x1.6 m 2 m 因此滑块没有从木板上滑落，滑块与木板相对静止时距木板右端的距离为dlx0.4 m. 答案： (1)0.4 6 N (2) 不能0.4 m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -