2014屆高考物理第二輪復(fù)習(xí)方案新題之牛頓運動定律

/2014屆高考物理第二輪復(fù)習(xí)方案新題之牛頓運動定律11．農(nóng)民在精選谷種時，常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選．在同一風(fēng)力作用下，谷種和癟谷（空殼）谷粒都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和癟谷落地點不同，自然分開，如圖所示．對這一現(xiàn)象，下列分析正確的是A．M處為谷種，N處為癟谷B．M處為癟谷，N處為谷種C．谷種質(zhì)量大，慣性大，飛得遠(yuǎn)些D．谷種飛出洞口時的速度比癟谷飛出洞口時的速度小些答案：AD解析：在同一風(fēng)力作用下，谷種由于質(zhì)量大，獲得的速度小，飛的近些，M處為谷種，N處為癟谷，選項AD正確BC錯誤。2、如圖所示，吊籃A，物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m。B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計。B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài)。將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間吊籃A的加速度大小為g物體B的加速度大小為g物體C的加速度大小為2gA、B、C的加速度大小都等于g3．如圖所示，木塊A質(zhì)量為1kg，木塊B的質(zhì)量為2kg，疊放在水平地面上，AB間的最大靜摩擦力為1N，B與地面間的動摩擦系數(shù)為0.1，今用水平力F作用于B，則保持AB相對靜止的條件是F不超過（g=10m/s2）()A．3NB．4NC．5ND．6N4.如圖2-1所示，小車沿水平地面向右勻加速直線運動，固定在小車上的直桿與水平地面的夾角為θ，桿頂端固定有質(zhì)量為m的小球．當(dāng)小車的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力變化的受力圖正確的是圖2－2中的(OO′為沿桿方向)答案：C解析：當(dāng)小車的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力豎直分量等于重力不變，水平分量逐漸增大，桿對小球的作用力變化的受力圖正確的是圖C。5．如圖所示，在光滑的水平面上，A、B兩物體的質(zhì)量mA＝2mB，A物體與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直墻上，開始時，彈簧處于自由狀態(tài)，當(dāng)物體B沿水平向左運動，使彈簧壓縮到最短時，A、B兩物體間作用力為F，則彈簧給A物體的作用力的大小為A．F B．2FC．3F D． 6.如圖所示，一輕彈簧豎直固定在水平地面上，彈簧正上方有一個小球自由下落。從小球接觸彈簧上端O點到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的加速度a隨時間t或者隨距O點的距離x變化的關(guān)系圖線是答案：B解析：小球接觸彈簧上端O點到將彈簧壓縮到最短的過程中，其彈力F=kx，由牛頓第二定律，mg-kx=ma，解得a=g-x，選項B正確ACD錯誤；7．如圖所示，在光滑的水平面上放著兩塊長度相同，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端分別放一個大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物體，開始時都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)分別對兩物體施加水平恒力F1、F2，當(dāng)物體與板分離時，兩木板的速度分別為v1和v2，若已知v2＞v1，且物體與木板之間的動摩擦因數(shù)相同，需要同時滿足的條件是（ ）（A）F1＝F2，且M1＞M2 （B）F1＝F2，且M1＜M2（C）F1＞F2，且M1＝M2 （D）F1＞F2，且M1＞M2答案：ACD解析：若F1＝F2，兩個物體的加速度相等。由于二者所受摩擦力相等，若M1＞M2，M1的加速度小于M2，當(dāng)物體與板分離時，v2＞v1；若M1＜M2，M1的加速度大于M2，當(dāng)物體與板分離時，v1＞v2；選項A正確B錯誤。若F1＞F2，M1上物塊的加速度大；若M1＝M2，兩木板的加速度相等，當(dāng)物體與板分離時，v2＞v1；若M1＞M2，M1的加速度小于M2，當(dāng)物體與板分離時，v2＞v1；選項CD正確。8．如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動摩擦大小相等，則（ ）（A）0-t1時間內(nèi)物塊A的速度逐漸增大（B）t2時刻物塊A的加速度最大（C）t2時刻后物塊A做反向運動（D）t3時刻物塊A的速度最大答案：BD解析：0-t1時間內(nèi)物塊A靜止，選項A錯誤；t2時刻水平拉力最大，物塊A的加速度最大，選項B正確；t2時刻后物塊A加速度減小，仍然沿原方向運動，選項C錯誤；t3時刻物塊加速度減小到零，物塊A的速度最大，選項D正確。9．質(zhì)量為50kg的消防員兩腳各用750N水平蹬力，恰在兩豎直墻之間勻速下滑，在離地面6m處改做勻減速運動，經(jīng)過2s后到達(dá)地面時速度恰減為零，則該時兩腳的水平蹬力至少為(重力加速度g取10m/s2) （ ）（A）900N， （B）925N， （C）950N， （D）975N。答案：D解析：恰在兩豎直墻之間勻速下滑，2μF1=mg，解得μ=1/3；由s=at2得a=3m/s2。設(shè)兩腳的水平蹬力至少為F，則有2μF-mg=ma，解得F=975N.10．如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。.若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為 （）A．mg，斜向右上方 B．mg，斜向左上方 C．mgtanθ，水平向右 D．mg，豎直向上答案：A解析：由圖可知，小車向左做勻減速運動，其加速度大小a=gtanθ。小車對物塊B向右的靜摩擦力為f=ma=mgtanθ。豎直向上的支持力N=mg，小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F==mg，方向為斜向右上方，選項A正確。11．“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩。質(zhì)量為m的小明如圖所示靜止懸掛時，兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若此時小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時A．加速度為零，速度為零B．加速度a＝g，沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下C．加速度a＝g，沿未斷裂橡皮繩的方向斜向上D．加速度a＝g，方向豎直向下11．答案B解析：小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，小明向右下加速運動，橡皮繩斷裂時加速度不為零，速度為零，選項A錯誤；根據(jù)兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，可知兩橡皮繩夾角為120°，小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂時，彈性極好的橡皮繩的彈力不能發(fā)生突變，對小明進(jìn)行受力分析可知加速度a＝g，沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下，選項B正確CD錯誤．12．海濱游樂園里有一種滑沙的游樂活動．如圖所示，人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下，滑到斜坡底部B點后沿水平滑道再滑行一段距離到C點停下來．斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的，滑板與兩滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50，不計空氣阻力，重力加速度g=10m／s2．斜坡傾角θ=37°，人和滑板的總質(zhì)量m=60kg．(己知：sin37°=0.6，cos37°=0.8)(1)求人在斜坡上下滑的加速度大小(2)若斜面AB長L=60m，則人在水平滑道上滑行的距離是多少?12.（10分）解題思路：分析受力，應(yīng)用牛頓第二定律解得人在斜坡上下滑的加速度大?。粦?yīng)用勻變速直線運動規(guī)律和牛頓第二定律得到人在水平滑道上滑行的距離。考查要點：受力分析、牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律。解析：（1）坡上下滑時，人及滑板受力如圖所示，由牛頓第二定律得：（2分）（1分）（1分）解得a=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2（1分）（2）設(shè)人從斜坡滑道B點的速度為v，由運動學(xué)公式得：2as=v2（1分）在水平滑道上做加速運動，加速度a1=μg=0.50×10m/s2=5m/s2。（1分）設(shè)在水平滑道上滑行的距離為S1，由運動學(xué)公式得：2a1s1=v2（1分）由以上各式聯(lián)立解得S1=24m（2分）13.一名跳傘運動員從懸停在高空的直升飛機中跳下，跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落．研究人員利用運動員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運動情況和受力情況：該運動員打開傘的瞬間，高度為1000m，速度為20m/s．此后的過程中所受阻力f與速度v2成比，即f=kv2．?dāng)?shù)據(jù)還顯示，下降到某一高度時，速度穩(wěn)定為10m/s直到落地（一直豎直下落），人與設(shè)備的總質(zhì)量為100kg，g取10m/s2．（1）請描述運動員從打開降落傘到落地的過程中運動情況，定性作出這段時間內(nèi)的v－t圖象．（以打開傘時為計時起點）（2）求阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a各為多大？（3）求從打開降落傘到落地的全過程中，空氣對人和設(shè)備的作用力所做的總功？VV(m/s)t(s)13.解析：（1）運動員先作加速度越來越小的減速運動，后作勻速運動．（1分）v-t圖象如答圖3所示．（2分）（2）設(shè)人與設(shè)備的總質(zhì)量為m，打開傘瞬間的加速度為a，由牛頓第二定律有（1分）勻速下降階段時有（1分）聯(lián)立①②式代入數(shù)據(jù)解得k=10kg/m（1分）a=30m/s2（1分）（3）由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知，所求的功應(yīng)等于系統(tǒng)損失的機械能（2分）③式代入數(shù)據(jù)解得J（1分）14.如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0＝2s拉至B處．(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.取g＝10m/s2)(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時間t.（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）6．解：(1)物體做勻加速運動，則L＝eq\f(1,2)a0teq\o\al(2,0)解得a0＝eq\f(2L,t\o\al(2,0))＝10m/s2——1分由牛頓第二定律，有F－f＝ma0由f＝μFN＝μmg，——2分μ＝eq\f(f,mg)＝0.5——1分(2)設(shè)F作用的最短時間為t，小車先以大小為a的加速度勻加速t，撤去外力后，以大小為a′的加速度勻減速t′到達(dá)B處，速度恰為0，由牛頓第二定律，有Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma——2分解得a＝eq\f(F(cos37°＋μsin37°),m)－μg＝11.5m/s2——1分a′＝eq\f(f,m)＝μg＝5m/s2——1分由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，因此有at＝a′t′——2分∴t′＝eq\f(a,a′)t＝eq\f(11.5,5)t＝2.3tL＝eq\f(1,2)at2＋eq\f(1,2)a′t′2——2分t＝eq\r(\f(2L,a＋2.32a′))＝eq\r(\f(2×20,11.5＋2.32×5))＝1s。15.如圖所示，AB、BC均為輕細(xì)桿，處在同一豎直平面內(nèi)，AB桿高為h=0.8m。A、B、C三處均用鉸接連接，其中A、C兩點在同一水平面上，BC桿與水平面夾角為30°。一個質(zhì)量為m=2kg的小球（可視為質(zhì)點）穿在BC桿上，對小球施加一個水平向左的恒力F使小球靜止在BC桿中點處，不計一切摩擦。(g取10m/s2)，求：（1）恒力F的大?。唬?）此時AB桿對B處鉸鏈的作用力大小和方向。解析：(1)(5分)F=mgtan30°解得：F=30N。(2)（5分）16.在傾角為θ的長斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊，從靜止開始沿斜面下滑．滑塊質(zhì)量為m，它與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，帆受到的空氣阻力與帆的受風(fēng)面積S以及滑塊下滑速度v的大小成正比，即f=kSv。.(1)寫出滑塊下滑速度為v時加速度的表達(dá)式(2)若m=2.0kg，θ=53°,g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，從靜止下滑的速度圖象如圖所示的曲線．圖中直線是t=0時的速度圖線的切線．由此求出kS乘積和μ的值。解析：（1）滑塊在斜面上受到重力、支持力、摩擦力和空氣阻力作用做加速運動。由牛頓第二定律，mgsinθ-μmgsinθ-kSv=ma，解得a=gsinθ-μgsinθ-kSv/m。當(dāng)速度v增大時，a減小。當(dāng)a減小到零時，速度v最大。（2）從v--t圖線可得，v=0，a==5m/s2；gsinθ-μgsinθ=5m/s2，解得μ=0.5.v=4m/s，a=0.gsinθ-μgsinθ-kSv/m=0.，解得kS=2.5kg/s。17．如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0＝2s拉至B處．(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.取g＝10m/s2)(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運動并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時間t.（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）17．解：(1)物體做勻加速運動，則L＝eq\f(1,2)a0teq\o\al(2,0)解得a0＝eq\f(2L,t\o\al(2,0))＝10m/s2——1分由牛頓第二定律，有F－f＝ma0由f＝μFN＝μmg，——2分μ＝eq\f(f,mg)＝0.5——1分(2)設(shè)F作用的最短時間為t，小車先以大小為a的加速度勻加速t，撤去外力后，以大小為a′的加速度勻減速t′到達(dá)B處，速度恰為0，由牛頓第二定律，有Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma——2分解得a＝eq\f(F(cos37°＋μsin37°),m)－μg＝11.5m/s2——1分a′＝eq\f(f,m)＝μg＝5m/s2