備戰(zhàn)高考物理一輪復(fù)習(xí)之同步練習(xí)15：牛頓運(yùn)動(dòng)定律

【備戰(zhàn)高考】物理一輪復(fù)習(xí)之同步練習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、選擇題(本大題共10個(gè)小題，共50分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖所示．設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中箱子始終保持圖示姿態(tài)．在箱子下落過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力B．箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C．箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大D．若下落距離足夠長(zhǎng)，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)”解析：因?yàn)槭艿阶枇Γ皇峭耆е貭顟B(tài)，所以物體對(duì)支持面有壓力，A錯(cuò)．由于箱子阻力與下落的速度成二次方關(guān)系，箱子最終將勻速運(yùn)動(dòng)，受到的壓力等于重力，B、D錯(cuò)，C對(duì)．答案：C2．我國(guó)《道路交通安全法》中規(guī)定：各種小型車(chē)輛前排乘坐的人(包括司機(jī))必須系好安全帶，這是因?yàn)?)A．系好安全帶可以減小慣性B．是否系好安全帶對(duì)人和車(chē)的慣性沒(méi)有影響C．系好安全帶可以防止因車(chē)的慣性而造成的傷害D．系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害答案：BD3.(2008·江蘇高考)如圖所示，一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為()A．2(M－eq\f(F,g))B．M－eq\f(2F,g)C．2M－eq\f(F,g)D．0解析：設(shè)減少的質(zhì)量為Δm，勻速下降時(shí)：Mg＝F＋kv，勻速上升時(shí)：Mg－Δmg＋kv＝F，解得Δm＝2(M－eq\f(F,g))，A正確．答案：A4．(2009·廣東高考)建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料．質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過(guò)定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10m/s2)()A．510NB．490NC．890ND．910N解析：對(duì)建筑材料進(jìn)行受力分析．根據(jù)牛頓第二定律有F－mg＝ma，得繩子的拉力大小等于F＝210N，然后再對(duì)人受力分析由平衡的知識(shí)得Mg＝F＋FN，得FN＝490N，根據(jù)牛頓第三定律可知人對(duì)地面間的壓力為490N，B對(duì)．答案：B5.2009年當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月23日，在位于印度安得拉邦斯里赫里戈達(dá)島的薩蒂什·達(dá)萬(wàn)航天中心，一枚PSLV－C14型極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭攜帶七顆衛(wèi)星發(fā)射升空，成功實(shí)現(xiàn)“一箭七星”發(fā)射，相關(guān)圖片如圖所示．則下列說(shuō)法正確的是(A．火箭發(fā)射時(shí)，噴出的高速氣流對(duì)火箭的作用力大于火箭對(duì)氣流的作用力B．發(fā)射初期，火箭處于超重狀態(tài)，但它受到的重力卻越來(lái)越小C．高溫高壓燃?xì)鈴幕鸺膊繃姵鰰r(shí)對(duì)火箭的作用力與火箭對(duì)燃?xì)獾淖饔昧Υ笮∠嗟菵．發(fā)射的七顆衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，均處于完全失重狀態(tài)解析：由作用力與反作用力的關(guān)系可知A錯(cuò)、C正確；火箭發(fā)射初期，因?yàn)榛鸺蛏献黾铀龠\(yùn)動(dòng)，故處于超重狀態(tài)，隨著火箭距地球越來(lái)越遠(yuǎn)，所受的重力也越來(lái)越小，B正確；衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，所受的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，此時(shí)各衛(wèi)星均處于完全失重狀態(tài)，D正確．答案：BCD6．如圖所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為θ的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說(shuō)法正確的是()A．兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsinθB．B球的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零C．A球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為2gsinθD．彈簧有收縮的趨勢(shì)，B球的瞬時(shí)加速度向上，A球的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零解析：線燒斷瞬間，彈簧彈力與原來(lái)相等，B球受力平衡，aB＝0，A球所受合力為mgsinθ＋kx＝2mgsinθ，故aA＝2gsinθ.答案：BC7．一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn)，在0～4s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時(shí)間t的變化如圖所示，則質(zhì)點(diǎn)在()A．第2s末速度改變方向B．第2s末速度達(dá)到最大C．第4s末回到原出發(fā)點(diǎn)D．第4s末運(yùn)動(dòng)速度為零解析：這是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的受力和時(shí)間關(guān)系的圖象，從圖象可以看出，在前兩秒力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向相同，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，2秒末速度達(dá)到最大，從2秒末開(kāi)始到4秒末，運(yùn)動(dòng)的方向沒(méi)有發(fā)生改變而力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相反，質(zhì)點(diǎn)又經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，和前2秒的運(yùn)動(dòng)情況相反，4秒末速度為零，質(zhì)點(diǎn)的位移達(dá)到最大，所以B、D正確．答案：BD8．(2009·廣東高考)某人在地面上用彈簧秤稱(chēng)得其體重為490N．他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱(chēng)其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的v－t圖可能是圖中的(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?()解析：由G－t圖象知：t0～t1時(shí)間內(nèi)該人具有向下的加速度，t1～t2時(shí)間內(nèi)該人勻速或靜止，t2～t3時(shí)間內(nèi)，該人具有向上的加速度，因此其運(yùn)動(dòng)情況可能是：t0～t3時(shí)間內(nèi)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(向上減速，靜止，向上加速,向下加速，勻速，向下減速))，故A、D正確．答案：AD9.(2010·泉州模擬)如圖所示，光滑水平面上放有質(zhì)量均為m的滑塊A和斜面體C，在C的斜面上又放有一質(zhì)量也為m的滑塊B，用力F推滑塊A使三者無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)地向前加速運(yùn)動(dòng)，則各物體所受的合力()A．滑塊A最大B．斜面體C最大C．同樣大D．不能判斷誰(shuí)大誰(shuí)小解析：本題考查學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解和判斷，由于三者加速度相等，所以三者所受合力同樣大，選項(xiàng)C正確．一些學(xué)生沒(méi)有抓住“ma表示合力”這個(gè)關(guān)鍵，盲目對(duì)三個(gè)物體做受力分析，既浪費(fèi)時(shí)間，又可能會(huì)因復(fù)雜的分析而出錯(cuò)．答案：C10．如圖所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個(gè)固定在斜面上的豎直擋板擋住．現(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，以下說(shuō)法中正確的是()A．若加速度足夠小，豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零B．若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零C．斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于maD．斜面對(duì)球的彈力不僅有，而且是一個(gè)定值解析：球受力如圖，則FN2－FN1sinθ＝maFN1cosθ＝mg由此判斷A、B錯(cuò)誤．根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)N1、FN2和mg三力的合力等于ma，C錯(cuò)誤．根據(jù)FN1＝eq\f(mg,cosθ)，D正確．答案：D二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2個(gè)小題，共10分)11．(3分)如圖所示為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是s，距離如圖，單位是cm，小車(chē)的加速度是________m/s2.解析：a的計(jì)算利用逐差法．a(chǎn)＝eq\f((xDE－xAB)＋(xEF－xBC)＋(xFG－xCD),9T2)＝eq\f((xDE＋xEF＋xFG)－(xAB＋xBC＋xCD),9T2)＝eq\f((xAG－xAD)－xAD,9T2)＝eq\f－2×,9××10－2m/s2＝1.60m/s2答案：12．(7分)(2009·江蘇高考)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．(1)在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車(chē)的加速度a＝______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上．掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度．小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤(pán)中砝碼總重力F(N)加速度a(m·s－2)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖所示的坐標(biāo)系中作出a－F的關(guān)系圖象．(3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過(guò)原點(diǎn)．請(qǐng)說(shuō)明主要原因．解析：(1)a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(－×10－2,m/s2＝0.16m/s2或a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(－×10－2,m/s2＝0.15m/s2.(3)小車(chē)、砝碼盤(pán)和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤(pán)和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計(jì)了砝碼盤(pán)的重力，導(dǎo)致合力F的測(cè)量值小于真實(shí)值，a－F的圖線不過(guò)原點(diǎn)．答案：(1)也算對(duì))(2)見(jiàn)下圖(3)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力三、計(jì)算題(本大題共4個(gè)小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13．(8分)如圖所示，斜面體質(zhì)量為M，傾角為θ，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，用細(xì)繩豎直懸掛一質(zhì)量為m的小球靜止在光滑斜面上，當(dāng)燒斷繩的瞬間，至少以多大的水平向右的力由靜止拉動(dòng)斜面體，小球才能做自由落體運(yùn)動(dòng)到地面？解析：設(shè)小球自由落體運(yùn)動(dòng)到地面上，下落高度為h，則斜面體至少水平向右運(yùn)動(dòng)的位移為：x＝h·cotθ對(duì)小球：h＝eq\f(1,2)gt2對(duì)斜面體：x＝eq\f(1,2)at2由以上三式解得：a＝gcotθ以斜面體為研究對(duì)象有：F－μMg＝Ma所以F＝μMg＋Mgcotθ＝(μ＋cotθ)Mg.答案：(μ＋cotθ)Mg14．(10分)為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)．質(zhì)量為m＝50kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上，乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過(guò)程中，體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的情況，并作出了如圖所示的圖象，已知t＝0時(shí)，電梯靜止不動(dòng)，從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層．g取10m/s2，求：(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)的加速度大?。?2)電梯上升的總高度及該大樓的層高．解析：(1)由圖可知，第3s內(nèi)電梯加速度由FN1－mg＝ma1，可得：a1＝2m/s2第30s內(nèi)電梯加速度由mg－FN2＝ma2，可得a2＝2m/s2.(2)電梯上升的總高度H＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)＋a1t1·t勻＝eq\f(1,2)×2×12m＋eq\f(1,2)×2×12m＋2×1×26m＝54m故平均層高為h＝eq\f(H,19－1)＝eq\f(54,18)m＝3m.答案：(1)2m/s22m/s2(2)54m3m15．(10分)如圖(a)所示，質(zhì)量m＝1kg的物體沿傾角θ＝37°的固定粗糙斜面由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，風(fēng)對(duì)物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖(b)所示，(sin37°＝，cos37°＝，g＝10m/s2)求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)比例系數(shù)k.解析：(1)由圖象知v＝0，a0＝4m/s2，得mgsinθ－μmgcosθ＝ma0μ＝eq\f(gsinθ－a0,gcosθ)＝eq\f(6－4,8)＝.(2)由圖象知v＝5m/s，a＝0，得mgsinθ－μFN－kvcosθ＝0FN＝mgcosθ＋kvsinθ聯(lián)立兩式得mg(sinθ－μcosθ)－kv(μsinθ＋cosθ)＝0k＝eq\f(mg(sinθ－μcosθ),v(μsinθ＋cosθ))＝eq\f(6－×8,5×＋)kg/s＝0.84kg/s.答案：(1)μ＝(2)k＝0.84kg/s16．(12分)質(zhì)量為m＝1.0kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為M＝3.0kg的長(zhǎng)木板的右端，木板上表面光滑，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝，木板長(zhǎng)L＝1.0m．開(kāi)始時(shí)兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)木板施加水平向右的恒力F＝12N，如圖所示，經(jīng)一段時(shí)間后撤去F.為使小滑塊不掉下木板，試求：用水平恒力F作用的最長(zhǎng)時(shí)間．(g取10m/s2)解析：撤力