2024版高考物理復(fù)習(xí)：考前特訓(xùn) 熱點(diǎn)情境突破練 熱點(diǎn)2　牛頓運(yùn)動(dòng)定律

熱點(diǎn)2牛頓運(yùn)動(dòng)定律1．(2023·江蘇常州市教育學(xué)會(huì)期末)我國(guó)交通安全法規(guī)定，汽車要禮讓行人。某汽車以10m/s的速度在馬路上勻速行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)正前方15m處的斑馬線上有行人，于是剎車，由于存在反應(yīng)時(shí)間，再前進(jìn)5m后汽車開(kāi)始勻減速，最終恰好停在斑馬線前，則汽車在減速階段的加速度大小為()A．20m/s2B．6m/s2C．5m/s2D．4m/s2答案C解析根據(jù)題意可知，汽車的剎車距離為x＝15m－5m＝10m，汽車從開(kāi)始勻減速，最終恰好停在斑馬線前，根據(jù)速度與位移關(guān)系式v2－v02＝2ax，代入數(shù)據(jù)解得a＝－5m/s2，故選C。2．(2023·江蘇南京市階段檢測(cè))用速度傳感器記錄電動(dòng)車直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)信息，其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖像可知電動(dòng)車()A．a(chǎn)、b兩狀態(tài)速度的方向相反B．a(chǎn)、b兩狀態(tài)加速度大小相等C．t＝80s時(shí)回到t＝0時(shí)刻的位置D．t＝80s時(shí)電動(dòng)車前進(jìn)了大約300m答案D解析a、b兩狀態(tài)速度均為正值，則速度方向均為正方向，故A錯(cuò)誤；速度—時(shí)間圖像斜率表示加速度，由題圖知，a、b兩狀態(tài)加速度大小不相等，故B錯(cuò)誤；電動(dòng)車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度一直為正，運(yùn)動(dòng)方向不變，t＝80s時(shí)沒(méi)有回到t＝0時(shí)刻的位置，故C錯(cuò)誤；速度—時(shí)間圖像與橫坐標(biāo)軸包圍的面積表示位移，即等于圖像中每個(gè)小方格的面積乘以圖線包圍的小方格的個(gè)數(shù)，所以t＝80s時(shí)電動(dòng)車前進(jìn)的位移大約為x＝30×1.0×10.0m＝300m，故D正確。3.(2023·江蘇南通市模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，一滑塊從斜面頂端由靜止釋放后一直做加速運(yùn)動(dòng)。則()A．滑塊受到的摩擦力方向保持不變B．滑塊的加速度保持不變C．若減小傳送帶的傾角，滑塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)D．若傳送帶改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)答案C解析設(shè)滑塊質(zhì)量為m，傳送帶傾角為θ，剛開(kāi)始時(shí)滑塊受重力、支持力、沿傳送帶向下的摩擦力作用，由牛頓第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，滑塊向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊與傳送帶達(dá)到共同速度時(shí)，如果mgsinθ>μmgcosθ，則滑塊受到沿傳送帶向上的摩擦力作用，由牛頓第二定律可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，則滑塊繼續(xù)向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小改變，故A、B錯(cuò)誤；若減小傳送帶的傾角，當(dāng)滑塊與傳送帶達(dá)到共同速度時(shí)，若mgsinθ≤μmgcosθ，此后滑塊與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，所以滑塊可能先做加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確；傳送帶改為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，若mgsinθ≤μmgcosθ，滑塊不能向下運(yùn)動(dòng)，若mgsinθ>μmgcosθ，則滑塊一直向下勻加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。4.(2023·江蘇南京市第二十九中學(xué)檢測(cè))2022年10月12日，神舟十四號(hào)的航天員在空間站內(nèi)進(jìn)行毛細(xì)現(xiàn)象演示的實(shí)驗(yàn)。他將3根粗細(xì)不同的玻璃管插入到水中，水在液體表面張力的作用下，會(huì)快慢不同地充滿整根玻璃管，已知水在不同玻璃管內(nèi)的表面張力大小與玻璃管的半徑成正比，即F＝kr，關(guān)于水在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．水沿玻璃管先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)B．水沿玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng)C．在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度大于細(xì)管中水的加速度D．在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度小于細(xì)管中水的加速度答案D解析設(shè)玻璃管半徑為r，以空間站為參考系，kr＝ma，m＝ρπr2h，得a＝eq\f(k,ρπrh)，可知在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度小于細(xì)管中水的加速度，故C錯(cuò)誤，D正確；由a＝eq\f(k,ρπrh)可知，水沿玻璃管做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤。5．(2023·江蘇蘇州市階段練習(xí))如圖甲所示，水平地面上輕彈簧左端固定，右端通過(guò)小物塊壓縮0.4m后鎖定，t＝0時(shí)解除鎖定釋放小物塊。計(jì)算機(jī)通過(guò)小物塊上的速度傳感器描繪出它的v－t圖像如圖乙所示，其中Oab段為曲線，bc段為直線，傾斜直線Od是t＝0時(shí)圖線的切線，已知小物塊的質(zhì)量為m＝2kg，重力加速度g＝10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A．小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3B．當(dāng)小物塊速度最大時(shí)彈簧一定是原長(zhǎng)C．當(dāng)小物塊速度最大時(shí)彈簧一定不是原長(zhǎng)D．彈簧的勁度系數(shù)為150N/m答案C解析根據(jù)v－t圖線的斜率表示加速度，由題中圖像知，滑塊脫離彈簧后的加速度大小a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(1.5,0.55－0.25)m/s2＝5m/s2，由牛頓第二定律得，摩擦力大小為Ff＝μmg＝ma，所以μ＝eq\f(a,g)＝0.5，故A錯(cuò)誤；剛釋放時(shí)滑塊的加速度為a′＝eq\f(Δv′,Δt′)＝eq\f(3,0.1)m/s2＝30m/s2，由牛頓第二定律得kx－Ff＝ma′，代入數(shù)據(jù)解得k＝175N/m，故D錯(cuò)誤；由v－t圖像知小物塊開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊加速度為零時(shí)，物塊速度最大，根據(jù)牛頓第二定律可知此時(shí)彈力與摩擦力大小相等，方向相反，此時(shí)彈簧一定不是原長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤，C正確。6.(2023·江蘇鎮(zhèn)江市三模)如圖所示，A、B疊放在粗糙水平桌面上，一根輕繩跨過(guò)光滑定滑輪連接A、C，滑輪左側(cè)輕繩與桌面平行，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(μ,4)，A、B、C質(zhì)量分別為2m、2m和m，各面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，將C由圖示位置靜止釋放，要使A、B間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則μ滿足的條件是()A．μ<eq\f(1,2)B．μ≥eq\f(1,2)C．μ<eq\f(2,7)D．μ≥eq\f(2,7)答案C×4mg＝μmg，若A與B間恰好將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，A、B、C的加速度恰好相等，此時(shí)對(duì)物塊B由牛頓第二定律得Ff1－Ff2＝μmg＝2ma1，對(duì)A、B整體由牛頓第二定律得FT－Ff2＝4ma2，對(duì)物塊C由牛頓第二定律得mg－FT＝ma2，a1＝a2，解得μ＝eq\f(2,7)，因此若A、B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則需滿足a2>a1，即μ<eq\f(2,7)，故選C。7．(2023·江蘇徐州市月考)質(zhì)量為m＝0.5kg的物塊在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用，從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，eq\f(x,t)－t圖像如圖甲所示，v2－x圖像如圖乙所示，據(jù)圖像的特點(diǎn)與信息分析，下列說(shuō)法正確的是()A．圖乙的斜率是圖甲的斜率的2倍B．水平拉力F為5NC．前2m的中間時(shí)刻的速度為eq\r(5)m/sD．前2s中點(diǎn)位置的速度為eq\r(5)m/s答案C＝2a＝10m/s2，解得a＝5m/s2，由牛頓第二定律可得F＝ma＝2.5N，故B錯(cuò)誤；當(dāng)x＝2m，由x＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\f(2,\r(5))s，前2m的中間時(shí)刻速度即2m內(nèi)的平均速度為v0.5t＝eq\f(x,t)＝eq\r(5)m/s，s，故D錯(cuò)誤。8.(2023·江蘇省海安中學(xué)階段測(cè)試)如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)物塊A、B疊放在輕彈簧上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。輕彈簧下端固定在地面上，上端與物塊B連接。從某時(shí)刻開(kāi)始對(duì)物塊A施加豎直向上的恒力F，物塊A開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，物塊B與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能沒(méi)有變化。經(jīng)過(guò)時(shí)間t，撤去力F，物塊B恰好第一次達(dá)到最大高度。忽略空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()A．F大小為2mgB．F大小可能為1.8mgC．若在2t時(shí)刻兩物塊間距離剛好達(dá)到最大，則該最大距離為gt2D．在1.5t時(shí)刻，物塊B與彈簧組成的系統(tǒng)的勢(shì)能可能達(dá)到最大值答案C解析在恒力F作用前，對(duì)A、B整體，由平衡條件有F彈＝2mg，物塊A開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊B與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能沒(méi)有變化，則以B為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有F彈－mg＝maB，解得aB＝g，則此時(shí)物塊A的最小加速度也應(yīng)為g，故恒力F的最小值應(yīng)為2mg，故A、B錯(cuò)誤；經(jīng)t時(shí)間物塊B第一次達(dá)到最大高度，再經(jīng)t時(shí)間物塊B恰好回到原來(lái)靜止位置，且物塊A應(yīng)恰好達(dá)到最高點(diǎn)，這樣在2t時(shí)刻兩物塊距離恰好達(dá)到最大，在0～t時(shí)間內(nèi)，物塊A做勻加速運(yùn)動(dòng)，在t～2t時(shí)間物塊A做加速度為g的勻減速運(yùn)動(dòng)，則有aAt＝gt