2019-2020年高三物理一輪 第3章《牛頓運動定律》第二講.doc

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2019-2020年高三物理一輪 第3章《牛頓運動定律》第二講 (本欄目內(nèi)容，在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！) 一、選擇題 1.為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯．無人乘行時，扶梯運轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如右圖所示．那么下列說法中正確的是(　　) A．顧客始終受到三個力的作用 B．顧客始終處于超重狀態(tài) C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下 D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下 解析：　當電梯勻速運轉(zhuǎn)時，顧客只受兩個力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對；由受力分析可知，加速時顧客對扶梯有水平向左的摩擦力，故此時顧客對扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時沒有摩擦力，此時方向豎直向下，故選C. 答案：　C 2.如右圖所示，一個盛水的容器底部有一小孔．靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，則(　　) A．容器自由下落時，小孔向下漏水 B．將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不向下漏水 C．將容器水平拋出，容器在運動中小孔向下漏水 D．將容器斜向上拋出，容器在運動中小孔不向下漏水 解析：　容器在自由下落、豎直向上拋出、水平拋出、斜向上拋出的運動中都處于完全失重狀態(tài)，對容器底部的壓力均為零，所以不向下漏水，只有D項正確． 答案：　D 3.如右圖所示，水平地面上的物體質(zhì)量為1 kg，在水平拉力F＝2 N的作用下從靜止開始做勻加速直線運動，前2 s內(nèi)物體的位移為3 m；則物體運動的加速度大小為(　　) A．3 m/s2　　　　　　　　 B．2 m/s2 C．1.5 m/s2 D．0.75 m/s2 解析：　物體從靜止開始做勻加速直線運動，前2 s內(nèi)位移為3 m，設物體加速度為a，則x＝at2/2，代入數(shù)據(jù)解得a＝1.5 m/s2，即物體運動的加速度大小為1.5 m/s2，選項C正確． 答案：　C 4.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數(shù)為50 kg，電梯運動過程中，某一段時間內(nèi)曉敏同學發(fā)現(xiàn)體重計如右圖所示，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是(　　) A．曉敏同學所受的重力變小了 B．曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力 C．電梯一定在豎直向下運動 D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下 解析：　曉敏在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對體重計的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，A選項錯；曉敏對體重計的壓力與體重計對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，B選項錯，以豎直向下為正方向，有：mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝g/5，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C選項錯，D選項正確． 答案：　D 5．(xx深圳調(diào)研)用40 N的水平力F拉一個靜止在光滑水平面上、質(zhì)量為20 kg的物體，力F作用3 s后撤去，則第5 s末物體的速度和加速度的大小分別是(　　) A．v＝6 m/s，a＝0 B．v＝10 m/s，a＝2 m/s2 C．v＝6 m/s，a＝2 m/s2 D．v＝10 m/s，a＝0 答案：　A 6.如右圖所示，質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長的固定斜面上滑，斜面傾角為θ，物塊與該斜面間的動摩擦因數(shù)μ>tan θ，下圖表示該物塊的速度v和所受摩擦力Ff隨時間t變化的圖線(以初速度v0的方向為正方向)中可能正確的是(　　) 解析：　因為μ>tan θ，所以重力沿斜面向下的分力小于滑動摩擦力，物體沿斜面上滑時做勻減速運動，所受摩擦力為滑動摩擦力，當速度減為零時，物體靜止，受到靜摩擦力，故選項C正確． 答案：　C 7.如右圖所示，在小車中懸掛一小球，若偏角θ未知，而已知擺球的質(zhì)量為m，小球隨小車水平向左運動的加速度為a＝2g(取g＝10 m/s2)，則繩的張力為(　　) A．10m B.m C．20m D．(50＋8)m 解析：　小球受重力mg和繩的拉力FT兩個力的作用，受力情況如圖所示．根據(jù)平行四邊形定則，重力mg和繩的拉力FT的合力F的方向水平向左，由牛頓第二定律有F＝ma＝2mg＝20m，由勾股定理得F＝(mg)2＋F2，所以FT＝10m. 答案：　A 8．如圖甲所示，A、B兩物體疊放在光滑水平面上，對物體A施加一水平力F，F(xiàn)－t圖象如圖乙所示，兩物體在力F作用下由靜止開始運動，且始終相對靜止，規(guī)定水平向右為正方向，則下列說法正確的是(　　) A．兩物體在4 s時改變運動方向 B．在1 s～3 s時間內(nèi)兩物體間摩擦力為零 C．6 s時兩物體的速度為零 D．B物體所受的摩擦力方向始終與力F的方向相同 解析：　兩物體在0～1 s內(nèi)，做加速度增大的變加速運動，在1 s～3 s內(nèi)，做勻加速運動，在3 s～4 s內(nèi)，做加速度增大的變加速運動，在4 s～6 s內(nèi)，做加速度減小的變加速運動，故兩物體一直向一個方向運動，A、C錯誤，D正確，1 s～3 s時間內(nèi)兩物體做勻加速運動，對B進行受力分析可知兩物體間的摩擦力不為零，B錯誤． 答案：　D 9．圖甲是某景點的山坡滑道圖片，為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時間．技術人員通過測量繪制出如圖乙所示的示意圖．AC是滑道的豎直高度，D點是AC豎直線上的一點，且有AD＝DE＝10 m，滑道AE可視為光滑，滑行者從坡頂A點由靜止開始沿滑道AE向下做直線滑動，g取10 m/s2，則滑行者在滑道AE上滑行的時間為(　　) A. s B．2 s C. s D．2 s 解析：　AE兩點在以D為圓心半徑為R＝10 m的圓上，在AE上的滑行時間與沿AD所在的直徑自由下落的時間相同，t＝＝2 s，選B. 答案：　B 10.(xx福建理綜)質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等．從t＝0時刻開始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用．F隨時間t的變化規(guī)律如圖所示．重力加速度g取10 m/s2，則物體在t＝0至t＝12 s這段時間的位移大小為(　　) A．18 m B．54 m C．72 m D．198 m 解析：　物體與地面間最大靜摩擦力Ff＝μmg＝0.2210 N＝4 N．由題給F－t圖象知0～3 s內(nèi)，F(xiàn)＝4 N，說明物體在這段時間內(nèi)保持靜止不動.3～6 s內(nèi)，F(xiàn)＝8 N，說明物體做勻加速運動，加速度a＝＝2 m/s2.6 s末物體的速度v＝at＝23＝6 (m/s)，在6～9 s內(nèi)物體以6 m/s的速度做勻速運動.9～12 s內(nèi)又以2 m/s2的加速度做勻加速運動，作v－t圖象如下．故0～12 s內(nèi)的位移x＝36＋36＋(6＋12)3＝54 (m)．故B項正確． 答案：　B 二、非選擇題 11．一小轎車從高為10 m、傾角為37的斜坡頂端從靜止開始向下行駛，當小轎車到達底端時進入一水平面，在斜坡底端115 m的地方有一池塘，發(fā)動機在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2103 N，在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力為1.4104 N，小轎車的質(zhì)量為2 t，小轎車與斜坡及水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5(g取10 m/s2)．求： (1)小轎車行駛至斜坡底端時的速度； (2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時間不能超過多少？(轎車在行駛過程中不采用剎車裝置) 解析：　(1)小轎車在斜坡上行駛時，由牛頓第二定律得F1＋mgsin 37－μmgcos 37＝ma1 代入數(shù)據(jù)得a1＝3 m/s2 由v＝2a1x1＝2a1h/sin 37 得行駛至斜坡底端時的速度v1＝10 m/s (2)在水平地面上加速時，由牛頓第二定律得F2－μmg＝ma2 代入數(shù)據(jù)得a2＝2 m/s2 關閉油門后減速μmg＝ma3 代入數(shù)據(jù)得a3＝5 m/s2 關閉油門時轎車的速度為v2 ＋＝x2 得v2＝20 m/s t＝＝5 s 即在水平地面上加速的時間不能超過5 s. 答案：　(1)10 m/s　(2)5 s 12.(xx安徽理綜)質(zhì)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v－t圖象如右圖所示．g取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的大小； (3)0～10 s內(nèi)物體運動位移的大?。? 解析：　此題考查牛頓運動定律的應用和運動學知識． (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，根據(jù)牛頓第二定律，有 Ff＝ma2② Ff＝－μmg③ 聯(lián)立②③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(jù)牛頓第二定律，有 F－Ff＝ma1⑥ 聯(lián)立③⑥得F＝μmg＋ma1＝6 N. (3)解法一：由勻變速直線運動位移公式，得 x＝x1＋x2＝v10Δt1＋a1Δt＋v20Δt2＋a2Δt＝46 m 解法二：根據(jù)v－t圖象圍成的面積，得 x＝＝46 m. 答案：　(1)0.2　(2)6 N　(3)46 m