高考物理一轮复习 专练14 力和直线运动

专练专练 1414 力和直线运动力和直线运动 1如图 1 所示，一个放置在水平面上的物块，质量为 2 KG，受到一个斜向上的，与水平方 向成30角的拉力F10 N 的作用，从静止开始运动，已知物块与水平面间的动摩擦 因数为0.1，G取 10 M/S2.求：物块在 5 S 末的速度大小和这 5 S 内的位移 图 1 2如图 2 所示，一斜面AB长为 10 M，倾角为30.现斜面上有一质量为M2 KG 的物 体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑，若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5， 求该物体下滑到斜面底端B点时的速度大小及所用的时间(G取 10 M/S2) 图 2 3如图 3 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角30.现木 块上有一质量M1.0 KG 的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 S 内速度增加了 1.4 M/S， 且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度G取 10 M/S2，求：滑块滑行过程中受 到的摩擦力大小 图 3 4如图 4 甲所示，质量M2 KG 的物体在水平面上向右做直线运动过A点给物体作用一 个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的 瞬时速度，所得VT图象如图乙所示重力加速度为G取 10 M/S2.求： 图 4 (1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数； (2)10 S 末物体离A点的距离 5如图 5 所示，质量为M3 KG 的木块放在倾角为30的足够长斜面上，木块可以沿 斜面匀速下滑若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动， 经过T2 S 的时间木块沿斜面上升了 4 M 的距离，求力F的大小(G取 10 M/S2) 图 5 6(20152016 余杭、萧山、新登、昌化四校高二第二学期期中)如图 6 所示，一个人用与 水平方向成 37角、大小为F10 N 的力推一个静止在水平面上质量为 2 KG 的物体，物体 和地面间的动摩擦因数为 0.25，运动 4 S 后撤去推力，(COS 370.8，SIN 37 0.6，G取 10 M/S2)求： 图 6 (1)匀加速阶段的加速度大小； (2)4 S 末物体的速度大小； (3)物体运动的总位移大小 7(20152016 学年嘉兴市期末考试)如图 7 甲所示为某校 2015 学年秋季运动会开幕式时 采用无人机拍摄的照片，图乙为正在高空进行拍摄的无人机已知无人机质量M1 KG，动 力系统能提供的最大升力F16 N，无人机上升过程中最大速度V6 M/S.若无人机从地面 以最大升力竖直起飞，达到最大速度所用时间为 3 S，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小 不变求： 图 7 (1)无人机以最大升力起飞的加速度大小； (2)无人机在竖直上升过程中所受阻力FF的大小； (3)无人机从地面起飞竖直上升至离地高度H30 M 的高空所需的最短时间 8(20152016 台州市六校高二期末)如图 8 所示，质量为M5 KG 的滑块置于一倾角为 37的粗糙斜面上，用一平行斜面向上，大小为 50 N 的力F推滑块，滑块沿斜面以 6 M/S 的速度向上匀速运动，已知斜面始终静止且足够长，求：(SIN 370.6，COS 370.8) 图 8 (1)斜面对滑块的摩擦力大小； (2)滑块和斜面之间的动摩擦因数； (3)若撤去力F，再经 0.6 S 时滑块的速度大小 9(2016浙江省名校协作体高二联考)2015 年 12 月 20 日上午 1140 分左右，深圳发生 特大泥石流灾害经初步核查，此次滑坡事故共造成 22 栋厂房被掩埋，涉及 15 家公司如 图 9 所示，假设有一倾角为的山坡，上面有一质量为M的巨石块，其上下表面与斜坡平 行；从山坡的某处静止下滑，到水平路面后又滑了一段距离而停止，经测量水平段长为X. 已知石块和斜坡、水平路面的动摩擦因数均为，假设转弯处速度大小不变，求： 图 9 (1)石块到达斜坡底端时的速度大小； (2)石块运动的总时间 10(20163 月温州学业水平模拟考试)当地时间 2016 年 3 月 19 日凌晨，一架从阿拉伯联 合酋长国迪拜飞往俄罗斯西南部城市顿河畔罗斯托夫的客机，在俄机场降落时坠毁，机上 62 人全部遇难专家初步认定，恶劣天气是导致飞机失事的原因为了保证安全，避免在 意外事故发生时出现更大损失与伤害，民航客机都有紧急出口，打开紧急出口，狭长的气囊 会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面上，并以不变的速 率进入水平面，在水平面上再滑行一段距离而停止，如图 10 所示若机舱口下沿距地面 3.6 M，气囊构成的斜面长度为 6.0 M，一个质量 60 KG 的人沿气囊滑下时所受到的摩擦阻 力是 240 N若人在水平面的动摩擦因数与气囊相同，G10 M/S2，求：(SIN 37 0.6，COS 370.8) 图 10 (1)人与气囊之间的动摩擦因数； (2)人在气囊上下滑的时间T； (3)人在水平面上滑行的距离X. 答案精析答案精析 118 M/S 45 M 解析 以物块为研究对象受力分析如图，将F正交分解 FXFCOS 30，FYFSIN 30 由牛顿第二定律可得 水平方向：FCOS FFMA 竖直方向：FNMGFSIN 又FFFN 联立可得A3.6 M/S2 Fcos mgFsin m 又由VAT可得V18 M/S，由XAT2可得X45 M. 1 2 23.66 M/S 5.46 S 解析 以物体为研究对象，其受力情况如图所示以沿斜面向下的方向为X轴正方向，垂直 斜面向上的方向为Y轴正方向，建立直角坐标系，如图所示将重力MG沿X轴和Y轴方向 进行正交分解，由图可知物体沿斜面向下即X轴正方向加速运动，设加速度为A，则 AXA，物体在Y轴方向上加速度为 0，则AY0.由牛顿第二定律得MGSIN FFMA，FNMGCOS 0，又FFFN，所以AG(SIN mgsin mgcos m COS )，代入数据解得A0.67 M/S2.设物体下滑到斜面底端时的速度为V，所用时 间为T，物体由静止开始匀加速下滑，由V2V2AX得V 2 02ax2 0.67 10 M/S3.66 M/S，由VV0AT得T S5.46 S. v a 3.66 0.67 31.5 N 解析 由题意可知，滑块滑行的加速度A M/S23.5 M/S2.对滑块受力分析，如 v t 1.4 0.40 图所示，根据牛顿第二定律得MGSIN FFMA，解得FF1.5 N. 4(1)3 N 0.05 (2)2 M 解析 (1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为A1，则由VT图象得A12 M/S2 根据牛顿第二定律，有FMGMA1 设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为A2， 则由VT图象得A21 M/S2 根据牛顿第二定律，有FMGMA2 联立解得F3 N，0.05. (2)设 10 S 末物体离A点的距离为D，D应为VT图线与横轴所围的面积，则D 8 4 2 M M2 M，负号表示物体在A点左侧 6 6 2 536 N 解析 因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知： MGSIN MGCOS 所以TAN 当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式 XAT2 1 2 得A M/S22 M/S2 2x t2 2 4 22 由牛顿第二定律得： FMGSIN MGCOS MA 解得F36 N. 6(1)0.75 M/S2 (2)3 M/S (3)7.8 M 解析 (1)对物体受力分析如图所示：物体在水平方向上的合力产生加速度，即 FCOS 37FFMA 物体在竖直方向上所受合力为零，即 FNMGFSIN 370 滑动摩擦力为FFFN 联立解得物体产生的加速度为A0.75 M/S2. (2)由速度公式VV0AT可得V3 M/S. (3)由位移公式XAT2得物体在 4 S 内的位移为X16 M，撤去推力仅有摩擦力提供加速度 1 2 FFFNMA，由FNMG可得AG2.5 M/S2. 由 2AX2V2可得X21.8 M 则XX1X27.8 M. 7(1)2 M/S2 (2)4 N (3)6.5 S 解析 (1)由无人机起飞的过程是匀加速直线运动可得，加速度的大小为A， v t 代入数据后可得A2 M/S2. (2)由牛顿第二定律得：FMGFFMA 得FF4 N. (3)上升过程分匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段，在匀加速直线运动阶段T13 S， 则：H1AT9 M， 1 22 1 匀速直线运动阶段有T23.5 S，联立可得TT1T26.5 S. hh1 v 8(1)20 N (2)0.5 (3)0 解析 (1)滑块受力如图所示，将重力进行正交分解根据受力平衡得： FFFMGSIN 解得FF20 N (2)垂直于斜面方向FNMGCOS 又FFFN 解得0.5 (3)撤去力F后，设滑块的加速度大小为A，则 MGSIN FFMA 得A10 M/S2 撤去力F后滑块向上运动的最长时间为TMAX0.6 S，故撤去力F，再经 0.6 S 时滑块的 v0 a 速度为 0. 9(1) (2) 2gx 2gx g 2gx gsin gcos 解析 (1)设石块到达底端时速度大小为V，则 在水平路面上运动，由牛顿第二定律有 MGMA1 V22A1X 得V. 2gx (2)设在水平路面上运动时间为T1，据运动学公式有XVT1 1 2 得T1 2gx g 设在斜坡上运动加速度为A2，时间为T2 MGSIN MGCOS MA2 得A2GSIN GCOS 由VA2T2得T2 2gx gsin gcos 则总时间TT1T2. 2gx g 2gx gsin gcos 10(1)0.5 (2) S (3)2.4 M 6 解析 (1)设气囊倾角为，由几何关系知 SIN 0.6，得37 h L 3.6 6.0 FFFNMGCOS 解得0.5. Ff mgcos 240