高考物理深化复习+命题热点提分专题02牛顿运动定律与直线运动

一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响，对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上，实际督导、检查的少，指导、推进、检查还不到位。专题02 牛顿运动定律与直线运动1.伽利略曾说过：“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的”.他在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有()A.倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间的平方成正比B.倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比C.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关答案B2.(多选)如图1所示，倾角30的光滑斜面体固定在水平面上，斜面长度L0.8m，一质量m1103kg、带电量q1104C的带电小球静止在斜面底端.现要使小球能够到达斜面顶端，可施加一沿斜面向上、场强大小为E100V/m的匀强电场，重力加速度g10 m/s2，则这个匀强电场存在的时间t可能为()图1A.0.5sB.0.4sC.0.3sD.0.2s答案AB解析有电场时，根据牛顿定律可知：Eqmgsin30ma1，解得a15m/s2，方向沿斜面向上；撤去电场时，小球的加速度a2gsin 305 m/s2，方向沿斜面向下；设电场存在的时间为t1，撤去电场后，恰好能到达斜面顶端，做减速运动的时间为t2，则a1t1a2t2；且a1ta2tL；联立解得：t1t20.4s，故要想使小球到达斜面顶端则电场存在的时间应该大于或等于0.4s.3.如图2所示，a、b、c三个物体在同一条直线上运动，其位移与时间的关系图象中，图线c是一条x0.4t2的抛物线.有关这三个物体在05s内的运动，下列说法正确的是()图2A.a物体做匀加速直线运动B.c物体做匀加速直线运动C.t5s时，a物体速度比c物体速度大D.a、b两物体都做匀速直线运动，且速度相同答案B4.带同种电荷的a、b两小球在光滑水平面上相向运动.已知当小球间距小于或等于L时，两者间的库仑力始终相等；小球间距大于L时，库仑力为零.两小球运动时始终未接触，运动时速度v随时间t的变化关系图象如图3所示.由图可知()图3A.a小球质量大于b小球质量B.在t2时刻两小球间距最大C.在0t3时间内两小球间距逐渐减小D.在0t2时间内b小球所受斥力方向始终与运动方向相反答案A解析从速度时间图象可以看出b小球速度时间图象的斜率绝对值较大，所以b小球的加速度较大，两小球之间的排斥力为相互作用力，大小相等，根据a知，加速度大的质量小，所以a小球质量大于b小球质量，故A正确；t1t2时间内，二者做同向运动，所以当速度相等时距离最近，即t2时刻两小球距离最小，之后距离又开始逐渐变大，故B、C错误；b球在0t1时间内做匀减速运动，所以0t1时间内排斥力与运动方向相反，在t1t2时间内做匀加速运动，斥力方向与运动方向相同，故D错误.5.我国航天员要在“天宫一号”航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，采用的方法如下：质量为m1的标准物A的前后连接有质量均为m2的两个力传感器.待测质量的物体B连接在后传感器上.在某一外力作用下整体在桌面上运动，如图4所示.稳定后标准物A前后两个传感器的读数分别为F1、F2，由此可知待测物体B的质量为()图4A.B.C.D.答案B解析以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F1(m12m2m)a；隔离B物体，由牛顿第二定律得：F2ma；联立可得：m，B对.6.如图5所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为.若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1与a2的比为()图5A.11B.23C.13D.32答案C7.如图6所示，质量为M10kg的小车停放在光滑水平面上.在小车右端施加一个F10N的水平恒力.当小车向右运动的速度达到2.8m/s时，在其右端轻轻放上一质量m2.0 kg的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零)，煤块与小车间动摩擦因数0.20，g10 m/s2.假定小车足够长.则下列说法正确的是()图6A.煤块在整个运动过程中先做匀加速直线运动稳定后做匀速直线运动B.小车一直做加速度不变的匀加速直线运动C.煤块在3s内前进的位移为9mD.小煤块最终在小车上留下的痕迹长度为2.8m答案D8.(多选)如图7所示，水平挡板A和竖直挡板B固定在斜面体C上，一质量为m的光滑小球恰能与两挡板和斜面体同时接触.挡板A、B和斜面体C对小球的弹力大小分别为FA、FB和FC.现使斜面体和小球一起在水平面上水平向左做加速度为a的匀加速直线运动.若FA和FB不会同时存在，斜面体倾角为，重力加速度为g，则选项所列图象中，可能正确的是()图7答案BDFA与a成线性关系，当a0时，FAmg当agtan时，FA0，所以A错误，B正确；当agtan时，受力如图乙，根据牛顿第二定律水平方向：FCsinFBma竖直方向：FCcosmg联立得：FC，FBmamgtanFB与a也成线性关系，FC不变所以C错误，D正确.9汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5 m/s2，则自驾驶员急刹车开始，2 s与5 s时汽车的位移之比为()A54 B45 C34 D43解析汽车停下来所用的时间为t4 s，故2 s时汽车的位移x1v0t1(a)t30 m；5 s时汽车的位移与4 s时汽车的位移相等，x2v0t2(a)t40 m，解得，选项C正确。答案C10图1甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“”表示人的重心。图乙是根据传感器采集到的数据画出的力时间图象。两图中ag各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。取重力加速度g10 m/s2。根据图象分析可知()图1A人的重力为1 500 NBc点位置人处于超重状态Ce点位置人处于失重状态Dd点的加速度小于f点的加速度答案B11汽车在平直公路上做刹车试验，若从t0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图2所示，下列说法正确的是()图2At0时汽车的速度为10 m/sB刹车过程持续的时间为5 sC刹车过程经过3 s时汽车的位移为7.5 mD刹车过程汽车的加速度大小为10 m/s2解析由图象可得xv210，根据v2v2ax可得xv2，解得a5 m/s2，v010 m/s，选项A正确，选项D错误；汽车刹车过程的时间为t2 s，选项B错误；汽车经过2 s停止，因而经过3 s时汽车的位移为x10 m(要先判断在所给时间内，汽车是否已停止运动)，选项C错误。答案A12.如图3所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动。将一物块轻轻放在皮带左端，以v、a、x、F表示物块速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小。下列选项正确的是()图3答案AB13.甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，它们运动的加速度随时间变化图象如图4所示。关于两车的运动情况，下列说法正确的是()图4A在04 s内甲车做匀加速直线运动，乙车做加速度减小的加速直线运动B在02 s内两车间距逐渐增大，24 s内两车间距逐渐减小C在t2 s时甲车速度为3 m/s，乙车速度为4.5 m/sD在t4 s时甲车恰好追上乙车解析在04 s内，甲车做匀加速直线运动，而乙车做加速度逐渐减小的加速直线运动，选项A正确；在at图象中，图线与坐标轴围成的面积等于物体的速度变化，因两车的初速度为零，故面积的大小等于两车的速度大小，即t2 s时甲车速度为3 m/s，乙车速度为4.5 m/s，选项C正确；两车沿相同方向由静止开始运动，由at图象可知，4 s时两车的速度相等，此时两车的间距最大，选项B、D错误。答案AC14如图5甲所示，质量为m1 kg、带电荷量为q2103 C的小物块静置于绝缘水平面上，A点左侧上方存在方向水平向右的匀强电场，小物块运动的vt图象如图乙所示，取g10 m/s2，则下列说法正确的是()图5A小物块在03 s内的平均速度为 m/sB小物块与水平面间的动摩擦因数为0.4C匀强电场的电场强度为3 000 N/CD物块运动过程中电势能减少了12 J答案CD15.如图8所示，长L1.5m，高h0.45m，质量M10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v03.6m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F50N，并同时将一个质量m1kg的小球轻放在距木箱右端处的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面.木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计.取g10m/s2，求：图8(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；(2)小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；(3)小球离开木箱时木箱的速度.答案(1)0.3s(2)0.9m(3)2.8m/s，方向向左解析(1)木箱上表面的摩擦不计，因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态，离开木箱后将做自由落体运动.由hgt2，得ts0.3s小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间为0.3s. (3)x1小于1m，所以小球不会从木箱的左端掉下，木箱向左运动的加速度为a2m/s22.8m/s2设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱，则x2x1 (0.90.5) m1.4m设木箱向左运动的时间为t2，则：由x2a2t得：t2s1s。所以，小球离开木箱的瞬间，木箱的速度方向向左，大小为：v2a2t22.81m/s2.8 m/s.16.如图9甲所示，质量为m20kg的物体在大小恒定的水平外力作用下，冲上一足够长从右向左以恒定速度v010m/s传送物体的水平传送带，从物体冲上传送带开始计时，物体的速度时间图象如图乙所示，已知02 s内水平外力与物体运动方向相反，24 s内水平外力与物体运动方向相反，g取10 m/s2.求：甲乙图9(1)物体与传送带间的动摩擦因数；(2)04s内物体与传送带间的摩擦热Q.答案(1)0.3(2)2880J (2)02s内物体的对地位移x1t110m传送带的对地位移x1v0t120m此过程中物体与传送带间的摩擦热Q1Ff(x1x1)1800J24s内物体的对地位移x2t22m传送带的对地位移x2v0t220m此过程中物体与传送带间的摩擦热Q2Ff(x2x2)1080J04s内物体与传送带间的摩擦热QQ1Q22880J17.正方形木板水平放置在地面上，木板的中心静置一小滑块(可视为质点)，如图12所示为俯视图，为将木板从滑块下抽出，需要对木板施加一个作用线通过木板中心点的水平恒力F.已知木板边长L2m、质量M3kg，滑块质量m2kg，滑块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2，g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求：图12(1)要将木板抽出，水平恒力F需满足的条件；(2)当水平恒力F29N时，在木板抽出时滑块能获得的最大速率.答案(1)F20N(2)m/s (2)要使滑块获得的速度最大，则滑块在木板上相对滑动的距离最大，故应沿木板的对角线方向抽木板.设此时木板加速度为a1，则有：F(Mm)gmgMa1由：a1t2gt2Lvmaxgt联立解得：vmaxm/s18.如图7所示，质量均为m3 kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k100 N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a2 m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面间的动摩擦因数均为0.5，g10 m/s2。求：图7(1)物块A、B分离时，所加外力F的大小；(2)物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间。解析(1)物块A、B分离时，对B：Fmgma解得：F21 N答案(1)21 N(2)0.3 s19如图8甲所示，一根直杆AB与水平面成某一角度固定，在杆上套一个小物块，杆底端B处有一弹性挡板，杆与板面垂直，现将物块拉到A点静止释放，物块下滑与挡板第一次碰撞前后的vt图象如图乙所示，物块最终停止在B点。重力加速度g取10 m/s2，求：图8 (1)物块与杆之间的动摩擦因数； (2)物块滑过的总路程s。解析(1)由图象可知，物块下滑的加速度a14 m/s2，上滑时的加速度大小a28 m/s2，杆AB长L2 m，设直杆的倾角为，物块的质量为m，由牛顿第二定律得：mgsin mgcos ma1mgsin mgcos ma2代入数据得：0.25，sin 0.6，cos 0.8。(2)对物块整个过程分析，由动能定理得：mgLsin mgscos 0，代入数据得：s6 m答案(1)0.25(2)6 m20(如图9所示，在水平地面上建立x轴，有一个质量m1 kg的木块放在质量为M2 kg的长木板上，木板长L11.5 m。已知木板与地面间的动摩擦因数为10.1，木块与长木板之间的动摩擦因数为20.9(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。木块与长木板保持相对静止共同向右运动，已知木板的左端A点经过坐标原点O时的速度为v010 m/s，在坐标为x21 m处的P点处有一挡板，木板与挡板瞬间碰撞后立即以原速率反向弹回，而木块在此瞬间速度不变，若碰后立刻撤去挡板，g取10 m/s2，求：图9 (1)木板碰挡板时的速度大小v1；(2)碰后木板与木块刚好共速时的速度；(3)最终木板停止运动时A、P间的距离。解析(1)对