高考物理二轮复习 专题02 牛顿运动定律与直线运动押题专练.doc

专题02 牛顿运动定律与直线运动1如图为一质点做直线运动的vt图象，下列说法正确的是()a在18 s22 s时间内，质点的位移为24 mb18 s时质点速度反向c整个过程中，e点处质点离出发点最远d整个过程中，ce段的加速度最大2如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体a、b质量之比为21，a、b间用弹簧相连并放在光滑桌面上，b通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，a、b的加速度大小分别为()aa、0 ba、aca、2a d0、2a解析：选c.令物体b的质量为m，剪断轻绳前，弹簧弹力大小为f，绳子拉力大小为t，将a、b及弹簧看作整体，则有t3ma；隔离物体a为研究对象，则有f2ma.剪断轻绳后，绳中拉力消失，弹簧弹力不变，所以物体a受力不变，加速度大小仍为a，而物体b所受合力为fmab，即ab2a.3a、b两点相距8 m，一质点由a向b做直线运动，质点在a点的速度为va，质点速度的二次方v2与位移x之间的关系图象如图所示，则由图象可知()a质点做变加速运动，其加速度不断增大b质点做匀加速运动，其加速度大小为4.0 m/s2c质点由a到b所经历的时间为2.0 sd质点由a到b所经历的时间为8.0 s4如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球p.横杆右边用一根细线吊一相同的小球q.当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为.已知，则下列说法正确的是()a小车一定向右做匀加速运动b轻杆对小球p的弹力沿轻杆方向c小球p受到的合力大小为mgtan d小球q受到的合力大小为mgtan 解析：选d.小车的加速度向右，但是速度方向不一定向右，故a错误；比较p、q两小球的受力情况，可知合外力均为mgtan ，因为，所以轻杆对小球p的力一定不沿杆，故b、c错误，d正确5光滑水平地面上有两个叠放在一起的斜面体a、b，两斜面体形状大小完全相同，质量分别为m、m.如图甲、乙所示，对上面或下面的斜面体施加水平方向的恒力f1、f2均可使两斜面体相对静止地做匀加速直线运动，已知两斜面体间的摩擦力为零，则f1与f2之比为()amm bmmcm(mm) dm(mm)解析：选a.f1作用于a时，设a和b之间的弹力为n，对a有：ncos mg，对b有：nsin ma，对a和b组成的整体有：f1(mm)agtan ；f2作用于a时，对b有：mgtan ma，对a和b组成的整体有：f2(mm)a(mm)gtan ，.6如图所示，足够长的木板b放置在水平地面上，大小可忽略的铁块a静止放在木板b的最左端从t0时刻起对a施加一个水平向右的力f，且力f的大小随时间t成正比增加，已知铁块a的加速度aa随时间t变化的图象如图乙所示，则木板b的加速度大小ab随时间t的abt图象是下列图中的()7(多选)美国大众科学杂志报道，中国首艘国产航母预计在2019年服役假设航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，已知某型号的舰载飞机质量为m103 kg，在跑道上加速时产生的最大动力为f7103 n，所受阻力为重力的0.2倍，当飞机的速度大小达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞g取10 m/s2，设航空母舰甲板长为160 m，则下列说法中正确的是()a飞机在跑道上加速时所受阻力大小为103 nb飞机在跑道上加速时的最大加速度大小为4 m/s2c若航空母舰处于静止状态，弹射系统必须使飞机至少具有大小为30 m/s的初速度d若航空母舰上不装弹射系统，为使飞机仍能在此舰上正常起飞，航空母舰沿飞机起飞方向的速度大小至少应为10 m/s解析：选cd.飞机在跑道上加速时所受阻力fkmg0.210310 n2103 n，选项a错误由牛顿第二定律得ffma，解得a5 m/s2，选项b错误设弹射系统必须使飞机具有的初速度大小为v0，由匀变速直线运动规律得v2v2ax，代入数据解得v030 m/s，选项c正确若航空母舰上不装弹射系统，设飞机起飞所用的时间为t，航空母舰的最小速度为v1，则飞机相对地面的速度vv1at，飞机相对航母的位移大小xat2，代入数据联立解得v110 m/s，选项d正确8如图甲所示，在某部电梯的顶部安装一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球若该电梯在竖直方向行驶时突然停止，传感器显示弹簧弹力大小f随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则()a电梯突然停止前可能在加速上升b电梯停止后小球向下运动，加速度小于gc电梯停止后小球向上运动，加速度小于gd0t1时间内小球处于失重状态，t1t2时间内小球处于超重状态9(多选)如图所示，长为l6 m、质量为m10 kg的木板放在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，一个质量为m50 kg的人从木板的左端开始向右加速跑动，从人开始跑到人离开木板的过程中，以下vt图象可能正确的是(g取10 m/s2，a为人的vt图象，b为木板的vt图象)()10.放在足够长的木板上的物体a和b由同种材料制成，且表面粗糙程度一样，现随长木板以速度v向右做匀速直线运动，如图5所示.某时刻木板突然停止运动，已知mamb，下列说法正确的是()图5a.若木板光滑，由于a的惯性较大，所以a、b一定会相撞b.若木板粗糙，由于a的动能较大，所以a、b一定会相撞c.若木板粗糙，由于a所受的摩擦力较大，所以a比b先停下来d.无论木板是否光滑，a、b间的相对距离保持不变答案d解析若木板光滑，a、b在水平面上不受力，由于物体具有惯性，则a、b将以原来的速度做匀速直线运动，保持相对静止；若木板粗糙，尽管两物体的质量不同，所受的摩擦力大小不同，但其加速度为ag，与质量无关，故两物体将有相同的加速度，任意时刻有相同的速度.保持相对静止.故d正确，a、b、c错误.11.动车组是由几节自带动力的车辆(动车)和几节不带动力的车辆(拖车)编在一起组成的，如图1所示.一工作人员站在车外进行观测，发现某动车组连续两节经过他的时间依次为5 s和4 s，若动车组可看成做匀变速直线运动，每节车厢的长度为30 m，则该动车组的加速度约为()图1a.0.17 m/s2 b.0.30 m/s2c.0.33 m/s2 d.0.38 m/s2答案c解析由匀变速运动的位移公式，xv0tat2对两节车厢有60v0(54)a(54)2对第一节车厢，30v05a52联立解得a0.33 m/s2，故选项c正确.12.近来，“中国式过马路”成为人们热议的话题.行人过马路时必须遵守交通规则，而红绿灯的时间设置也必须考虑到行人的安全.假设行人过马路时看到红灯转绿灯时反应时间为0.2 s，设行人先做匀加速运动，经过1 s速度达到了最大值1.5 m/s，然后以这一速度匀速通过马路，已知马路的宽度为40 m，行人沿直线垂直马路在斑马线上行走，则根据以上数据计算出该路口的行人绿灯设置的最短时间为()a.10 s b.20 s c.28 s d.40 s答案c13.(多选)如图3所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为30.现有两质量相同的小物块a、b从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.6，下列说法正确的是()图3a.下滑相同距离内物块a、b机械能的变化一定不相同b.下滑相同时间内物块a、b机械能的变化一定相同c.物块a、b一定不能同时到达传送带底端d.物块a、b在传送带上的划痕长度相同答案ac14.(多选)如图4所示，一水平传送带以v0的速度顺时针传送，其右端与一倾角为的光滑斜面平滑相连，一个可视为质点的物块轻放在传送带最左端，已知物块的质量为m，若物块经传送带与斜面的连接处无能量损失，则()图4a.物块在第一次冲上斜面前，一定一直做加速运动b.物块不可能从传送带的左端滑落c.物块不可能回到出发点d.物块的最大机械能不可能大于mv答案bd解析设传送带的长度为l，物块运动的过程中，物块匀加速运动的位移：x，若xl，则物块在第一次冲上斜面前，一定一直做加速运动；若xl，则物块先加速后匀速.故a错误；若物块在传送带上一直做加速运动，则返回的过程中物块一直做减速运动，由于两个运动的加速度的大小是相等的，可知物块将能够恰好返回出发点，但不可能从传送带的左端滑落.故b正确，c错误；物块在传送带上运动的过程中，传送带的摩擦力对物块做功，所以物块的速度不可能大于v0，物块在斜面上运动的过程中只有重力做功，机械能不增加.所以滑块的最大机械能不可能大于mv.故d正确.故选b、d.15. 2015年12月10日，百度宣布，其无人驾驶汽车已完成国内首次城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶.(1)如图6所示，无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方80 m范围内车辆和行人的“气息”.若无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度为3.6 m/s2，为不撞上前方静止的障碍物，汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？图6(2)若一辆有人驾驶的汽车在该无人驾驶汽车后30 m处，两车都以20 m/s的速度行驶，当前方无人驾驶汽车以3.6 m/s2的加速度刹车1.4 s后，后方汽车驾驶员立即以5. 0 m/s2的加速度刹车.试通过计算判断两车在运动过程中是否会发生追尾事故？答案(1)24 m/s(2)不会解析(1)对无人驾驶汽车，由运动学公式有2ax0v代入数据解得v024 m/s(2)设有人驾驶汽车刹车后经过t2时间与无人驾驶汽车的速度相同，此时的速度为v该过程无人驾驶汽车刹车时间为t2t1，其中t11.4 s对无人驾驶汽车vv0a(t2t1)对有人驾驶汽车vv0at2联立式得t23.6 s，v2 m/s又x无(t2t1)x有t2v0t1xx有x无联立，代入数据解得x12.6 m30 m，即两车不会相撞.16.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图7甲所示.他使木块以初速度v04 m/s的速度沿倾角30的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示.g取10 m/s2.求：图7(1)上滑过程中的加速度的大小a1；(2)木块与斜面间的动摩擦因数；(3)木块回到出发点时的速度大小v.答案(1)8 m/s2(2)0.35(3)2 m/s解析(1)由题图乙可知，木块经0.5 s滑至最高点，由加速度定义式a有：上滑过程中加速度的大小：a1 m/s28 m/s2(2)上滑过程中木块沿斜面向下受重力的分力、摩擦力作用，由牛顿第二定律fma得上滑过程中有：mgsin mgcos ma1代入数据得：0.35.17.如图8所示，质量m1 kg的物块a放在质量m4 kg木板b的左端，起初a、b静止在水平地面上.现用一水平向左的力f作用在木板b上，已知a、b之间的动摩擦因数为10.4，地面与b之间的动摩擦因数为20.1，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2.求：图8(1)能使a、b发生相对滑动的f的最小值；(2)若f30 n，作用1 s后撤去，要想a不从b上滑落，则木板至少多长；从开始到a、b均静止，a的总位移是多少.答案(1)25 n(2)0.75 m14.4 m解析(1)对于a，最大加速度由a、b间的最大静摩擦力决定，即1mgmam，am4 m/s2对a、b整体，fmin2(mm)g(mm)am得fmin25 n共同速度v3v1a1t24.8 m/s从开始到a、b相对静止时，a、b的相对位移即为木板最短的长度llxbxaa1(t1t2)20.75 ma、b速度相等后共同在水平面上匀减速运动，加速度a32g1 m/s2从v3至最终静止位移为x11.52 m所以a的总位移为xa总xax14.4 m.18奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小；(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示若该运动员和所带装备的总质量m100 kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)解析：根据自由落体运动的规律和平衡条件解题(1)设该运动员从开始自由下落至1.5 km高度处的时间为t，下落距离为s，在1.5 km高度处的速度大小为v.根据运动学公式有vgtsgt2根据题意有s3.9104 m1.5103 m3.75104 m联立式得t87 sv8.7102 m/s答案：(1)87 s8.7102 m/s(2)0.008 kg/m19雾霾天气会对行车安全造成很大的影响，因此在行车时司机应打开汽车的前雾灯和尾部双闪灯，以保证行车安全若在某平直公路上，有一货车正以v19 m/s的速度匀速行驶，其后方有一小轿车正以v224 m/s的速度匀速行驶由于雾霾的影响，小轿车司机只有到达距离货车d35 m的地方才能看到该货车尾部双闪灯发出的光，若此时小轿车司机立即刹车做匀减速直线运动，则小轿车要经过x96 m才能停下来两车在运动过程中可视为质点(1)若小轿车司机刹车时，前方的货车仍以原速度向前匀速行驶，试通过计算分析两车是否会相撞(2)若小轿车