浙江省高考物理一轮复习 专练14 力和直线运动.doc

1 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f 10 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m 2 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m 1 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m 2 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v t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 2 5 如图 5 所示 质量为m 3 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t 2 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 2015 2016 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f 10 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 37 0 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 2015 2016 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m 1 kg 动 力系统能提供的最大升力f 16 n 无人机上升过程中最大速度v 6 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h 30 m 的高空所需的最短时间 8 2015 2016 台州市六校高二期末 如图 8 所示 质量为m 5 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 37 0 6 cos 37 0 8 3 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 11 40 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 2016 3 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 g 10 m s2 求 sin 37 0 6 cos 37 0 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 4 3 人在水平面上滑行的距离x 5 答案精析答案精析 1 18 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 fx fcos 30 fy fsin 30 由牛顿第二定律可得 水平方向 fcos ff ma 竖直方向 fn mg fsin 又ff fn 联立 可得a 3 6 m s2 fcos mg fsin m 又由v at可得v 18 m s 由x at2可得x 45 m 1 2 2 3 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 ax a 物体在y轴方向上加速度为 0 则ay 0 由牛顿第二定律得mgsin ff ma fn mgcos 0 又ff fn 所以a g sin mgsin mgcos m cos 代入数据解得a 0 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v2 v 2ax得v 2 02ax2 0 67 10 m s 3 66 m s 由v v0 at得t s 5 46 s v a 3 66 0 67 3 1 5 n 解析 由题意可知 滑块滑行的加速度a m s2 3 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 ff ma 解得ff 1 5 n 6 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v t图象得a1 2 m s2 根据牛顿第二定律 有f mg ma1 设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2 则由v t图象得a2 1 m s2 根据牛顿第二定律 有f mg ma2 联立 解得f 3 n 0 05 2 设 10 s 末物体离a点的距离为d d应为v t图线与横轴所围的面积 则d 8 4 2 m m 2 m 负号表示物体在a点左侧 6 6 2 5 36 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 x at2 1 2 得a m s2 2 m s2 2x t2 2 4 22 由牛顿第二定律得 f mgsin mgcos ma 解得f 36 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 37 ff ma 物体在竖直方向上所受合力为零 即 fn mg fsin 37 0 滑动摩擦力为ff fn 联立解得物体产生的加速度为a 0 75 m s2 2 由速度公式v v0 at可得v 3 m s 7 3 由位移公式x at2得物体在 4 s 内的位移为x1 6 m 撤去推力仅有摩擦力提供加速度 1 2 ff fn ma 由fn mg可得a g 2 5 m s2 由 2a x2 v2可得x2 1 8 m 则x x1 x2 7 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a 2 m s2 2 由牛顿第二定律得 f mg ff ma 得ff 4 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t1 3 s 则 h1 at 9 m 1 22 1 匀速直线运动阶段有t2 3 5 s 联立可得t t1 t2 6 5 s h h1 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 f ff mgsin 解得ff 20 n 2 垂直于斜面方向fn mgcos 又ff fn 解得 0 5 3 撤去力f后 设滑块的加速度大小为a 则 mgsin ff ma 得a 10 m s2 撤去力f后滑块向上运动的最长时间为tmax 0 6 s 故撤去力f 再经 0 6 s 时滑块的 v0 a 速度为 0 8 9 1 2 2 gx 2 gx g 2 gx 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 mg ma1 v2 2a1x 得v 2 gx 2 设在水平路面上运动时间为t1 据运动学公式有x vt1 1 2 得t1 2 gx g 设在斜坡上运动加速度为a2 时间为t2 mgsin mgcos ma2 得a2 gsin gcos 由v a2t2得t2 2 gx gsin gcos 则总时间t t1 t2 2 gx g 2 gx 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 ff fn mgcos 解得 0 5 ff mgcos 240 6