专题09 牛顿运动定律与图象.doc

1. （2013山东省名校质检）一辆质量为m的汽车在发动机牵引力F的作用下，沿水平方向运动。在t0时刻关闭发动机，其运动的v-t图象如图所示。已知汽车行驶过程中所受的阻力是汽车重量的k倍，则（ ）A.加速过程与减速过程的平均速度比为12B.加速过程与减速过程的位移大小之比为12C.汽车牵引力F与所受阻力大小比为31D.汽车牵引力F做的功为2（2013年2月28日湖北武汉调研）如图1所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。已知重力加速度g=10 m/s2，由图线可知（ ）A甲的质量mA=2kg B甲的质量mA=6kgC甲、乙间的动摩擦因数=0.2D甲、乙间的动摩擦因数=0.6 3（2013上海八校联考）某物体质量为1kg，受水平拉力作用沿水平粗糙地面做直线运动，其速度图像如图所示，根据图像可知物体 （ ）（A）受的拉力总是大于摩擦力（B）在第3s内受的拉力为1N（C）在第1s 内受的拉力大于2N（D）在第2s内受的拉力为零4（2013山东省烟台市期末）某马戏团演员做滑杆表演已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200N在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小已知演员在滑杆上做完动作之后，先在杆上静止了0.5s，然后沿杆下滑，3.5s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零整个过程中演员的vt图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g取10ms2则下述说法正确的是A演员的体重为600NB演员在第1s内一直处于超重状态C滑杆所受的最小拉力为620ND滑杆所受的最大拉力为900N5. （2013山东济南测试）受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其v-t图线如图所示，则 ( )A 在0-t1秒内，外力F大小不断增大B 在t1时刻，外力F为零C在t1-t2秒内，外力F大小可能不断减小D在t1-t2秒内，外力F大小可能先减小后增大【答案】CD【解析】在0t1时间内，斜率逐渐减小，加速度减小，速度增加的慢了，说明外力F大小不断减小，但仍然大于摩擦力，故A错误在t1时刻斜率为零，即加速度为零，说明外力等于摩擦力，故B错误在t1t2时间内，反方向的加速度逐渐增大，说明向后的合力一直增大，可能是F一直减小，也可能是F减小到零后反向增加，故C、D均有可能6（2013江苏盐城明达中学测试）一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），而在这一过程中其余各力均不变。那么，图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是 7（2013江苏阜宁中学月考）如图所示，轻弹簧竖直放置在水平面上，其上放置质量为2 kg的物体A，A处于静止状态。现将质量为3 kg的物体B轻放在A上，则B与A刚要一起运动的瞬间，B对A的压力大小为（取g=10 ms2）（ ）A30 N B18 N C12 N DO答案：C解析：在B与A刚要一起运动的瞬间，隔离BA分析受力，重力(mA+mB)g，向上弹力F= mAg，由牛顿第二定律，(mA+mB)g-F=(mA+mB)a，解得a=0.6g。隔离A分析受力，设B对A的压力大小为F， 由牛顿第二定律，F-mAg- F=mAa，解得F=12 N，选项C正确。8（2013山东济南期中检测）某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是（ ）9（2013山东师大附中质检）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度g=10ms2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为A BC D【答案】C10（2013山东济南外国语学校测试）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如甲图所示；物块的运动速度v与时间t的关系如乙图所示，6s后的速度图象没有画出，g取10m/s2。下列说法不正确的是（ ） F/Nt/s3699O36甲t/sv/（ms-1）3O6936乙A滑动时受的摩擦力大小是3NB物块的质量为1.5kgC物块在69s内的加速度大小是2m/s2D物块前6s内的平均速度大小是4.5m/s11（2013山东省邹城市联考）如图甲所示，在升降机的顶部安装了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，若升降机在匀速运行过程中突然停止,并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则 A升降机停止前在向上运动 BOtl时间内小球处于失重状态，t1t2时间内小球处于超重状态 C tlt3时间内小球向下运动，动能先增大后减小 Dt3t4时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量Bv/ms-1t/s2460412（2013北京四中期中）杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑。若竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零。已知有一传感器记录了竿上演员下滑时的速度随时间变化的情况。竿上演员质量为m1=40kg，长竹竿质量m2=10kg，g =l0 m/s2。（1）求下滑过程中，竿上演员克服摩擦力做的功； （2）求下滑过程中，竿上演员受到的摩擦力；（3）请画出地面上的演员肩部承受的压力随时间变化的图像，不用写计算过程，但要标出相关数据。12【命题意图】此题考查牛顿第二定律、第三定律、动能定理、图象等。 解析：（1）根据v-t图象，下滑过程中位移h=461/2m=12m，由动能定理，m1gh-Wf=0，13（10分）（2013北京海淀期中）图15甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图15乙所示。取g= 10m/s2，根据F-t图象求：（1）运动员的质量；（2）运动员在运动过程中的最大加速度； （3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度。13（10分）14.（10分）（2013山东寿光市质检）如图甲所示，质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时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.取重力加速度为g=10m/s2.求：（1）力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数.（2）10s末物体离a点的距离.15（15分）（2013江苏苏南四校联考）低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而变大，而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限，导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短，所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的vt图象如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s，10s末拉开绳索开启降落伞，16.2s时安全落地，并稳稳地站立在地面上。g取10m/s2，请根据此图象估算：（1）起跳后2s内运动员（包括其随身携带的全部装备）所受平均阻力的大小。（2）运动员从脚触地到最后速度减为0的过程中，若不计伞的质量及此过程中的空气阻力，则运动员所需承受地面的平均冲击力多大。 （3）开伞前空气阻力对跳伞运动员（包括其随身携带的全部装备）所做的功（结果保留两位有效数字）。解析：（1）由v-t图可知，起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速运动，其加速度a=v1/t1=9.0m/s2（1分）设运动员所受平均阻力为f，根据牛顿第二定律有 m总g-f=m总a（1分）说明：此步得出-1.6105J-1.9105J均可得分，若没有写“-”扣1分。16（12分）（2013北京市东城区联考）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图像如图18所示，g取10m/s2求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数；（2）水平推力F的大小；（3）010s内物体运动位移的大小。表达式3分，结果1分法二：根据v-t图像围成的面积，得 pdwulicyhOv/ms-1t/ s2460.10.20.30.40.517（12分）（2013上海八校联考）一质量m0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30足够长的斜面，某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的vt图。求：（g取10m/s2）（1）滑块冲上斜面过程中的加速度大小；（2）滑块与斜面间的动摩擦因数；（3）判断滑块最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端时的动能；若不能返回，求出滑块停在什么位置。18. (15分）（2013四川省自贡市二诊）一同学想研究电梯上升过程 的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一 个质量为5 kg的重物和一套便携式DIS实 验系统，重物悬挂在力传感器上.电梯从第一 层开始启动，中间不间断一直到最高层停止. 在这个过程中，显示器上显示出的力随时间 变化的关系如图所示.取重力加速度g=1O m/s2根据图象中的数据，求：(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小；(2 电梯在3.0-13.0s时段内的速度v1的大小与电梯在19.0s内上升的髙度H。 19（10分）(2013北京朝阳期中)质量m=1.0kg的物块静置于粗糙水平面上，水平面与物块的动摩擦因数=0.4。现给物块施加一水平向右的推力F，推力作用于物块的时间为10s，物块在推力作用下运动，其加速度a随时间的变化如图（a）所示。g取10m/s2。（1）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由vt图像求位移的方法请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图所示at图像，求物块10s末的速度大小；（2）在图（b）中画出10s内推力随时间变化的Ft图线，并标出纵坐标的值；（3）求推力F在10s内作用于物块