高考物理备考 百所名校组合卷系列专题3 牛顿运动定律 .doc

专题3 牛顿运动定律【试题1】如图1所示，物块m与车厢后壁间的动摩擦因数为，当该车水平向右加速运动时，m恰好沿车厢后壁匀速下滑，则车的加速度为()图1 agbgc. d.g【试题出处】【解析】设物块m与车厢后壁间的弹力大小为fn，物块的加速度大小为a，对物块由牛顿第二定律得fnma，竖直方向mgfn0，两式联立解得a，选项c对【答案】c【试题2】两物体a、b的质量关系是mamb，让它们从同一高度同时开始下落，运动中它们受到的阻力大小相等，则()a两物体的加速度不等，同时到达地面b两物体的加速度不等，a先到达地面c两物体的加速度相等，同时到达地面d两物体的加速度相等，a先到达地面【试题出处】【解析】根据牛顿第二定律得：ag，所以m越大，a越大，由xat2得，a越大时，t越小，故选b.【答案】b【试题3】如图2所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是()图2a小球的速度一直减小b小球的加速度先减小后增大c小球加速度的最大值一定大于重力加速度d在该过程的位移中点上小球的速度最大【试题4】搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为f时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2f时，物体的加速度为a2，则()aa1a2 ba1a22a1【试题出处】【解析】设总的阻力为f，第一次推时ffma1，式子两边同乘以2，得2f2fm2a1；第二次推时，2ffma2，比较两个式子可以看出a22a1，所以d正确【答案】d【试题5】一个静止的质点，在04 s时间内受到力f的作用，力的方向始终在同一直线上，力f随时间t的变化如图3所示，则质点在()图3a第2 s末速度改变方向b第2 s末位移改变方向c第4 s末回到原出发点d第4 s末运动速度为零【试题出处】【试题6】如图4所示，位于光滑固定斜面上的小物块p受到一水平向右的推力f的作用已知物块p沿斜面加速下滑现保持f的方向不变，使其减小，则加速度()图4a一定变小b一定变大c一定不变d可能变小，可能变大，也可能不变【试题出处】【解析】受力分析如图5所示：图5沿斜面方向由牛顿第二定律得：mgsinfcosma.若f减小，则a增大，所以选b.【答案】b【试题7】为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图6所示那么下列说法中正确的是()图6a顾客始终受到三个力的作用b顾客始终处于超重状态c顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下d顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下【试题出处】【解析】人加速运动时，受重力、支持力和水平向右的静摩擦力作用，扶梯对人的作用力指向右上方，人对扶梯的作用力指向左下方，当人匀速运动时，人只受重力和竖直向上的支持力，所以仅c项正确【答案】c【试题8】如图7所示，用平行斜面的恒力f拉着a、b两物体沿光滑斜面向上加速运动，如只把斜面倾角变大，则a、b间绳的拉力将()图7a变小 b不变c变大 d无法确定【试题出处】【解析】对整体有f(m1m2)gsin(m1m2)a，对a有ftm1gsinm1a.解得ft，与无关【答案】b【试题9】如图8所示，质量为10 kg的物体静止在平面直角坐标系xoy的坐标原点，某时刻只受到f1和f2的作用，且f110 n，f210 n，则物体的加速度(g取10 m/s2)()图8a方向沿y轴正方向b方向沿y轴负方向c大小等于1 m/s2d大小等于 m/s2【试题出处】【解析】fyf1f2cos450，fxf2sin4510 n，故f合fx.a1 m/s2，方向沿x轴正方向，故c正确【答案】c【试题10】如图9所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦现用水平力向右拉木板 ，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()图9a物块先向左运动，再向右运动b物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动c木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动d木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零【试题出处】【解析】物块相对于木板滑动，说明物块的加速度小于木板的加速度，撤掉拉力后木板向右的速度大于物块向右的速度，所以它们之间存在滑动摩擦力，使木块向右加速，木板向右减速，直至达到向右相同的速度，所以b、c正确【答案】bc【试题11】静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图14所示，则()图14a物体将做往复运动b2 s内的位移为零c2 s末物体的速度最大d3 s内，拉力做的功为零【试题出处】【试题12】如图15所示，小球b放在真空容器a内，球b的直径恰好等于正方体a的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是()图15a若不计空气阻力，上升过程中，a对b有向上的支持力b若考虑空气阻力，上升过程中，a对b的压力向下c若考虑空气阻力，下落过程中，b对a的压力向上d若不计空气阻力，下落过程中，b对a没有压力【试题出处】【解析】若不计空气阻力，a、b两物体的加速度均为g，故b和a均只受重力，a、b间无弹力，a错，d对若考虑阻力，上升过程中，a、b两物体的加速度均大于g，b受到a向下的压力，b正确在下落过程中，a、b的加速度均小于g，b受到a向上的支持力，c错【答案】bd【试题13】如图17甲所示，在粗糙水平面上，物体a在水平向右的外力f的作用下做直线运动，其速度时间图象如图17乙所示，下列判断正确的是()图17a在01 s内，外力f不断增大b在1 s3 s内，外力f的大小恒定c在3 s4 s内，外力f不断减小d在3 s4 s内，外力f的大小恒定【试题出处】【解析】在01 s内，物体做匀加速直线运动，外力f恒定，故a错在1 s3 s内，物体做匀速运动，外力f也恒定，b正确在3 s4 s内，物体做加速度增大的减速运动，所以外力f不断减小，c对d错【答案】bc【试题14】如图22所示，物体a放在斜面上，与斜面一起向右做匀加速运动，物体a受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是()图22a斜向右上方 b竖直向上c斜向右下方 d上述三种方向均不可能【试题出处】【解析】物体a受到竖直向下的重力g、支持力fn和摩擦力三个力的作用，它与斜面一起向右做匀加速运动，合力水平向右，由于重力没有水平方向的分力，支持力fn和摩擦力ff的合力f一定有水平方向的分力，f在竖直方向的分力与重力平衡，f向右斜上方，a正确【答案】a【试题15】如图23所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力f的判断中，正确的是()图23a小车静止时，fmgcos，方向沿杆向上b小车静止时，fmgcos，方向垂直杆向上c小车向右以加速度a运动时，一定有fd小车向左以加速度a运动时，有f，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为arctan【试题出处】【试题16】某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图11.长直木板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上在平板上标出a、b两点，b点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间图11实验步骤如下：用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；用直尺测量ab之间的距离s，a点到水平桌面的垂直距离h1，b点到水平桌面的垂直距离h2；将滑块从a点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；重复步骤数次，并求挡光时间的平均值；利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos；多次改变斜面的倾角，重复实验步骤，做出fcos关系曲线图12(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g)：斜面倾角的余弦cos_；滑块通过光电门时的速度v_；滑块运动时的加速度a_；滑块运动时所受到的摩擦阻力f_.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图12所示，读得d_.【试题出处】【解析】(1)由几何关系，有cos滑块通过光电门的速度v.物体从斜面上下滑做匀加速直线运动，由运动学，有s所以a根据牛顿第二定律，有mgsinfma所以fmgsinma又sin故fmgm(2)由图12知为3.62 cm【答案】(1)mgm(2)3.62 cm【试题17】在头脑奥林匹克竞赛中，有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目，要求制作一个装置，让鸡蛋从两层楼的高度落到地面而不被摔坏如果没有保护，鸡蛋最多只能从0.1 m的高度落到地面而不被摔坏有一位同学设计了如图13所示的一个装置来保护鸡蛋，用a、b两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，a夹板和b夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面4 m的高处落下，装置着地时间短且保持竖直不被弹起求：图13(1)如果鸡蛋不被摔坏，直接撞击地面速度最大不能超过多少？(保留3位有效数字)(2)如果使用该装置，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离至少为多少米？(小数点后面保留两位数字)(3)为保证该实验的成功，你认为在制作该装置时，应需注意些什么？或做些什么改进？【试题出处】【解析】(1)vm m/s1.41 m/s(2)2ffmgmaff5mga9gv m/s4 m/shmin m0.43 m(3)a、b夹板的选择应该注意选软硬适中的材料，这样既能提供足够的摩擦力而又不会把鸡蛋挤坏；鸡蛋下滑通道的下端可以垫一些海绵等材料【答案】(1)1.41 m/s(2)0.43 m(3)见解析【试题18】如图14所示，在某些紧急情况下，消防队员需从高7 m的金属管上从静止起迅速匀加速竖直滑下，为了安全，其着地速度不应大于6 m/s，设一消防队员总质量为60 kg，他与金属管之间的动摩擦因数为0.4，问他夹紧金属管至少应用多大的力？(g取10 m/s2)图14【试题出处】【试题19】如图15甲所示，一质量为m的物体，静止于动摩擦因数为的水平地面上，现用与水平面成角的力f拉物体，为使物体能沿水平地面做匀加速运动，求f的取值范围有一同学解答如下：设物体运动的加速度为a，由图15乙可知fcosfnma，fsinfnmg，要使物体做匀加速运动，应满足a0.图15由以上三式得f你认为这样的解答是否完整？若认为完整，请说明理由；若认为不完整，请作出完整的解答【试题出处】【解析】此解答不完整，还缺少限制性条件由fsinfnmg得fnmgfsin因为：fn0，所以：f还有fcosfnma即力f的取值范围应为f.【答案】f【试题20】如图16，质量m1 kg的物体沿倾角37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图17所示求： 图16图17 (1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)比例系数k.(sin370.6，cos370.8，g取10 m/s2)【试题出处】【解析】(1)v0，a04 m/s2mgsinmgcosma00.25(2)v5 m/s，a0mgsinnkvcos0nmgcoskvsinmg(sincos)kv(sincos)0k0.84 kg/s【答案】(1)0.25(2)0.84 kg/s【试题21】如图18所示，小车质量m为2.0 kg，与水平地面阻力忽略不计，物体质量m为0.5 kg，物体与小车间的动摩擦因数为0.3，则：图18(1)小车在外力作用下以1.2 m/s2的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？(2)欲使小车产生a3.5 m/s2的加速度，需给小车提供多大的水平推力？(3)若要使物体m脱离小车，则至少用多大的水平力推小车？(4)若小车长l1 m，静止小车在8.5 n水平推力作用下，物体由车的右端向左滑动，则滑离小车需多长时间？(物体m看作质点)【试题出处】【解析】(1)m与m间最大静摩擦力f1mg1.5 n，当m与m恰好相对滑动时的加速度为：f1mam，am m/s