【创新设计】（浙江专用）高考物理二轮复习 专题提升训练 第2讲 直线运动规律及牛顿运动定律的应用(1).doc

第2讲直线运动规律及牛顿运动定律的应用一、单项选择题1(2013广东卷，13)某航母跑道长200 m，飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2，起飞需要的最低速度为50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为()a5 m/s b10 m/s c15 m/s d20 m/s解析由vv2as得：v0 m/s10 m/s.答案b2(2013重庆卷，4)图1214为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图象分别对应图1215中的() 图1214 图1215a、和 b、和c、和 d、和解析由题意知，小球对斜面的压力fnmgcos ，随增大，fn逐渐变小直至为零，y1cos ，对应；小球的加速度agsin ，y2sin ，最大为1，对应.重力加速度为g不变，y31，对应.所以选项b正确答案b3某实验小组为了测量两种纸之间的动摩擦因数，他先将一张纸贴在一平板上，另一张纸贴在另一木块下表面，并在木块上装如图1216a所示的支架abc，其中bc与木块下表面平行，支架上固定一个量角器，在量角器圆心处固定一根细线，线下系一小球现将平板倾斜放置，如图b所示，将木块支架放在平板上，让其加速下滑，稳定时小球连线与ob的夹角为，则两纸之间的动摩擦因数为 ()图1216asin bcos ctan dcot 解析以小球为研究对象，设小球的质量为m，平板的倾角为，线的拉力为t，由牛顿第二定律得mgsin tcos ma，mgcos tsin .联立解得agsin gcos cot ，以装置(木块支架)整体为研究对象，由牛顿第二定律得gsin gcos a.又因小球的加速度与装置(木块支架)整体的加速度大小相等，所以cot .答案d4一辆汽车正以v030 m/s的速度在平直路面上行驶，驾驶员突然发现正前方约50 m处有一个障碍物，立即以大小为8 m/s2的加速度刹车甲、乙、丙、丁四位同学根据已知条件进行了有关问题的讨论你认为下列说法正确的是()a甲同学认为汽车经过2 s已撞上障碍物，理由是在2 s时间内汽车通过的位移xv0tat2302 m84 m76 m50 mb乙同学也认为经过2 s汽车已撞上障碍物，理由是在2 s时间内汽车通过的位移x m56.25 m50 mc丙同学认为汽车经过2 s不会撞上障碍物d丁同学认为条件不足，无法判断解析甲把加速度a代入正值，乙认为2 s末车的速度为零，a、b错误车停止时间t s3.75 s2 s，所以2 s时间内汽车通过的位移xv0tat2302 m84 m44 m50 m，因此2 s内车不会撞上障碍物，c正确，d错误答案c5(2013安徽卷，14)如图1217所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力t和斜面的支持力fn分别为(重力加速度为g) ()图1217atm(gsin acos )fnm(gcos asin)btm(gcos asin )fnm(gsin acos )ctm(acos gsin )fnm(gcos asin )dtm(asin gcos )fnm(gsin acos )解析小球受力如图所示，由牛顿第二定律得水平方向：tcos fnsin ma竖直方向：tsin fncos mg解以上两式得tm(gsin acos )fnm(gcos asin )所以正确选项为a.答案a二、多项选择题6一频闪仪每隔0.04秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置如图1218是小球从a点运动到b点的频闪照片示意图由图可以判断，小球在此运动过程中 ()图1218a速度越来越小b速度越来越大c受到的合力为零d受到合力的方向由b点指向a点解析频闪照片中相邻闪光时刻对应位置之间用的时间相同，而相邻间距越来越小，故小球的速度越来越小，a对，b错；由小球的速度越来越小，可知小球的加速度(合力)方向由b点指向a点，即c错，d对答案ad7(2013大纲卷，19)将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2 s，它们运动的vt图象分别如直线甲、乙所示则()图1219at2 s时，两球高度相差一定为40 mbt4 s时，两球相对于各自抛出点的位移相等c两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等d甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等解析运动过程与vt图象相结合甲、乙两小球抛出后均做竖直上抛运动，只是乙的运动滞后2 s因初始位置高度不同，所以无法确定t2 s时两小球的高度差，选项a错误；vt图象中位移的大小等于图线与t轴所围的面积，从图象中可以看出t4 s时两球相对于各自抛出点的位移相等，选项b正确；同时因抛出速度相同，所以从抛出至达到最高点的时间相同，从vt图象知，该时间间隔均为3 s，选项d正确；因两球抛出时高度不同且高度差不确定，运动时间就不确定，选项c错误答案bd8静止在光滑水平面上的物体，在如图1220所示的水平力f作用下朝某一方向运动，且图中有t1t0，t22t0，t33t0，则与ft图象相对应的vt图象和at图象分别是 ()图1220解析设物体质量为m，在0t1时间内，加速度af0/m，物体做初速度为零的匀加速直线运动，在t1t0时刻，速度v0at0f0t0/m，所以这段时间对应的vt图象是经过原点的倾斜线段，对应的at图象是平行于时间轴的水平线段；在t1t2时间内，合外力f0，加速度a0，物体以速度v0做匀速直线运动，所以这段时间对应的vt图象是平行于时间轴的水平线段，对应的at图象与时间轴重合；同理，可分析出在t2t3时间内的vt图象和at图象由以上分析可知选项a、c正确答案ac9如图1221所示，是某同学站在力传感器上，做下蹲起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为牛顿)，横坐标为时间由图线可知，该同学的体重约为650 n，除此以外，还可以得到的信息有 ()图1221a该同学做了两次下蹲起立的动作b该同学做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约2 s起立c下蹲过程中人处于失重状态d下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态解析根据图象可以看出力一开始的一个变化是先小后大，对应状态是先失重后超重，即先有向下加速度，再有向上加速度，可以判断有一个下蹲动作，约2 s后力先大后小，则先有向上加速度，再有向下加速度，可以判断有一个起立动作，故整个过程只有一次下蹲起立动作，选项a错误，b正确；由于下蹲过程先失重后超重，故选项c错误，d正确答案bd三、非选择题10(2013四川卷，9)近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全如图1222乙所示，停车线ab与前方斑马线边界cd间的距离为23 m质量8 t、车长7 m的卡车以54 km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线ab，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯甲乙图1222(1)若此时前方c处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3104 n求卡车的制动距离；(2)若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界cd.为确保行人安全，d处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？解析此题运用动能定理解答较简单，也可根据卡车刹车做匀减速直线运动，应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题已知卡车质量m8 t8103 kg、初速度v054 km/h15 m/s(1)设卡车减速的加速度为a，由牛顿第二定律得：fma由运动学公式得：v2as1，联立式，代入数据解得s130 m(2)已知车长l7 m，ab与cd的距离为s023 m设卡车驶过的距离为s2，d处人行横道信号灯至少需要经过时间t后变灯，有s2s0ls2v0t联立式，代入数据解得t2 s.答案(1)30 m(2)2 s11(2013山东卷，22)如图1223所示，一质量m0.4 kg的小物块，以v02 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力f作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t2 s的时间物块由a点运动到b点，a、b之间的距离l10 m已知斜面倾角30，物块与斜面之间的动摩擦因数.重力加速度g取10 m/s2.图1223 (1)求物块加速度的大小及到达b点时速度的大小(2)拉力f与斜面夹角多大时，拉力f最小？拉力f的最小值是多少？解析(1)设物块加速度的大小为a，到达b点时速度的大小为v，由运动学公式得lv0tat2vv0at联立式，代入数据得a3 m/s2v8 m/s(2)设物块所受支持力为fn，所受摩擦力为ff，拉力与斜面间的夹角为，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得fcos mgsin ffmafsin fnmgcos 0又fffn联立式得f由数学知识得cos sin sin(60)由式可知对应f最小的夹角30联立式，代入数据得f的最小值为fminn答案见解析12(2013杭州二次质检，24)风洞实验室在航空航天飞行器的研究中发挥着重要的作用，用它可以分析、研究影响飞行器飞行速度的各种因素风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况现将一套有木球的细折杆abc固定在风洞实验室中，球的质量为m，重力加速度为g，球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正比，比例系数为k，设ab、bc的交接处b点用一段小圆弧平滑连接(即认为小球过b点的瞬间速度大小不会突然变化)，如图1224所示实验时，先在无风的情况下让小球从斜杆上h高处由静止释放，小球最后滑到水平面上的c点停下，测得ac两点间水平距离为l；接着调节合适的风速大小，再将小球从杆的上端同一位置由静止释放，小球最后停在水平面上的d点，测得ad两点间水平距离为，如果小球在运动过程中始终受到恒定的水平风力的作用，试求：图1224(1)比例系数k值的大小；(2)水平风力f多大？(3)若斜面的倾角为已知值，要使小球在杆上保持静止状态，水平风力f必须满足什么条件？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)解析(1)因为球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正比，设比例系数为k，并设ab间的水平距离为x，斜面的倾角为，无风时，小球从a点到c