【志鸿优化设计】高考物理大一轮复习 3.9 牛顿运动定律的应用 沪科版(1).doc

牛顿运动定律的应用(时间:45分钟满分:100分)课时规范练第15页一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列说法正确的是()a.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态b.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态c.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态d.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态解析:蹦床运动员在空中上升和下落过程中加速度向下,都处于失重状态,b对;体操运动员、举重运动员、游泳运动员处于静止状态,a、c、d错误。答案:b2.如图所示,物体b放在物体a上,a、b的上下表面均与斜面平行,当两者以相同的初速度沿光滑固定斜面c向上做匀减速运动时,则()a.a受到b的摩擦力沿斜面方向向上b.a受到b的摩擦力沿斜面方向向下c.a、b之间的摩擦力为零d.a、b之间是否存在摩擦力取决于a、b表面的性质解析:以a、b为整体,则由牛顿第二定律知,a、b的加速度均为gsin ,再隔离b进行受力分析并根据牛顿第二定律可知,a、b之间的摩擦力为零,a、b、d错,c对。答案:c3.在汽车中的悬线上挂一小球,实验表明,当汽车做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度,如图所示。若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物块,则关于汽车的运动情况和物块的受力情况正确的是()a.汽车一定向右做加速运动b.汽车一定向左做加速运动c.物块除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用d.物块除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用解析:由小球的受力情况可知,汽车的加速度水平向右且为a=gtan ,即汽车向右做加速运动或向左做减速运动,a、b错;因物块相对汽车静止,所以物块的加速度也水平向右,由牛顿第二定律知,其一定受到向右的摩擦力作用,即c对,d错。答案:c4.(2013陕西西安质检)一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是()a.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧b.木炭包的质量越大,径迹的长度越短c.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短d.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短解析:以木炭包为研究对象进行受力分析,刚开始时木炭包在滑动摩擦力f=mg的作用下做初速度为零的匀加速直线运动,直到其速度与传送带的速度相等,然后做匀速直线运动。设传送带的速度为v,木炭包的加速度a=g,则黑色径迹的长度s=,由此式可知,s与木炭包的质量无关,b错误;速度v越大,s越大,c错误;动摩擦因数越大,s越短,d正确;因为木炭包相对于传送带向左运动,黑色的径迹将出现在木炭包的右侧,a错误。答案:d5.(2013江西四市联考)如图所示为粮袋的传送装置,已知ab长度为l,传送带与水平方向的夹角为,工作时其运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为,正常工作时工人在a点将粮袋无初速度地放到运行中的传送带上,关于粮袋从a点到b点的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()a.粮袋到达b点的速度与v比较,可能大,也可能相等或者小b.粮袋开始运动时的加速度为g(sin -cos ),若l足够大,则以后将一定以速度v做匀速运动c.若tan ,则粮袋从a点到b点一定是一直做加速运动d.不论的大小如何,粮袋从a点到b点一直做匀加速运动,且agsin 解析:本题考查滑动摩擦力的计算和牛顿第二定律的应用。开始时,粮袋相对传送带向上运动,受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力作用,由牛顿第二定律可知,mgsin +n=ma,n=mgcos ,解得a=gsin +gcos ,故b错误;粮袋加速到与传送带速度相等时,若mgsin mgcos ,即当tan 时粮袋将做匀速运动,所以c、d错误。答案:a6.(2013山东泰安质检)在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中,克罗地亚选手弗拉希奇以2米04的成绩获得冠军。弗拉希奇身高约为1.93 m,忽略空气阻力,g取10 m/s2。则下列说法正确的是()a.弗拉希奇在下降过程中处于失重状态b.弗拉希奇起跳以后在上升过程中处于超重状态c.弗拉希奇起跳时地面对她的支持力大于她的重力d.弗拉希奇起跳时的初速度大约为3 m/s解析:运动员起跳后上升和下降过程的加速度均向下,均处于失重状态,a对,b错;起跳时地面对她的支持力大于重力,故能顺利起跳,c对;运动员起跳时重心大约在腰部,背越式过竿,重心上升高度可按1 m估算,则起跳时的初速度约为v=2 m/s4.5 m/s,d错。答案:ac7.(2013山东济南测试)如图所示,小球b放在真空容器a内,小球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,则()a.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没有压力解析:将容器以初速度v0竖直向上抛出后,若不计空气阻力,取整体为研究对象,由牛顿第二定律知加速度为g,隔离a,上升和下落过程中其合力等于重力,即b对a无压力,a对b也无支持力,a错,d对;若考虑空气阻力,取整体为研究对象,由牛顿第二定律知上升过程加速度大于g,再取b为研究对象,由牛顿第二定律可知b受到的合力大于重力,即b还受到a向下的压力,b对;下落过程整体加速度小于g,同样可判定a对b的支持力向上,b对a的压力向下,c错。答案:bd8.(2013浙江理综,19)如图所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10 m/s2。关于热气球,下列说法正确的是()a.所受浮力大小为4 830 nb.加速上升过程中所受空气阻力保持不变c.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sd.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 n解析:热气球刚开始加速上升时,速度为零,热气球所受阻力也为零,根据牛顿第二定律可得f-mg=ma,解得f=4 830 n,选项a正确;由于热气球加速上升过程中,速度逐渐增大,所受阻力也逐渐增大,加速度逐渐减小,当速度为5 m/s时,加速度为零,选项b错误;若热气球不受空气阻力,则根据v=at,可求得t=10 s,但空气阻力逐渐增大,加速度逐渐减小,故所用时间应大于10 s,选项c错误;当热气球匀速运动时,根据平衡条件可得f-mg-f=0可求得:f=230 n,选项d正确。答案:ad二、非选择题(本题共3小题,共52分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)9.(17分)(2013湖北汉口铁中一模)质量为40 kg的雪橇及运动员在倾角=37的斜面上向下滑动,如图甲所示,所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪橇运动的vt图象如图乙所示,且ab是曲线的切线,b点坐标为(4,15),cd是曲线的渐近线。试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数。解析:雪橇受力如图所示,沿斜面方向,由牛顿运动定律得:mgsin -fn-kv=ma,垂直斜面方向,由平衡条件得:fn=mgcos ,由图象得:a点,va=5 m/s,加速度aa=2.5 m/s2,最终雪橇匀速运动时最大速度vm=10 m/s,a=0,代入数据解得:=0.125,k=20 ns/m。答案:k=20 ns/m=0.12510.(17分)(2013湖北宜昌调研)如图所示,质量为m=1 kg,长为l=0.5 m的木板a上放置质量为m=0.5 kg的物体b,a平放在光滑桌面上,b位于a中点处,b与a之间的动摩擦因数为=0.1,b与a间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(b可看作质点,重力加速度g取10 m/s2)。求:(1)要用多大力拉a,才能使a从b下方抽出?(2)当拉力为3.5 n时,经过多长时间a从b下抽出?解析:(1)当拉力较小时,a和b可以相对静止一起向右做加速运动,此时a、b之间是静摩擦,对整体有:f=(m+m)a,而隔离b有:f=ma当静摩擦力达到最大静摩擦力时,是两者将发生相对滑动的临界状态,令f=mg联立得f=1.5 n,则要用大于1.5 n的力拉a,才能使a从b下方抽出。(2)当拉力为3.5 n时,对a由牛顿第二定律有f-mg=maa,aa=3 m/s2b的加速度为ab=g=1 m/s2设经过时间t,a从b下抽出,则根据几何关系得:aat2-abt2=。联立解得t=0.5 s。答案:(1)1.5 n(2)0.5 s11.(18分)(2013江苏南京模拟)如图所示,在倾角=30的光滑斜面上,并排放着质量分别为ma=10 kg和mb=2 kg的a、b两物块。一劲度系数k=400 n/m的轻弹簧一端与b相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态。现对a施加一沿斜面向上的力f,使a沿斜面向上做匀加速运动。已知力f在前0.2 s内为变力,0.2 s后为恒力,取g=10 m/s2。求力f的最大值和最小值。解析:因为在t=0.2 s内f是变力,在t=0.2 s以后f是恒力,所以在t=0.2 s时,a与b开始分离,此时a与b间的作用力n为零。设在00.2 s时间内a与b沿斜面向上运动的距离为