2012届高考复习 第1讲 牛顿运动定律的综合应用精练精析

用心 爱心 专心1 第第一一讲讲 牛牛顿顿运运动动定定律律的的综综合合应应用用 一 选择题 一 选择题 1 如图所示 质量分别为mA mB的两物块A B叠放一起 若它们共同沿固定在水平 地面倾角为 的斜面匀速下滑 A A B间无摩擦力 B A B间有摩擦力 且A对B的摩擦力对B做正功 C B与斜面间的动摩擦因数 tan D B对斜面的摩擦力方向沿斜面向上 2 如图所示 轻弹簧竖直放置在水平面上 其上放置质量为 2kg 的物体A A处于静 止状态 现将质量为 3kg 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 10m s2 A 30 N B 18 N C 12 N D 0 3 如图 倾斜的传送带顺时针匀速转动 一物块从传送带上端 A 滑上传送带 滑上时 速率为 1 v 传送带的速率为 2 v 且 21 vv 不计空气阻力 动摩擦因数一定 关于物块离 开传送带的速率v和位置 下面哪个是可能的 A 从下端 B 离开 1 vv B 从下端 B 离开 1 vv C 从上端 A 离开 1 vv D 从上端 A 离开 1 vv 4 如图所示 水平面上质量为 10kg 的木箱与墙角距离x m 8 5 23 某人用 F 125N 的力 从静止开始推木箱 推力与水平方向成 37 角斜向下 木箱与水平面 之间的动摩擦因数为 0 4 若推力作用一段时间t后撤去 木箱恰好能到达墙角处 则这段时间t为 取 sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 A s3 B s5 5 6 用心 爱心 专心2 C s70 10 3 D s7 2 3 5 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出 设物体在运动过程中所受空气阻力大 小不变 则物体 A 刚抛出时的速度最大 B 在最高点的加速度为零 C 上升时间大于下落时间 D 上升时的加速度等于下落时的加速度 6 一物体由静止开始沿直线运动 其加速度随时间变化规律如图 2 所示 取开始运动 方向为正方向 则物体运动 的 v t 图象 正确的是 7 在固定的粗糙斜面上 有一物体在沿斜面向上的力F作用下 始终保持静止 下 列判断正确的是 A 摩擦力方向沿斜面向下 B 摩擦力与F的合力为定值 C F增大一倍 摩擦力也增大一倍 D 物体共受到四个力的作用 8 一个物体受到同一平面内几个共点力 均为恒力 的作用而静止 现把其中一个力逐 渐减小到零 再逐渐把这个力恢复 则此物体的加速度与速度变化情况是 A a与v都始终增大 B a先增大后减小 v始终增大 F 用心 爱心 专心3 C a与v都是先增大后减小 D a与v都是先减小后增大 9 如图所示 在粗糙水平面上放着两个质量分别为 21 mm 的铁块 1 2 中间用一原 长为L 劲度系数为k的轻弹簧连接起来 铁块与水平面间的动摩擦因数为 现用一水 平力F拉铁块 2 当两个铁块一起以相同的加速度做匀变速运动时 两铁块间的距离为 A k gm k Fmmm L 1211 B k gm L 1 C 21 1 mmk Fm L D k gm L 2 10 为了对火星及其周围的空间环境进行探测 我国预计于 2011 年 10 月发射第一颗 火星探测器 萤火一号 假设探测器在离火星表面高度分别为 1 h和 2 h的圆轨道上运动时 周期分别为 1 T和 2 T 火星可视为质量分布均匀的球体 且忽略火星的自转影响 引力常量 为G 仅利用以上数据 可以计算出 A 火星的密度和火星表面的重力加速度 B 火星的质量和火星对 萤火一号 的引力 C 火星的半径和 萤火一号 的质量 D 火星表面的重力加速度和火星对 萤火一号 的引力 11 随着我国登月计划的实施 我国宇航员登上月球已不是梦想 假如我国宇航员登 上月球并在月球表面附近以初速度 0 v竖直向上抛出一个小球 经时间t后回到出发点 已 知月球的半径为R 引力常量为G 则下列说法正确的是 A 月球表面的重力加速度为 t v02 B 月球的质量为 Gt Rv 2 0 2 C 宇航员在月球表面获得 t Rv0 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 用心 爱心 专心4 D 宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 0 v Rt 12 1970 年 4 月 24 日 我国自行设计 制造的第一颗人造地球卫星 东 方红一号 发射成功 开创了我国航天事业的新纪元 东方红一号 的运行 轨道为椭圆轨道 其近地点M和远地点N的高度分别为 439km 和 2384km 则 A 卫星在M点的势能大于N点的势能 B 卫星在M点的角速度大于N点的角速度 C 卫星在M点的加速度大于N点的加速度 D 卫星在N点的速度大于 7 9km s 二 解答题 二 解答题 13 质量为 2kg 的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动 一段时间后撤去 F 其运动的vt 图象如图所示 g取 10 m s2 求 1 物体与水平面间的运动摩擦因数 2 水平推力F的大小 3 0 10s 内物体运动位移的大小 14 实验小组为了测量一栋 26 层的写字楼每层的平均高度 层高 及电梯运行情况 请一质量为m 60 kg 的同学站在放于电梯的水平地板上的体重计上 体重计内安装有压力 传感器 电梯从一楼直达 26 楼 已知 t 0 至 t 1 s 内 电梯静止不动 与传感器连接的计 算机自动画出了体重计示数随时间变化的图线 如下图 求 用心 爱心 专心5 1 电梯启动和制动时的加速度大小 2 该大楼每层的平均层高 15 滑雪者从高坡雪道上的 A 点由静止自由滑下 雪道的 BC 段为水平 CE 段为倾角为37 的斜坡 滑雪者滑下从 C 点水平飞出后落在斜坡上 已知斜坡上C D间距为l1 12m D E间距为l2 36m 从 A 到 C 克服摩 擦力做功等于重力做功的 K 倍 K 0 20 不计空气阻力 为了能落在斜坡 上 DE 之间 滑雪者开始滑下的 A 点距 BC 水平面的高度 h 应满足什么条件 答案要求保留二位有效数字 sin37 0 6 cos37 0 8 16 宇航员在一行星上以 10m s 的初速度竖直上抛一质量为 0 2kg 的物体 不计阻力 经 2 5s 后落回手中 已知该星球半径为 7220km 用心 爱心 专心6 1 该星球表面的重力加速度 g 多大 2 要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面 沿星球表面抛出的速度至少是多大 3 若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零 则当物体距离星球球心r时其引力 势能 r mM GEP 式中m为物体的质量 M为星球的质量 G为万有引力常量 问要 使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面 沿星球表面抛出的速度至少是多大 答答案案解解析析 用心 爱心 专心7 一 选择题 1 解析 选 BC 两物块A B一起匀速下滑 沿斜面 mA mB gsin mA mB gcos 解出 tan C 对 B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下 D 错 对A B 对A的摩擦力应沿斜面向上 与其下滑力抵消 故A对B的摩擦力沿斜面向下 对B 做正功 B 对 A 错 2 解析 选 C 设B与A刚要一起运动的瞬间 B与A整体的加速度为a 则由牛顿第 二定律 mBg mA mB a 设该瞬间A对B的支持力大小为FN 对B mBg FN mBa 解出 FN 12 N 由牛顿第三定律 B对A的压力大小为 12 N 3 解析 选 ABC 物块受沿传送带向上的滑动摩擦力作用 当该力小于下滑力时 物 块向下加速 从下端 B 离开 1 vv A 对 当该力大于下滑力时 物块向下减速 若到下 端 B 时未减速到零 则从下端 B 离开 1 vv B 对 若到下端 B 之前减速到零 则从上端 A 离开 1 vv C 对 D 错 4 解析 选 A 推力作用阶段 F cos37 mg F sin37 ma1 推力作用 结0 02 vv束时的速度v a1t 撤去推力后 mg ma2 x a1t2 2 v2 2 a2 联立 解得t 3s 5 解析 选 A m f ga上 m f ga下 所以上升时的加速度大于下落时的加 速度 D 错误 根据 2 2 1 ath 上升时间小于下落时间 C 错误 B 也错误 本题选 A 6 解析 选 C 由 a t 图知 在第 1 s 内物体做 2 1 s m a 的匀加速运动 在第 2 s 内 物体做 a 1 m s2 的匀减速运动 根据运动的对称性 0 02 vv 故 C 正确 7 解析 选 B 当F小于下滑力时 摩擦力方向沿斜面向上 A 错 始终保持静止 摩 擦力与F的合力为定值 mgsin B 对 摩擦力方向可变 故 C 错 当F等于下滑力时 物 体共受到三个力的作用 D 错 8 解析 选 B 把其中一个力逐渐减小到零 再逐渐把这个力恢复 则合力逐渐增大到 这个力的数值 再逐渐减小到零 方向不变 因此a先增大后减小 方向不变 因a方向 不变 故v始终增大 9 解析 选 C 以铁块 1 2 整体为研究对象 由牛顿第二定律有 F m1 m2 g m1 m2 a 设两铁块间的距离为x 以铁块 1 为研究对象 由牛顿第二定律有 用心 爱心 专心8 k x L m1g m1a 联立求解可知选项 C 正确 10 解析 选 A 设火星的半径为R 火星的质量为M 由 向万 F F可得 2 1 2 1 2 1 4 m M G T hR hR m 2 2 2 2 2 2 4 m M G T hR hR m 联立求出火星的半径R和火星的质量M 由密度公式可求出火星的密度 3 3 4 MM R V 由mg M G 2 R m 可求出火星表面的重力加速度 A 正确 由于不知道探测器 萤火一号 的质量 所以不能求出火星对 萤火一号 的引力 BCD 错误 11 解析 选 AB 由 0 v gt 2 得出g t v02 A 对 在月球表面附近 由 2 R GMm mg 结合g t v02 得月球的质量M Gt Rv 2 0 2 故 B 对 离开月球表面围绕月球做圆周运动的速 度v gR t Rv02 故 C 错 宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期 T 2 R v 0 2 v Rt 故 D 错 12 解析 选 B C 卫星在M点的高度小于N点 故选项 A 错 由开普勒定律 卫星在 M点的线速度大于N点的线速度 由v R RM N 故选项 B 对 卫 星在M点受的万有引力大于N点的万有引力 故选项 C 对 由G 2 2 r v m r Mm 卫星 在经过N点圆轨道的线速度小于 7 9km s 故卫星在经过N点椭圆轨道的速度更小于 7 9km s 故选项 D 错 二 解答题 13 解析 1 设物体做匀减速直线运动的时间为 t2 初速度为v20 末速度为v2 t 加速度为a2 则 2 220 2 2 2 t vv am s t 2 分 设物体所受的摩擦力为 Ff 根据牛顿第二定律 有 用心 爱心 专心9 Ff ma2 2 分 Ff mg 2 分 联立 得 2 0 2 a g 1 分 2 设物体做匀加速直线运动的时间为 t1 初速度为v10 末速度为v1t 加速度为 a1 则 2 110 1 1 1 t vv am s t 1 分 根据牛顿第二定律 有 F Ff ma1 1 分 联立 得F mg ma1 6N 1 分 3 解法一 由匀变速直线运动位移公式 得 22 121011120222 11 46 22 xxxvtatvtatm 2 分 解法二 根据vt 图象围成的面积 得 101 1202 1 46 22 t vv xtvtm 答案 1 0 2 2 6N 3 46m 14 解析 1 由题意mg 600N 对于启动状态有 11 mamgF F1 720N 2 分 得 2 1 sm2 a 1 分 对于制动状态有 33 maFmg 3 F 480N 1 分 得 2 3 sm2 a 1 分 2 电梯匀速运动的速度sm4 11 tav 1 分 从图中读得 电梯匀速上升的时间 t2 18s 1 分 电梯运动的总时间 t 22s 1 分 所以总位移 2 11 4 1822 m80m 22 sv tt 1 分 用心 爱心 专心10 层高 m23m 25 80 25 s h 1 分 答案 1 2m s2 2m s2 2 3 2m 15 解析 由 A 至 C 由动能定理 2 2 1 c mvkmghmgh 1 分 从 C 平抛 设落点与 C 相距l 竖直方向 20 2 1 37singtly 2 分 水平方向 tv