专题---直线运动和牛顿运动定律

1、专题一-直线运动和牛顿运动定 律专题直线运动和牛顿运动定律（时间：45分钟）1. （2015-湖北省八校第二次联考）如图所示，为甲乙两物体在同一直线上运动的 位置坐标x随时间f变化的图象，已知甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动，则0/2时间内下列说法正确的是（）A. 两物体在fl时刻速度大小相等B. "时刻乙的速度大于甲的速度C. 两物体平均速度大小相等D. 甲的平均速度小于乙的平均速度 解析：选C.根据位移图象的斜率等于速度，则在h时刻，甲图象的斜率 大于乙图象的斜率，所以甲的速度大于乙的速度，故A、B错误；唱 象坐标的变化量等于位移，根据图象可知，甲乙位移大小相等，方向相反,

2、而时间相等，则平均速度的大小相等，故C正确，D错误.2. （2016-衡水中学调研）甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其Qf图象如图所示，下列对汽车运动状况的描述正确的是（）A. 在第10 s末，乙车改变运动方向B. 在第10 s末，甲、乙两车相距150 mC. 在第20 s末，甲、乙两车相遇D. 若开始时乙车在前，则两车可能相遇两次 解析：选D在第10 s前后，乙车的速度均为正值，其运动方向不变，A错误；岀发时,甲、乙两辆车的位置未知，无法计算第10 s末两车距离的大小，B错误；在第20 s末，甲、乙两车的速度相等，由于两车的初始位置未知 > 两车是否相遇无法判断” C错误；若开始时乙

3、车在前且两车的初始位移差小于20X10 m|x 10X10 m= 150 m时，在前10 s内，两车相遇一次，随后甲车的位移又比乙车的位移大，第20 s后，由于乙车的速度大于甲车的速度，二者位移差又开始逐渐减小，在某时刻两车还会相遇一 次之后二者的位移差逐渐增大不再相遇，故两车可能相遇两次，D正确.3在探究超重和失重规律时，某体重为劣的同学站在一压 力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连， 经计算机处理后得到压力卩随时间/变化的图象如图所 示，则该同学下蹲过程中的。一图象可能是（）解析：选C设该同学的加速度大小为"则加速下蹲过程中，压力"哗-/«由题图可知

4、加速度先逐渐增大然后逐渐减小.速度达到最大后,开始减速下蹲过程，压力Fmgma.由题图可知加速度先逐渐增大然 后逐渐减小，最后速度减为零，图象C符合这个运动规律.4. 光滑水平地面上有两个叠放在一起的斜面体A.两斜面体形状大小完全相同，质量分别为M、加如图甲、乙所示，对上面或下面的斜面体施加水平 方向的恒力川、鬥均可使两斜面体相对静止地做匀加速直线运动，已知两斜 面体间的摩擦力为零，则尺与尸2之比为（）A. M : mC. m ! (M+加)B. m : MD M：(M+/w)解析：选AJM乍用于/时，设力和之间的弹力为M对M有：NcoM = 对B有：Min 6 = niat对/!和B组成的整

5、体有：F = （M + ni）a = (M + ni)Mtan 0；屁作用于/时，对 B 有：/Hj?tan O = mar，对/和 B组成的整体有：F2 = (M+/n)a' =(M+m)gtn 0,辛=鲁5. （2015-浙江名校大联考）在水下潜水器某次海试活动中，完成任务后从海底竖 直上浮，从上浮速度为"时开始计时，此后匀减速上浮，经过时间上浮到 海面，速度恰好减为零，则蛟龙号在/o（/o<0时刻距离海平面的深度为（）B.盹（1 一号）D.巩 f_r（）22t解析：选D.蛟龙号上浮时的加速度大小“ =v/t,根据逆向思维，可知蛟龙a（t - Zo）2 v（t -

6、Zo）2号在巾时刻距离海平面的深度h = 5 =6. （2015第三次全国大联考）（多选）如图甲所示，小物块从光滑斜面上由静止滑 下，位移x与速度的平方沪的关系如图乙所示.g=10m/s2,下列说法正确 的是（）A. 小物块的下滑的加速度大小恒为2.5 m/s2B. 斜面倾角为30°C. 小物块2 s末的速度是5 m/sD. 小物块第2 s内的平均速度为7.5 m/s解析：选AC.由vo=0,v2 = lax结合图得“ =25必2，故a正确.由牛顿第二定律得:u = mgsin 0/m = gsin "得 sin 0 = ' = 0.25= arcsinQ.25 ,

7、故 gB错误（J吻）块2 s末的速度© = 2.5X2 in/s = 5 in/s ,故C正确小物块1 s末的速度vi=at= 2.5X1 in/s = 2.5 m/s ,第2 s内的平均速度v =V1 + V2-=3. 75 m/s,故 D 错误. （2015高考新课标全国卷11）（多选）在一东西方向的水平直铁轨上，停放着一 列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为“的加速度 向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在 2西边拉着车厢以大小为尹的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为 F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢

8、的节数可能为 ( )A. 8B. 10C. 15D. 18解析：选BC.设该列车厢与P相连的部分为P部分，与Q相连的部分为Q部分设该列车厢有"节，Q部分为"1节，每节车厢质量为皿，当加2 2 速度为"时，对Q有F二"1加"；当加速度为尹时，对p有F=(n -a ,联立得 2/1 = 5“1.当1 = 2 , «1 = 4 , /11 = 6 时，"=5 , “ = 10 , " = 15 ,由题中选项得该列车厢节数可能为10或巧”选项B、C正确.8. (多选)如图甲所示，质量为加= lkg的物体在水平拉力F作用下在

9、水平地面 上运动，物体的图象如图乙所示，己知物体与地面之间的动摩擦因数为 “=0.2, g取10 nVs2,关于水平拉力F和摩擦力/随时间变化的图象正确的 是( )解析：选BD由图乙知，0 1 s内物体沿正方向加速 2 s内物体沿正 方向减速，2 3 s内物体沿负方向加速，3 4 s内物体沿负方向减速；摩 擦力f= 2 N,0 s内加速度为“1 = 4 in/s2 JF - pmg-max f 1 = 6 N ；2 s 内力速度为 «2= - 4 in/s2 f Fi ptng = nun / Fl- - 2 N,23 s 内力 速度 “3 = 4 ni/s2 f 3 + “加g =

10、 mtn f 3 = 6 N,3 4 s 内加速度 “4 = 4 in/s2 #F4 + “加g二 wF4 = 2N；02s内摩擦力沿负方向/ 2-4s内摩撩力沿正万冋9. 低空极限跳伞是最近比较流行的极限运动，美国选手约翰温克尔科特在安顺 坝陵河大桥跳伞国际挑战赛获得冠军.已知参赛选手均从落差为H=224 in 的高桥从静止开始下落，其中约翰温克尔科特在下落一段时间后打开降落 伞，之后立即以大小为a = 12.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动，假设人的 安全着陆速度最大为刃=5 m/s.假设张伞前空气阻力不计，重力加速度为g= 10 m/s?约翰温克尔科特的质量加=60 kg.(1) 如

11、果在某次跳伞过程中，约翰温克尔科特为了确保安全着陆，至少离 地多高打开降落伞？(2) 在第(1)问中约翰温克尔科特打开伞后所受的阻力为多大？(3) 为了满足上述条件，约翰温克尔科特在整个运动过程中的最短时间为 多少？ 解析：(1)设约翰温克尔科特下落高度为h时打开降落伞,此时速度为0, 之后打开降落伞开始做匀减速直线运动，落地时速度刚好为5 in/s ,这种 情况下他在空中运动时间最短,则有沪=2ghV2 vr = 2a(H - h)联立解得 h = 125 m # r = 50 in/s为使约翰温克尔科特安全着地，他展开伞时的高度至少为Hh二224 m 125 m = 99 m.由牛顿第二定

12、律得厂nima，代入数据可解得/= 1 350 N.(3)他在空中自由下落的时间为H h 224 125他减速运动的时间为ti =s = 3.6sv + vt 50 + 52 2在能够安全着陆的情况下,他在空中运动的最短时间为t = tl+t2= &6 S答案：(1)99 m (2)1 350 N (3)8.6 s10. (2015-漳州市八校第三次联考)质量为2 kg的木板B静止在水平面上，可视 为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示.A 和经过1 S达到同一速度，之后共同减速直至静止，4和B的e-f图象如图乙所示，重力加速度g=10in/sA与上表面之间的动

13、摩擦因数“1; B与水平面间的动摩擦因数“2； 4的质屋.vi - ro解析：由图象可知M在0ls内的加速度ai = = -2in/s2对A由牛顿第二定律得:-pxnig = ma解得：“1= 02V3 - VI由图象知MB在13S内的加速度«3 = = - InVs2,求:图甲对4B由牛顿第二定律得:-（M + m）g2 = （M + m解得：“2 = 0.1VI - V0由图象可知在0 1 s内的加速度“2 = = 2 in/s2对B由牛顿第二定律得:pvng - “2（M + m）g = Mai代入数据解得：加=6 kg.答案：(1)0.2 (2)0.1(3)6 kg11. （

14、2015高考新课标全国卷II）下暴雨时，有时会发生山体滑 坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为& = 37。卜1137。=|）的山坡C,上面有一质量为加的石板B,其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为加（可视为质3量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数“1减小为詁B、C间的动摩擦因数“2减小为0.5, A> B开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s 末，B的上表面突然变为光滑，“2保持不变.已知A开始运动时，A离B下 边缘的距离/=27 m, C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

15、取重力 加速度大小g=10 m/s?.求：（1）在02 s时间内A和B加速度的大小；（2）A在B上总的运动时间.解析：在02s时间内，和B的受力如图所示，其中几M是A与B之间的摩接力和正压力的大小小、N2是B与C之间的摩撩力和正压力 的大小，方向如图所示由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得Nif：Ni =加geos尤二“2N2Ni = Nt + 加geos &规定沿斜面向下为正设A和B的加速度分别为“1和“2 ,由牛顿第二定律得ingsin 0 -/! = ma 1(5)mgsin 0 - fl+ff = ma2(6)N = Nt 联立式，并代入题给数据得a = 3 in/s2®(12 = 1 m/s?在ti = 2s时，设A和B的速度分别为ei和V2 ,则"二 “ifi = 6m/s Vi = aiti = 2 m/s曲时，设A和B的加速度分别为“r和“2, 此时A与B之间的摩撫力为零，同理可得aif = 6 in/s2®aif = 2 in/s2®B做减速