高中物理专题训练之牛顿运动定律(详解)(13页).doc

-高中物理专题训练之牛顿运动定律(详解)-第 13 页牛顿运动定律专题辅导1（2013年江苏省泰州市期末）如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车质量为M=5kg，小车上静止地放置着质量为m=1kg的木块，和小车间的动摩擦因数为0.2，用水平恒力F拉动小车，下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM，可能正确的有：Aam1m/s2， aM1 m/s2Bam1m/s2， aM2 m/s2Cam2m/s2， aM4 m/s2Dam3m/s2， aM5 m/s22、（2013年广东省清远市质检）如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时ABAA与B之间有相互作用力BA对B的作用在先，B对A的作用在后CB对A的作用力小于A对B的作用力DA对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力3（2013广东省珠海市期末）在第九届珠海航展上，八一跳伞队惊艳航展。如图在某段时间内将伞对运动员的作用力简化为两根绳子对运动员的拉力，设两绳与竖直方向的夹角均为30°，运动员重力为G（不计运动员所受空气阻力），下列说法正确的是A若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为B若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为C若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为D不论运动员运动状态如何，两绳拉力的合力大小都为G3（2013年浙江省宁波市期末）如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成角与横杆固定，下端连接一小铁球，横杆右边用一根细线吊一小铁球，当小车向右做加速运动时，细线保持与竖直方向成角，若<，则下列说法正确的是A轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上B轻杆对小球的弹力方向与细线平行C轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行，也不沿着轻杆方向D此时小车的加速度为gtan,4（2013年甘肃省五市联考）如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时（ ） AM受静摩擦力增大 BM对车厢壁的压力增大 CM仍相对于车厢静止 DM受静摩擦力不变5（2013江苏名校质检）如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（ ）A向右行驶、突然刹车B向左行驶、突然刹车C向左行驶、匀速直线运动D向右行驶、匀速直线运动6（2013贵州六校联考）a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连。当用恒力F竖直向上拉着 a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1 ；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着 a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，如图所示。则FbaFabAx1一定等于x2Bx1一定大于x2C若m1>m2，则 x1>x2D若m1<m2，则 x1x27（2013山东省邹城市联考）如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止,并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则 A升降机停止前在向上运动 BOtl时间内小球处于失重状态，t1t2时间内小球处于超重状态 Ctlt3时间内小球向下运动，动能先增大后减小 Dt3t4时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量8（2013江苏省苏州市调研）如图所示，质量相同的木块AB用轻质弹簧连接，静止在光滑的水平面上，此时弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中A。两木块速度相同时，加速度aA=aBB两木块速度相同时，加速度aA<aBC两木块加速度相同时，速度vA>vBD两木块加速度相同时，速度vA<vB9（2013山东省邹城市联考）如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑。已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，g取l0m/s2，那么该消防队员 A下滑过程中的最大速度为4 m/s B加速与减速过程的时间之比为1：4 C加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1：7 D加速与减速过程的位移大小之比为1：410（2013山东省烟台市期末）某马戏团演员做滑杆表演已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200N在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小已知演员在滑杆上做完动作之后，先在杆上静止了0.5s，然后沿杆下滑，3.5s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零整个过程中演员的vt图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g取10ms2则下述说法正确的是A演员的体重为600NB演员在第1s内一直处于超重状态C滑杆所受的最小拉力为620ND滑杆所受的最大拉力为900N11.（8分）（2013山东省烟台市期末）下图为一条平直公路中的两段，其中A点左边的路段为足够长的柏油路面，A点右边路段为水泥路面.已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为，与水泥路面的动摩擦因数为.当汽车以速度v0沿柏油路面行驶时，若刚过A点时紧急刹车后（车轮立即停止转动），汽车要滑行一段距离到B处才能停下；若该汽车以速度2 v0在柏油路面上行驶，突然发现B处有障碍物，需在A点左侧的柏油路段上某处紧急刹车，若最终汽车刚好撞不上障碍物，求：（重力加速度为g）（1）水泥路面AB段的长度；（2）在第二种情况下汽车运动了多长时间才停下？12. （14分）（2013湖北黄冈市期末）2012年11月，我国舰载机在航母上首降成功。设某一载舰机质量为m = 2.5×104 kg，速度为v0=42m/s，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，飞机将在甲板上以a0=0.8m/s2的加速度做匀减速运动，着舰过程中航母静止不动。（1）飞机着舰后，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里？（2）为了让飞机在有限长度的跑道上停下来，甲板上设置了阻拦索让飞机减速，同时考虑FFTfFTa到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况，飞机着舰时并不关闭发动机。图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景，此时发动机的推力大小为F = 1.2×105 N，减速的加速度a1=20m/s2，此时阻拦索夹角=106°，空气阻力和甲板阻力保持不变，求此时阻拦索承受的张力大小？13（12分）（2013北京市东城区联考）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图像如图18所示，g取10m/s2求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数；（2）水平推力F的大小；（3）010s内物体运动位移的大小。14（9分）（2013江苏名校质检）传送带与水平面夹角为37°，皮带以12 m/s的速率沿顺时针方向转动，如图所示。今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为075，若传送带A到B的长度为24 m，g取10 m/s2，则小物块从A运动到B的时间为多少？15（8分）（2013北京市东城区联考）在动摩擦因数=02的水平面上有一个质量为m=1kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成=45o角的不可伸长的轻绳一端相连，如图16所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取g=10m/s2，求：（1）此时轻弹簧的弹力大小来源:（2）小球的加速度大小和方向16（2013江苏名校质检）如图所示，皮带传动装置与水平面夹角为30°，两轮轴心相距L=38m，A、B分别使传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑，质量为01kg的小物块与传送带间的动摩擦因数为= 。当传送带沿逆时针方向以v1=3m/s的速度匀速运动时，将小物块无初速地放在A点后，它会运动至B点。（g取10m/s2）（1）求物体刚放在A点的加速度？（2）物体从A到B约需多长时间？（3）整个过程中摩擦产生的热量？（4）小物块相对于传送带运动时，会在传送带上留下痕迹。求小物块在传送带上留下的痕迹长度？（不要过程，只说结果）17.（10分）（2013年山东省济南市期末）静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L=1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1=2kg,B的质量m2=8kg,A、B与水平面间的动摩擦因数，现用一逐渐增大的水平力作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g=10m/s2）（1）求绳刚被拉断时F的大小（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？18（16分）（2013广西四市联考模拟）某电视台推出了一个游戏节目推矿泉水瓶。选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下，均视为失败，其简化模型如图所示，AC是长度为L1=5 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域。已知BC长度为L2=1 m，瓶子质量为m=05 kg，瓶子与桌面间的动摩擦系数=04。某选手作用在瓶子上的水平推力F=20 N，瓶子沿AC做直线运动（g取10ms2），假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问： （1）推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？ （2）推力作用在瓶子上的距离最小为多少？1、答案：AC 2答案：A来源: 3答案：A3答案：BD 4答案：BCD 5答案：A解析：由题意可知，只有汽车在刹车状态下，摆锤摆动从而带动摆锤使锁棒锁定棘轮的转动，所以可以排除C和D；摆锤从图中实线位置向右摆到虚线位置，可知汽车原来的运动方向是水平向右运动的，所以答案选A。6【答案】 A【解析】F竖直向上时，有，F水平向右时，有，解得，故只有选项A正确。7【答案】AD【解析】升降机停止前，弹簧处于伸长状态且弹力大小等于重力，Otl时间内，弹簧弹力由mg减小为0，说明弹簧逐渐恢复原长，升降机停止前在向上运动，小球由于惯性在继续向上运动，故A正确；开始小球受重力和弹簧弹力处于平衡，小球继续上升的过程中，导致合力的方向向下，大小逐渐增大，根据牛顿第二定律，加速度的大小逐渐增大，加速度的方向向下，与速度反向，则速度逐渐减小tlt3时间内小球向上做减速运动，动能一直减小直至为0，Ot3时间内加速度方向一直向下，小球处于失重状态，B、C错误；t3t4时间内弹簧由压缩状态逐渐恢复原长，由动能定理可知，弹性势能减小量与小球重力势能减小量之和等于小球动能增加量，故D正确。8答案：BC解析：开始时：由牛顿第二定律，对木块A， F-kx=maA，对木块B， kx=maB。随着弹簧被压缩，压缩量 x增大，A做加速度逐渐减小的加速运动，B做加速度增大的加速运动，画出二者的速度图象如图所示，由图象可知，两木块加速度相同时，速度vA>vB ，随着弹簧进一步压缩，两木块速度相同时，图象A斜率小于图象B，加速度aA<aB，所以选项BC正确。9【答案】 C【解析】设下滑过程中的最大速度为v，则消防队员下滑的总位移x= t1+ t2= t，得到v= = m/s=8m/s，故A错误。设加速与减速过程的时间分别为t1、t2，加速度大小分别为a1、a2则v=a1t1，v=a2t2，得到t1：t2=a2：a1=1：2，加速与减速过程的位移大小之比为（t1）：（t2）=1：2，故B、D错误。由t1：t2=1：2，又t1+t2=3s，得到t1=1s，t2=2s，a1= =8m/s2，a2= =4m/s2，根据牛顿第二定律得， 加速过程：mg-f1=ma1，f1=mg-ma1=2m；减速过程：f2-mg=ma2，f2=mg+ma2=14m  所以f1：f2=1：7故C正确。10答案：AC解析：演员在滑杆上静止时，传感器显示的拉力800N等于演员重力和滑杆的重力之和，演员的体重为600N，选项A正确。演员在第1s内先静止后加速下滑，加速下滑处于失重状态，选项B错误。演员加速下滑时滑杆所受的拉力最小，加速下滑的加速度a1=3m/s2，对演员，由牛顿第二定律，mg-f1=ma1，解得f1=420N。对滑杆，由平衡条件，最小拉力F1=420N+200N=620N，选项C正确。减速下滑时滑杆所受的拉力最大。减速下滑的加速度a2=1.5m/s2，对演员，由牛顿第二定律， f1 - mg=ma2，解得f2=690N。对滑杆，由平衡条件，最大拉力F2=690N+200N=890N，选项D错误。11解析：（1）柏油路面上运动的加速度为a1，则：1mg=ma1，由：v02=2 a2x1，解得：x1=.（2）根据题意，汽车如果不撞上障碍物B，在A点的速度应为v0，在柏油路上运动时间为t1，则2v0- v0=a1t1，解得：t1=在水泥路面上，2mg=ma2，运动时间为t2。则0- v0= a2t2，解得：t2=汽12解：（1）由运动学公式2a0S0=v02得S0= v02/2a0 3分代入数据可得S0=1102.5m2分（2）飞机受力分析如图所示。由牛顿定律有2FTcos+f-F=ma 4分其中FT为阻拦索的张力，f为空气和甲板对飞机的阻力飞机仅受空气阻力和甲板阻力时f=ma0 2分联立上式可得FT=5×105 N 3分车运动的时间t= t1+ t2=（+）13【解析】（1）6s10s内物体做匀减速直线运动，设此过程时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则： 2分设物体所受的摩擦力为f，根据牛顿第二定律，有，又因为, 1分解得： 1分（2）06s内物体做匀加速直线运动，设此过程时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则： 2分根据牛顿第二定律，有， 1分解得：F6N 1分法一：由匀变速直线运动位移公式，得表达式3分，结果1分法二：根据v-t图像围成的面积，得 14解：设物块刚放上传送带时加速度为，货物受力如图所示：根据牛顿第二定律得沿传送带方向：垂直传送带方向：又 由以上三式得： 方向沿传送带向下物块速度从0加速至传送带速度v=12 m/s，所用时间设为t1，位移设为x1，则有：，（3）当物块速度与传送带速度相等时，由于mgsin=mgcos，此后物块和传送带一块匀速运动，运动底部的时间：小物块从A运动到B的时间为15【解析】（1）水平面对小球的弹力为零，小球在绳没有断时受到绳的拉力F、重力mg和弹簧的弹力T作用而处于平衡状态，由平衡条件得：竖直方向：， 1分水平方向：。 1分解得：。 1分当剪断轻绳瞬间弹簧的弹力大小不变，仍为10N 1分（2）剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡，水平面支持力与重力平衡， 1分由牛顿第二定律得：，1分解得， 1分方向向左。 1分16解析：（1）当小物块速度小于3m/s时，小物块受到竖直向下、垂直传送带向上的支持力和沿传送带斜向下的摩擦力作用，做匀加速直线运动，设加速度为a1，根据牛顿第二定律mgsin30° + mgcos30°=ma1（1分）解得 a1 = 75m/s2（1分）（2）当小物块速度等于3m/s时，设小物块对地位移为L1，用时为t1，根据匀加速直线运动规律t1 = （1分）L1 = （1分）解得 t1 = 04s L1 = 06m由于L1L 且tan30°，当小物块速度大于3m/s时，小物块将继续做匀加速直线运动至B点，设加速度为a2，用时为t2，根据牛顿第二定律和匀加速直线运动规律mgsin30°mgcos30°=ma2（1分）解得 a2 = 25m/s2LL1 = v1t2 + a2t22（1分）解得 t2 = 08s故小物块由静止出发从A到B所用时间为 t = t1 + t2 = 12s（1分）（3）由（2）可知，物体分二段运动：第一段物体加速时间t1 = 04s L1 = 06m传送带S1= v1 t1 =1.2mS相1=0.6m（1分）当物体与传送带速度相等后，物体运动时间t2 = 08s ; L2 = LL1= 32m传送带S2= v1 t2 =2.4mS相2=0.8m（2分）所以Q=f（S相1 +S相2）=0.35J（2分）（4）0.8m（2分）17解：(1) 设绳刚要被拉断时产生的拉力为T，根据牛顿第二定律，对A物体有 Tm1g m1a 1分代入数值得a 2 m/s2 1分对A、B整体 F(m1m2)g (m1m2)a 1分代入数值得F 40 N 1分 (2) 设绳断后，A的加速度为a1，B的加速度为a2，则 a1 2 m/s2 1分 a2 3 m/s2 1分A停下来的时间为t，则 t 1 s 1分A的位移为x1，则 x1 1 m 1分B的位移为x2，则x2vta2t2 3.5 m 1分A刚静止时，A、B间距离为xx2Lx13.5 m 1分18解析：(16 分)(1)要想游戏获得成功,瓶滑到C点速度正好为零,力作用时间最长,设最长作用时间为t1,有力作用时瓶做匀加速运动,设加速度为a1, t1时刻瓶的速度为v,力停止作用后瓶做匀减速运动,设此时加速度大小为a2,由牛顿第二定律得: 2分 2分加速运动过程中的位移 1分减速运动过程中的位移 1分位移关系满足: 2分又: 1分由以上各式解得: 1分 (2) 要想游戏获得成功,瓶滑到B 点速度正好为零,力作用距离最小,设最小距离为d,则: 2分 2分联立解得:d=0.4m 2分