专题---直线运动和牛顿运动定律.pdf

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1、专题专题 直线运动和牛顿运动定律直线运动和牛顿运动定律(时间：45 分钟)1. (2021湖北省八校第二次联考)如下图， 为甲乙两物体在同一直线上运动的位置坐标 x 随时间 t 变化的图象，甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动，那么 0t2时间内以下说法正确的选项是()A两物体在 t1时刻速度大小相等Bt1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，那么在 t1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；xt 图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，而时间

2、相等，那么平均速度的大小相等，故 C 正确，D 错误2. (2021衡水中学调研)甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其 vt 图象如下图，以下对汽车运动状况的描述正确的选项是()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假设开始时乙车在前，那么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；出发时，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

3、；假设开始时乙车在前且两车的初始位移差小1于 2010 m21010 m150 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，1二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 mg 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F随时间t变化的图象如下图，那么该同学下蹲过程中的 vt 图象可能是()解析：选 C.设该同学的加速度大小为 a，那么加速下蹲过程中，压力 Fmgma

4、，由题图可知加速度先逐渐增大然后逐渐减小，速度到达最大后，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、B，两斜面体形状大小完全相同，质量分别为 M、m.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 F1、F2均可使两斜面体相对静止地做匀加速直线运动，两斜面体间的摩擦力为零，那么 F1与 F2之比为()AMmCm(Mm)BmMDM(Mm)解析：选 A.F1作用于 A 时，设 A 和 B 之间的弹力为 N，对 A 有：Ncos MmMMg， 对 B 有： Nsin ma，

5、对 A 和 B 组成的整体有： F1(Mm)amgtan ；F2作用于 A 时，对 B 有：mgtan ma，对 A 和 B 组成的整体有：F1MF2(Mm)a(Mm)gtan ，Fm.225(2021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 v 时开始计时，此后匀减速上浮，经过时间 t 上浮到海面， 速度恰好减为零， 那么蛟龙号在 t0(t0t)时刻距离海平面的深度为()vtA.2vt20C.2tt0Bvt0(12t)vtt02D.2t解析：选 D.蛟龙号上浮时的加速度大小 av/t，根据逆向思维，可知蛟龙号att02vtt02在 t0时刻距离海平面

6、的深度 h22t.6(2021第三次全国大联考)(多项选择)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 v2的关系如图乙所示g10 m/s2，以下说法正确的选项是()A小物块的下滑的加速度大小恒为 2.5 m/s2B斜面倾角为 30C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 v0=0,v22ax 结合图得 a2.5m/s2，故 A 正确由牛顿第二a定律得： amgsin /mgsin ， 得 sin g0.25， arcsin0.25， 故 B 错误 小物块 2 s 末的速度 v2at2.52 m/s5 m

7、/s，故 C 正确小物块 1 s 末的速v1v2度 v1at2.51 m/s2.5 m/s，第 2 s 内的平均速度 v 23. 75 m/s，故 D 错误7(2021高考新课标全国卷)(多项选择)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 a 的加3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2车在西边拉着车厢以大小为3a 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，那么这列车厢的节数可能为()A8C15B10D18解析：选 BC.设该列车厢与 P 相连的局部为

8、 P 局部，与 Q 相连的局部为 Q 局部设该列车厢有 n 节，Q 局部为 n1节，每节车厢质量为 m，当加速度为 a22时，对 Q 有 Fn1ma；当加速度为3a 时，对 P 有 F(nn1)m3a，联立得2n5n1.当 n12，n14，n16 时，n5，n10，n15，由题中选项得该列车厢节数可能为 10 或 15，选项 B、C 正确8(多项选择)如图甲所示，质量为 m1 kg 的物体在水平拉力 F 作用下在水平地面上运动，物体的vt 图象如图乙所示，物体与地面之间的动摩擦因数为 0.2，g 取 10 m/s2，关于水平拉力 F 和摩擦力 f 随时间变化的图象正确的选项是()4解析：选 B

9、D.由图乙知，01 s 内物体沿正方向加速，12 s 内物体沿正方向减速，23 s 内物体沿负方向加速，34 s 内物体沿负方向减速；摩擦力fmg2 N,01 s 内加速度为 a14 m/s2，F1mgma1，F16 N；12 s内加速度为 a24 m/s2，F2mgma2，F22 N,23 s 内加速度 a34 m/s2，F3mgma3，F36 N,34 s 内加速度 a44 m/s2，F4mgma4，F42 N；02 s 内摩擦力沿负方向，24 s 内摩擦力沿正方向9低空极限跳伞是最近比拟流行的极限运动， 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参赛选手均从落差为 H2

10、24 m 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翻开降落伞，之后立即以大小为 a12.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动，假设人的平安着陆速度最大为 vt5 m/s.假设张伞前空气阻力不计， 重力加速度为 g10 m/s2.约翰温克尔科特的质量 m60 kg.(1)如果在某次跳伞过程中，约翰温克尔科特为了确保平安着陆，至少离地多高翻开降落伞？(2)在第(1)问中约翰温克尔科特翻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 时翻开降落伞，此时速度为 v，之后翻开降落伞开始做匀减速直

11、线运动，落地时速度刚好为 5 m/s，这种情况下他在空中运动时间最短，那么有 v22ghv2v2t2a(Hh)联立解得 h125 m，v50 m/s为使约翰温克尔科特平安着地，他展开伞时的高度至少为 Hh224 m125 m99 m.(2)由牛顿第二定律得 fmgma，代入数据可解得5f1 350 N.(3)他在空中自由下落的时间为t12hg212510s5 sHhvvt22241255052s3.6 s他减速运动的时间为 t2在能够平安着陆的情况下，他在空中运动的最短时间为tt1t28.6 s.答案：(1)99 m(2)1 350 N(3)8.6 s10(2021漳州市八校第三次联考)质量为

12、 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外表水平冲上木板，如图甲所示A和 B 经过 1 s 到达同一速度，之后共同减速直至静止，A 和 B 的 vt 图象如图乙所示，重力加速度 g10 m/s2，求：(1)A 与 B 上外表之间的动摩擦因数 1；(2)B 与水平面间的动摩擦因数 2；(3)A 的质量v1v0解析：(1)由图象可知，A 在 01 s 内的加速度 a1t2 m/s21对 A 由牛顿第二定律得：1mgma1解得：10.2v3v1(2)由图象知，AB 在 13 s 内的加速度 a3t1 m/s22对 AB 由牛顿第二定律得：(Mm)g2(Mm)

13、a36解得：20.1v1v0(3)由图象可知 B 在 01 s 内的加速度 a2t2 m/s21对 B 由牛顿第二定律得：1mg2(Mm)gMa2代入数据解得：m6 kg.答案：(1)0.2(2)0.1(3)6 kg11(2021高考新课标全国卷)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 35的山坡 C，上面有一质量为 m 的石板 B，其sin 3737上下外表与斜坡平行；B 上有一碎石堆 A(含有大量泥土)，A 和 B 均处于静止状态，如下图假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为 m(可视为质量3不变的滑块)，在极短时间内，A、B 间的动

14、摩擦因数 1减小为8，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 的上外表突然变为光滑，2保持不变A 开始运动时，A 离 B 下边缘的距离 l27 m，C 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小g10 m/s2.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：(1)在 02 s 时间内，A 和 B 的受力如下图，其中 f1、N1是 A 与 B 之间的摩擦力和正压力的大小， f2、 N2是 B 与 C 之间的摩擦力和正压力的大小，方向如下图由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f11N1

15、7N1mgcos f22N2N2N1mgcos 规定沿斜面向下为正设 A 和 B 的加速度分别为 a1和 a2，由牛顿第二定律得mgsin f1ma1mgsin f2f1ma2N1N1f1f1联立式，并代入题给数据得a13 m/s2a21 m/s2(2)在 t12 s 时，设 A 和 B 的速度分别为 v1和 v2，那么v1a1t16 m/sv2a2t12 m/stt1时，设 A 和 B 的加速度分别为 a1和 a2.此时 A 与 B 之间的摩擦力为零，同理可得a16 m/s2a22 m/s2B 做减速运动设经过时间 t2，B 的速度减为零，那么有v2a2t20联立式得8t21 s在 t1t2时间内，A 相对于 B 运动的距离为1112122s2a1t21v1t2 a1t2 a2t1v2t2 a2t222212 m27 m 此后 B 静止，A 继续在 B 上滑动设再经过时间 t3后 A 离开 B，那么有1ls(v1a1t2)t32a1t23可得t31 s(另一解不合题意，舍去)设 A 在 B 上总的运动时间为 t总，有t总t1t2t34 s答案：(1)3 m/s21 m/s2(2)4 s9