高考物理一轮复习第四章牛顿运动定律2牛顿运动定律的应用训练.pdf

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1、精品教案可编辑第 2 讲牛顿运动定律的应用题组一动力学中的两类基本问题1静止在光滑水平地面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力F推动下开始运动，4 s 末它的速度达到4 m/s，则F的大小为()A2 N B1 N C 4 N D8 N解析在水平恒力F推动下物体做匀加速直线运动的加速度为a1v0t144m/s21 m/s2。由牛顿第二定律得Fma 2 1 N 2 N。答案A2在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据。刹车线是指汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是 14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取 10 m

2、/s2，则汽车刹车前的速度为()A7 m/s B 10 m/s C14 m/s D20 m/s解析设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得 mgma，所以ag，由匀变速直线运动的规律得v202as，故汽车刹车前的速度为v02as2 gs14 m/s，选项 C 正确。答案C3用 30 N 的水平外力F拉一个静放在光滑水平面上质量为20 kg 的物体，力F作用 3 s后撤去，则第5 s 末物体的速度和加速度分别为()精品教案可编辑Av4.5 m/s，a1.5 m/s2Bv 1.5 m/s，a 7.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0解析由题意知在前3 s 内，物

3、体的加速度a1Fm 1.5 m/s2，3 s 末的速度va1t4.5 m/s，力F撤去后物体做匀速直线运动，所以第5 s 末物体的速度为4.5 m/s，加速度为 0。故选项C 正确。答案C4(2016金华市十校调研)行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 N B 400 N C350 N D300 N解析汽车的速度v090 km/h25 m/s设汽车匀

4、减速的加速度大小为a，则av0t5 m/s2对乘客应用牛顿第二定律可得：Fma 70 5 N350 N，所以 C 正确。答案C5一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的vt图象如图所示。已知重力加速度为g，则根据图象不能求出的物理量是()精品教案可编辑A木块的位移B木块的加速度C木块所受摩擦力D木块与桌面间的动摩擦因数解析位移可由图象与时间轴所围的面积求出，由vt图线的斜率可求出加速度a，由牛顿第二定律知，ag，故动摩擦因数也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块所受摩擦力。答案C6(2015 2016 诸暨市第一学期期末)如图所示，一个质量m5 kg 的物体在光滑水

5、平面上，对物体施加一个F10 N 的水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动。求：(1)物体加速度的大小a；(2)第 2 s 末物体速度的大小v；(3)前 2 s 内物体位移的大小x。解析(1)由牛顿第二定律：Fma代入数据得：a2 m/s2(2)由匀变速直线运动速度公式：vat代入数据得：v4 m/s(3)由匀变速直线运动位移公式：x12at2精品教案可编辑代入数据得：x4 m答案(1)2 m/s2(2)4 m/s(3)4 m7质量为 3 kg 的物体放在水平地面上，在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动，4 s 末撤去此水平恒力F。物体运动的vt图象如图所示。求：(1)物体在 04 s 的

6、加速度大小？(2)物体在 410 s 的位移大小？(3)物体所受的摩擦力大小？解析设加速运动时间为t1，减速运动时间为t2，运动过程最大速度为v1(1)0 4 s 内的加速度大小a1v1t1得a13 m/s2(2)4 10 s 的加速度大小a2v1t2，得a22 m/s2 410 s 的位移大小x212a2t22，得x236 m(3)由牛顿第二定律Ffma2 得Ff6 N答案(1)3 m/s2(2)36 m(3)6 N8在“爸爸去哪儿”节目中，爸爸和孩子们进行了山坡滑草运动项目，该山坡可看成倾角 37 的斜面，一名孩子连同滑草装置总质量m80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t5 s 内沿

7、斜面滑下的位移x50 m。(不计空气阻力，取g10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8)问：精品教案可编辑(1)孩子连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大？(3)孩子连同滑草装置滑到坡底后，爸爸需把他连同装置拉回到坡顶，试求爸爸至少用多大的力才能拉动？解析(1)由位移公式x12at2沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsin Ffma联立并代入数值后，得Ffm(gsin 2xt2)160 N(2)在垂直斜面方向上，FNmgcos 0 又FfFN联立并代入数值后，得Ffmgcos 0.25(3)沿斜面方向，Fmgsin Ff0代

8、入数值后得：F640 N答案(1)160 N(2)0.25(3)640 N9(2015 2016诸暨市第一学期期末)在山区或沟谷深壑地区，往往会因为长时间的暴雨引发山体滑坡，并携带有大量石块滑落。某地有两个坡度相同的山坡刚好在底端互相对接，在暴雨中有石块从一侧山坡滑落后冲上另一侧山坡，如图1 所示。现假设两山坡与水平面间的夹角均为37，石块在下滑过程中与坡面间的动摩擦因数均为0.25，石块在左侧山坡A处由静止开始下滑时，离水平地面的高度h14.8 m，然后冲上右侧山坡，其简化图如图2 所示。已知石块经过最低的P点前后的速度大小不变，重力加速度g10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37

9、 0.8。精品教案可编辑(1)求石块滑到最低点P时的速度大小v；(2)求石块冲上右侧山坡最高点B时离水平面的高度h2；(3)当石块在A点以多大的初速度v0下滑，刚好能到达右侧山坡与A等高处？解析(1)设石块从A到P的过程中加速度为a1，则mgsin mgcos ma1代入得：a14 m/s2v202a1h1sin 代入得：v8 m/s石块滑到最低点P时的速度大小8 m/s(2)设石块从P到B的过程中，加速度为a2，则mgsin mgcos ma2代入得：a2 8 m/s2(注：没有负号也对)0v22a2h2sin 代入得：h22.4 m(3)刚好能到达右侧山坡与A等高处，设石块在底端的速度为v

10、1，则0v212a2h1sin 对比计算得：v182 m/s石块从A到P的过程中：精品教案可编辑v21v202a1h1sin 对比计算得：v08 m/s答案(1)8 m/s(2)2.4 m(3)8 m/s题组二对超重、失重的理解10 关于超重和失重的下列说法中，正确的是()A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化解析物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失

11、重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，A、B、C 均错，D 正确。答案D11 小明站在电梯里，当电梯以加速度5 m/s2加速下降时，小明受到的支持力()A小于重力，但不为零B大于重力C等于重力D等于零解析由牛顿第二定律结合受力分析可知支持力小于重力，但不为零，选A；或者由超重、失重的知识可知，当物体有向下的加速度时处于失重状态，压力(或支持力)小于重力。精品教案可编辑答案A12 某同学背着书包坐竖直升降的电梯，当感觉到背的书包变“轻”时，电梯可能在()A匀速下降B匀速上升C加速下降D加速上升解析感觉到背的书包变“轻”说明此时书包处

12、于失重状态，有向下的加速度，物体可能减速上升或加速下降。答案C13(2015 2016诸暨市第一学期期末考试)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。如图所示，在运动员从直升飞机上由静止跳下到安全着地的整个过程中，下列说法中正确的是()A运动员始终处于超重状态B运动员的速度始终在不断增加C降落伞受到空气的阻力始终是不变的D绳对运动员的作用力与运动员对绳的作用力始终大小相等答案D14.(2016江门学业水平模拟)如图所示，弹簧秤上端固定在升降机的顶上，另一端挂一重物，升降机静止时弹簧的伸长量为L，当升降机做下列哪种运动时，弹簧的伸长量增大()A升降机向上匀速运动B升降机向上匀减速运动精品教案可编

13、辑C升降机向下匀加速运动D升降机向下匀减速运动解析弹簧的伸长量要增加，即弹簧的弹力要变大，此时物体的合外力方向向上，加速度向上。升降机做向上的匀加速运动或向下的匀减速运动，故只有选项D 正确。答案D题组三实验探究15 在用实验“探究加速度和力、质量的关系”时，下列关于实验的思路和数据分析，不正确的是()A实验的基本思想是：保持物体的质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力的关系B实验的基本思想是：保持物体所受力相同，测量质量不同的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系C在处理实验数据中，以a为纵坐标，F为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说

14、明a与F成正比D在处理实验数据时，以a为纵坐标，m为横坐标，根据数据在坐标系中描点，若这些点在一条过原点的直线上，说明a与m成正比解析本实验就是利用控制变量法得到a、F、m三者的关系，A、B、C 项所述实验的思路和道理符合要求，D 项中这些点不在过原点的一条直线上，D 项错误。答案D16 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是()A“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零精品教案可编辑B“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的细绳的拉力与所受到的摩擦阻力相平衡C“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力D“平衡摩擦力”

15、时应将小车在钩码通过细绳和滑轮而拉动运动过程中进行调整答案C17 如图所示为某同学安装的“探究加速度和力、质量的关系”的实验装置，在小车的前端固定一个传感器，和砂桶连接的细线接在传感器上，通过传感器可显示出细线的拉力。在图示状态下开始做实验。(1)从 图 上 可 以 看 出，该 同 学 在 装 置 和 操 作 中 的 主 要 错 误 是 _ _。(2)若砂和砂桶的质量为m，小车和传感器的总重量为M，做好此实验 _(填“需要”或“不需要”)M?m的条件。解析(2)不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力，而接了传感器后细线的拉力可以直接读出。答案(1)未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时

16、，小车离打点计时器太远(2)不需要18 如图所示，利用弹簧测力计探究作用力与反作用力关系的实验中：精品教案可编辑(1)关于实验以下说法正确的是_。A若滑块静止不动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小相等B若滑块做匀速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等C若滑块做匀加速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等D若滑块做变加速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等(2)如图所示，在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是_。A为了增大指针受到的阻力B可以帮助我们记录下指针示数的最大值C防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦D防止测的

17、力超过弹簧测力计的测量范围解析(1)弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小关系与运动状态无关，作用力与反作用力总是大小相等。故选项 A 正确。(2)在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带“记忆功能”的弹簧测力计，在实验中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我们记录指针示数。故选项B 正确。答案(1)A(2)B19(2015 2016 诸暨市第一学期期末)在“探究作用力与反作用力的关系”的实验中(1)在紧靠弹簧秤指针旁边放小泡沫塑料，做成两支带“记忆功能”弹簧秤A、B。现把这两支弹簧秤挂钩钩住，A连接小木块，B用手拉，如图所示，问哪一支弹簧秤小泡沫塑料位置有错误？_(填“A”或“B”

18、)；精品教案可编辑(2)正确放置后，拉动木块先加速，后匀速，最后减速，直至停下，则泡沫塑料位置是记录下列哪个阶段弹簧秤的示数？_；A加速阶段B匀速阶段C减速阶段D停止阶段(3)用力传感器探究作用力与反作用力关系，电脑屏幕上显示下列哪个图线？_。答案(1)B(2)A(3)C20 在探究加速度与力的关系时，小车的质量一定，某同学根据精确的测量，记录实验数据如表所示；小车的质量m/kg小车受的拉力F/N小车的加速度a/(m s2)1.000.100.080.300.220.500.420.700.59(1)在下图坐标中，作出aF图象；精品教案可编辑(2)分析图象得到的结论是_；(3)图象斜率的物理意义是_；(4)在你所作出的aF图象中，F等于小盘及盘中砝码所受重力，实际上比系小盘的细线的真实拉力_(填“大”或“小”)。解析(1)图象如图所示。(2)质量m一定时，加速度a与拉力F成正比。(3)质量的倒数1m。(4)因为小盘和盘中砝码也要向下做加速运动，所以取F等于小盘及盘中砝码所受重力，实际上比系小盘的细线的真实拉力大。答案见解析