2014屆高考物理第二輪復(fù)習(xí)方案新題之牛頓運(yùn)動(dòng)定律

/2014屆高考物理第二輪復(fù)習(xí)方案新題之牛頓運(yùn)動(dòng)定律11．農(nóng)民在精選谷種時(shí)，常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選．在同一風(fēng)力作用下，谷種和癟谷（空殼）谷粒都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和癟谷落地點(diǎn)不同，自然分開，如圖所示．對這一現(xiàn)象，下列分析正確的是A．M處為谷種，N處為癟谷B．M處為癟谷，N處為谷種C．谷種質(zhì)量大，慣性大，飛得遠(yuǎn)些D．谷種飛出洞口時(shí)的速度比癟谷飛出洞口時(shí)的速度小些答案：AD解析：在同一風(fēng)力作用下，谷種由于質(zhì)量大，獲得的速度小，飛的近些，M處為谷種，N處為癟谷，選項(xiàng)AD正確BC錯(cuò)誤。2、如圖所示，吊籃A，物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m。B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)。B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài)。將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間吊籃A的加速度大小為g物體B的加速度大小為g物體C的加速度大小為2gA、B、C的加速度大小都等于g3．如圖所示，木塊A質(zhì)量為1kg，木塊B的質(zhì)量為2kg，疊放在水平地面上，AB間的最大靜摩擦力為1N，B與地面間的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1，今用水平力F作用于B，則保持AB相對靜止的條件是F不超過（g=10m/s2）()A．3NB．4NC．5ND．6N4.如圖2-1所示，小車沿水平地面向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)，固定在小車上的直桿與水平地面的夾角為θ，桿頂端固定有質(zhì)量為m的小球．當(dāng)小車的加速度逐漸增大時(shí)，桿對小球的作用力變化的受力圖正確的是圖2－2中的(OO′為沿桿方向)答案：C解析：當(dāng)小車的加速度逐漸增大時(shí)，桿對小球的作用力豎直分量等于重力不變，水平分量逐漸增大，桿對小球的作用力變化的受力圖正確的是圖C。5．如圖所示，在光滑的水平面上，A、B兩物體的質(zhì)量mA＝2mB，A物體與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直墻上，開始時(shí)，彈簧處于自由狀態(tài)，當(dāng)物體B沿水平向左運(yùn)動(dòng)，使彈簧壓縮到最短時(shí)，A、B兩物體間作用力為F，則彈簧給A物體的作用力的大小為A．F B．2FC．3F D． 6.如圖所示，一輕彈簧豎直固定在水平地面上，彈簧正上方有一個(gè)小球自由下落。從小球接觸彈簧上端O點(diǎn)到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的加速度a隨時(shí)間t或者隨距O點(diǎn)的距離x變化的關(guān)系圖線是答案：B解析：小球接觸彈簧上端O點(diǎn)到將彈簧壓縮到最短的過程中，其彈力F=kx，由牛頓第二定律，mg-kx=ma，解得a=g-x，選項(xiàng)B正確ACD錯(cuò)誤；7．如圖所示，在光滑的水平面上放著兩塊長度相同，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端分別放一個(gè)大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物體，開始時(shí)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)分別對兩物體施加水平恒力F1、F2，當(dāng)物體與板分離時(shí)，兩木板的速度分別為v1和v2，若已知v2＞v1，且物體與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，需要同時(shí)滿足的條件是（ ）（A）F1＝F2，且M1＞M2 （B）F1＝F2，且M1＜M2（C）F1＞F2，且M1＝M2 （D）F1＞F2，且M1＞M2答案：ACD解析：若F1＝F2，兩個(gè)物體的加速度相等。由于二者所受摩擦力相等，若M1＞M2，M1的加速度小于M2，當(dāng)物體與板分離時(shí)，v2＞v1；若M1＜M2，M1的加速度大于M2，當(dāng)物體與板分離時(shí)，v1＞v2；選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤。若F1＞F2，M1上物塊的加速度大；若M1＝M2，兩木板的加速度相等，當(dāng)物體與板分離時(shí)，v2＞v1；若M1＞M2，M1的加速度小于M2，當(dāng)物體與板分離時(shí)，v2＞v1；選項(xiàng)CD正確。8．如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦大小相等，則（ ）（A）0-t1時(shí)間內(nèi)物塊A的速度逐漸增大（B）t2時(shí)刻物塊A的加速度最大（C）t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)（D）t3時(shí)刻物塊A的速度最大答案：BD解析：0-t1時(shí)間內(nèi)物塊A靜止，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻水平拉力最大，物塊A的加速度最大，選項(xiàng)B正確；t2時(shí)刻后物塊A加速度減小，仍然沿原方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t3時(shí)刻物塊加速度減小到零，物塊A的速度最大，選項(xiàng)D正確。9．質(zhì)量為50kg的消防員兩腳各用750N水平蹬力，恰在兩豎直墻之間勻速下滑，在離地面6m處改做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過2s后到達(dá)地面時(shí)速度恰減為零，則該時(shí)兩腳的水平蹬力至少為(重力加速度g取10m/s2) （ ）（A）900N， （B）925N， （C）950N， （D）975N。答案：D解析：恰在兩豎直墻之間勻速下滑，2μF1=mg，解得μ=1/3；由s=at2得a=3m/s2。設(shè)兩腳的水平蹬力至少為F，則有2μF-mg=ma，解得F=975N.10．如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地?cái)[放在右端。B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。.若某時(shí)刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)? （）A．mg，斜向右上方 B．mg，斜向左上方 C．mgtanθ，水平向右 D．mg，豎直向上答案：A解析：由圖可知，小車向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小a=gtanθ。小車對物塊B向右的靜摩擦力為f=ma=mgtanθ。豎直向上的支持力N=mg，小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F==mg，方向?yàn)樾毕蛴疑戏?，選項(xiàng)A正確。11．“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩。質(zhì)量為m的小明如圖所示靜止懸掛時(shí)，兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若此時(shí)小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時(shí)A．加速度為零，速度為零B．加速度a＝g，沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下C．加速度a＝g，沿未斷裂橡皮繩的方向斜向上D．加速度a＝g，方向豎直向下11．答案B解析：小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，小明向右下加速運(yùn)動(dòng)，橡皮繩斷裂時(shí)加速度不為零，速度為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，可知兩橡皮繩夾角為120°，小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂時(shí)，彈性極好的橡皮繩的彈力不能發(fā)生突變，對小明進(jìn)行受力分析可知加速度a＝g，沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下，選項(xiàng)B正確CD錯(cuò)誤．12．海濱游樂園里有一種滑沙的游樂活動(dòng)．如圖所示，人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑到斜坡底部B點(diǎn)后沿水平滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來．斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的，滑板與兩滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.50，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m／s2．斜坡傾角θ=37°，人和滑板的總質(zhì)量m=60kg．(己知：sin37°=0.6，cos37°=0.8)(1)求人在斜坡上下滑的加速度大小(2)若斜面AB長L=60m，則人在水平滑道上滑行的距離是多少?12.（10分）解題思路：分析受力，應(yīng)用牛頓第二定律解得人在斜坡上下滑的加速度大??；應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和牛頓第二定律得到人在水平滑道上滑行的距離?？疾橐c(diǎn)：受力分析、牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。解析：（1）坡上下滑時(shí)，人及滑板受力如圖所示，由牛頓第二定律得：（2分）（1分）（1分）解得a=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2（1分）（2）設(shè)人從斜坡滑道B點(diǎn)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：2as=v2（1分）在水平滑道上做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a1=μg=0.50×10m/s2=5m/s2。（1分）設(shè)在水平滑道上滑行的距離為S1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：2a1s1=v2（1分）由以上各式聯(lián)立解得S1=24m（2分）13.一名跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停在高空的直升飛機(jī)中跳下，跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開降落傘做減速下落．研究人員利用運(yùn)動(dòng)員隨身攜帶的儀器記錄下了他的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況：該運(yùn)動(dòng)員打開傘的瞬間，高度為1000m，速度為20m/s．此后的過程中所受阻力f與速度v2成比，即f=kv2．?dāng)?shù)據(jù)還顯示，下降到某一高度時(shí)，速度穩(wěn)定為10m/s直到落地（一直豎直下落），人與設(shè)備的總質(zhì)量為100kg，g取10m/s2．（1）請描述運(yùn)動(dòng)員從打開降落傘到落地的過程中運(yùn)動(dòng)情況，定性作出這段時(shí)間內(nèi)的v－t圖象．（以打開傘時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)）（2）求阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a各為多大？（3）求從打開降落傘到落地的全過程中，空氣對人和設(shè)備的作用力所做的總功？VV(m/s)t(s)13.解析：（1）運(yùn)動(dòng)員先作加速度越來越小的減速運(yùn)動(dòng)，后作勻速運(yùn)動(dòng)．（1分）v-t圖象如答圖3所示．（2分）（2）設(shè)人與設(shè)備的總質(zhì)量為m，打開傘瞬間的加速度為a，由牛頓第二定律有（1分）勻速下降階段時(shí)有（1分）聯(lián)立①②式代入數(shù)據(jù)解得k=10kg/m（1分）a=30m/s2（1分）（3）由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知，所求的功應(yīng)等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能（2分）③式代入數(shù)據(jù)解得J（1分）14.如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0＝2s拉至B處．(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.取g＝10m/s2)(1)求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時(shí)間t.（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）6．解：(1)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，則L＝eq\f(1,2)a0teq\o\al(2,0)解得a0＝eq\f(2L,t\o\al(2,0))＝10m/s2——1分由牛頓第二定律，有F－f＝ma0由f＝μFN＝μmg，——2分μ＝eq\f(f,mg)＝0.5——1分(2)設(shè)F作用的最短時(shí)間為t，小車先以大小為a的加速度勻加速t，撤去外力后，以大小為a′的加速度勻減速t′到達(dá)B處，速度恰為0，由牛頓第二定律，有Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma——2分解得a＝eq\f(F(cos37°＋μsin37°),m)－μg＝11.5m/s2——1分a′＝eq\f(f,m)＝μg＝5m/s2——1分由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速度，因此有at＝a′t′——2分∴t′＝eq\f(a,a′)t＝eq\f(11.5,5)t＝2.3tL＝eq\f(1,2)at2＋eq\f(1,2)a′t′2——2分t＝eq\r(\f(2L,a＋2.32a′))＝eq\r(\f(2×20,11.5＋2.32×5))＝1s。15.如圖所示，AB、BC均為輕細(xì)桿，處在同一豎直平面內(nèi)，AB桿高為h=0.8m。A、B、C三處均用鉸接連接，其中A、C兩點(diǎn)在同一水平面上，BC桿與水平面夾角為30°。一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）穿在BC桿上，對小球施加一個(gè)水平向左的恒力F使小球靜止在BC桿中點(diǎn)處，不計(jì)一切摩擦。(g取10m/s2)，求：（1）恒力F的大??；（2）此時(shí)AB桿對B處鉸鏈的作用力大小和方向。解析：(1)(5分)F=mgtan30°解得：F=30N。(2)（5分）16.在傾角為θ的長斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊，從靜止開始沿斜面下滑．滑塊質(zhì)量為m，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，帆受到的空氣阻力與帆的受風(fēng)面積S以及滑塊下滑速度v的大小成正比，即f=kSv。.(1)寫出滑塊下滑速度為v時(shí)加速度的表達(dá)式(2)若m=2.0kg，θ=53°,g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，從靜止下滑的速度圖象如圖所示的曲線．圖中直線是t=0時(shí)的速度圖線的切線．由此求出kS乘積和μ的值。解析：（1）滑塊在斜面上受到重力、支持力、摩擦力和空氣阻力作用做加速運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律，mgsinθ-μmgsinθ-kSv=ma，解得a=gsinθ-μgsinθ-kSv/m。當(dāng)速度v增大時(shí)，a減小。當(dāng)a減小到零時(shí)，速度v最大。（2）從v--t圖線可得，v=0，a==5m/s2；gsinθ-μgsinθ=5m/s2，解得μ=0.5.v=4m/s，a=0.gsinθ-μgsinθ-kSv/m=0.，解得kS=2.5kg/s。17．如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L＝20m．用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)t0＝2s拉至B處．(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.取g＝10m/s2)(1)求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時(shí)間t.（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）17．解：(1)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，則L＝eq\f(1,2)a0teq\o\al(2,0)解得a0＝eq\f(2L,t\o\al(2,0))＝10m/s2——1分由牛頓第二定律，有F－f＝ma0由f＝μFN＝μmg，——2分μ＝eq\f(f,mg)＝0.5——1分(2)設(shè)F作用的最短時(shí)間為t，小車先以大小為a的加速度勻加速t，撤去外力后，以大小為a′的加速度勻減速t′到達(dá)B處，速度恰為0，由牛頓第二定律，有Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma——2分解得a＝eq\f(F(cos37°＋μsin37°),m)－μg＝11.5m/s2——1分a′＝eq\f(f,m)＝μg＝5m/s2