物理大二輪高考復(fù)習(xí)練習(xí)（二） 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用

微課精練（二）牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用

1.（2022?唐山調(diào)研）體育課上，老師訓(xùn)練同學(xué)做接球游戲，將一只籃球豎直向上拋出，

籃球運(yùn)動過程所受空氣阻力與其速度成正比，不計籃球在水平方向的側(cè)向風(fēng)力和空氣對籃球

的浮力作用。關(guān)于籃球從拋出點(diǎn)拋出再回到拋出點(diǎn)過程中的運(yùn)動圖像正確的是（）

解析：選C籃球豎直向上拋出，由于受到空氣阻力和重力作用，上升過程中速度變小，

空氣阻力向下且變小，F(xiàn)^=Ff+mg=ma,故加速度變小，A錯誤；下降過程中速度變大，

空氣阻力向上且變大，有F￡=mg-Ft'=ma',故加速度變小，即可看出上升過程的平

均加速度較大，而上升過程與下降過程位移大小相同，又/?=暴巴故上升過程的時間較短，

C正確，B、D錯誤。

2.隨著運(yùn)營路線的拓展，高鐵逐漸成為人們出行的重要方式。∣√（m?sl）

如圖是某列車從減速進(jìn)站到以一定的速度離開車站的這段時間內(nèi)的80V...............?

速度一時間圖像，下列說法正確的是（）\/

A.進(jìn)站時列車的加速度大小為3.75m∕s20300550900,/S

B.列車在加速與減速兩階段運(yùn)動的位移相同

C.若列車總質(zhì)量不變，則加速時列車所受的合外力更大

D.若列車以80m/s的速度勻速駛過該站，則少耗費(fèi)575s的運(yùn)行時間

解析：選D在？f圖像中，圖像斜率表示加速度，進(jìn)站時列車的加速度大小為0.267

m∕s2,A錯誤；Vf圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，由題圖可知B錯誤；由尸=∕na及

減速階段加速度大可知減速時列車所受的合外力更大，C錯誤；由題圖可知列車總位移X=

80X(300+350)26OOtf

m=26000m,AE=∣s=575s,D正確。

80,

3.一質(zhì)量為1kg的小物塊靜止在光滑水平面上，f=0時刻給物塊tv2∕（m2?s-2）

施加一個水平向右的拉力F,其速度的二次方隨位移變化的圖像為經(jīng)過

P點(diǎn)（5,25）的直線，如圖所示，則（

A.小物塊做勻速直線運(yùn)動

B.水平拉力廠的大小為2.5N

C.5s內(nèi)小物塊的位移為5m

D.5s末小物塊的速度為25m/s

解析：選B根據(jù)儲=2Or可知差m∕s2=2.5m/s?,則Fτ=mα=2.5N,選項A錯

誤，B正確；5s內(nèi)小物塊的位移為X5=；a(52=；X2.5X52m=31?25m,選項C錯誤；5s末

小物塊的速度為υs=α?=12.5m/s,選項D錯誤。

4.測得一位僅在豎直方向上運(yùn)動的蹦床運(yùn)動員受到蹦床的彈力F隨時間t的變化規(guī)律

如圖所示，已知該運(yùn)動員的最大加速度為42m/s2,重力加速度為g=10m∕s2,不計空氣阻力。

A.該運(yùn)動員接觸蹦床過程中受到的最大彈力為2OOON

B.該運(yùn)動員雙腳離開蹦床后的最大速度為16m/s

C.該運(yùn)動員由最低點(diǎn)向上運(yùn)動到離開蹦床的過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

D.該運(yùn)動員由接觸蹦床到最低點(diǎn)的過程中一直處于失重狀態(tài)

解析：選C由題圖分析可知運(yùn)動員的重力等于500N,則運(yùn)動員的質(zhì)量為%=50kg,

根據(jù)牛頓第二定律得En—，"g="M?,解得/m=2600N,故A錯誤；由題圖分析可知運(yùn)動

員雙腳離開蹦床后最長經(jīng)過1.6S再次接觸蹦床，則離開蹦床后上升和下落的最大時間均為

0.8s,運(yùn)動員雙腳離開蹦床后的最大速度為u=gf=10X0.8m∕s=8m/s,故B錯誤；運(yùn)動員

由最低點(diǎn)向上運(yùn)動到離開蹦床的過程中，蹦床對人的支持力先大于人的重力，加速度方向向

上，處于超重狀態(tài)，經(jīng)過平衡位置后，蹦床對人的支持力小于人的重力，加速度方向向下，

處于失重狀態(tài)，故C正確；運(yùn)動員由接觸蹦床到最低點(diǎn)的過程中，蹦床對人的支持力先小于

人的重力，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，經(jīng)過平衡位置后，蹦床對人的支持力大于人的

重力，加速度方向向上，處于趣重狀態(tài)，故D錯誤。

5.如圖所示為質(zhì)量m=75kg的滑雪運(yùn)動員在傾角〃=37。的直滑道t√(rn?s-)

12p-√'BC

上由靜止開始向下滑行的速度一時間圖像，圖中的04直線是f=0時刻1。/N一

速度圖線的切線，速度圖線末段BC平行于時間軸，運(yùn)動員與滑道間的0?，/S

動摩擦因數(shù)為μ,所受空氣阻力與速度成正比，比例系數(shù)為鼠設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力，重力加速度g取Iom/s?,sin37°=0.6,cos37°=0.8,貝!)()

A.運(yùn)動員開始時做加速度增大的加速直線運(yùn)動，最后做勻速運(yùn)動

B.Z=O時刻運(yùn)動員的加速度大小為2m∕s2

C.動摩擦因數(shù)“為0.25

D.比例系數(shù)★為15kg∕s

解析：選C由速度一時間圖像可知，運(yùn)動員開始時做加速度減小的加速直線運(yùn)動，最

12—0

后做勻速運(yùn)動，故A錯誤;在Z=O時刻，圖線切線的斜率即為該時刻的加速度,故有αo=3—0

m∕s2=4m∕s2,故B錯誤；在1=0時刻開始加速時，Oo=0,由牛頓第二定律可得mgsin。一

ATOZgcos6=7〃血，最后勻速時，有Vm=IOm∕s,α≡=0,由平衡條件可得TngSilι。一Arin-

WMgCOS8=。,聯(lián)立解得〃=0.25,k=30kg∕s,故C正確，D錯誤。

6.如圖甲所示，質(zhì)量%=0.5kg、初速度加=6m/s的物塊受水平向左的恒力廠作用，

在粗糙的水平地面上從零時刻由。點(diǎn)開始向右運(yùn)動，。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，整個運(yùn)動過程中物塊

2

速率的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，g=10m∕s,下列說法正確的是（）

工

FY~~∏布

Ox∕nι

甲

A,f=2s時物塊速度為零

B.￡=3s時物塊回到。點(diǎn)

C.恒力尸大小為2N

D.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0?1

解析：選C由速度與位移關(guān)系式V2-Vo2=Iax得，物塊減速運(yùn)動時的加速度大小a?

=6m∕s2,反向加速運(yùn)動時的加速度大小m=2m/s?。物塊減速到O所用時間介=言=1s,A

項錯誤；物塊減速運(yùn)動的位移大小xι=3m,反向加速運(yùn)動2s內(nèi)的位移大小X2=]α24=4m,

所以f=3s時物塊在出發(fā)點(diǎn)的左側(cè)Im處，B項錯誤；由牛頓第二定律得，物塊減速運(yùn)動時，

有F+μmg=ma??物塊反向加速運(yùn)動時，有F~μmg=ma2,兩式聯(lián)立解得尸=2N,M=O.2,

C項正確，D項錯誤。

7.（2022?沈陽調(diào)研）如圖所示，將一盒未開封的香皂置于桌面上的一張/'?

紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，香皂盒的移動很小，幾乎觀/L?-j?

察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)，若香皂盒和紙板的質(zhì)量分別為陽和，血，各接觸

面間的動摩擦因數(shù)均為"，重力加速度為g。若本實(shí)驗(yàn)中，Wh=IOOg,Iii2=Sg,//=0.2,香

皂盒與紙板左端的距離d=0.1m,若香皂盒移動的距離超過/=0.002m,人眼就能感知，忽

略香皂盒的體積因素影響，g取IOm/sZ,為確保香皂盒移動不被人感知，紙板所需的拉力至

少是（）

A.1.41NB.1.42N

C.1410ND.1420N

解析：選B香皂盒與紙板發(fā)生相對滑動時，根據(jù)牛頓第二定律可得"膽唔=Mla1,解得

?1=2m∕s2,對紙板，根據(jù)牛頓第二定律可得尸一〃（朋1+，〃2唐=，"2。2,為確保實(shí)驗(yàn)成功，

即香皂盒移動的距離不超過∕=0.002m,紙板抽出時香皂盒運(yùn)動的最大距離為xι=%ιf∕,紙

22

板運(yùn)動距離為d+xι=τa2tl9紙板抽出后香皂盒運(yùn)動的距離為X2=7Λ√2,則l=Xl+x29由

題意知。1=的，d?t?~Uitit代入數(shù)據(jù)聯(lián)工解得F"=1.42N,故B正確，A、C、I）錯誤。

8.（多選）如圖甲所示，一質(zhì)量為m=lkg的小物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn)，M=

0時刻開始，物塊在按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F?作用下向右運(yùn)動，第3s末物塊運(yùn)動

到B點(diǎn)時速度剛好為零，第5S末物塊剛好回到A點(diǎn)，已知物塊與粗糙水平面間的動摩擦因

數(shù)"=0.2,g取10m∕s2,下列說法正確的是（）

.F∕N

f°i2：345：√s

■—?

Z∕∕Z∕∕∕∕∕∕∕Z∕∕∕∕∕∕Z∕∕ZZ/λII

AB^4r..................

甲乙

A.前3s內(nèi)，物塊的加速度逐漸減小

B.前3s內(nèi)，物塊的速度先增大后減小

C.A、B間的距離為4m

D.前3s內(nèi)物塊的平均速度為2m/s

解析：選BC物塊所受摩擦力為/=〃八=〃〃嚕=2此由題圖乙可知，前3s內(nèi)，水平

力尸逐漸減小，當(dāng)FV時，物塊做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動，當(dāng)尸=/時，物塊的速度

達(dá)到最大，之后，F(xiàn)<f,加速度反向，物塊開始做加速度增大的減速運(yùn)動，A錯誤，B正確；

在3?5s時間內(nèi)物塊在水平恒力廠作用下由8點(diǎn)勻加速直線運(yùn)動到A點(diǎn)，設(shè)加速度為a,A、

P—f4—2

B間的距離為X,則根據(jù)牛頓第二定律有F'-f=ma,解得°=-^^^=-?-m∕s2=2m∕s2,則

A、B間的距離為x=；/=[x2X22m=4m,C正確；前3s內(nèi)物塊的平均速度為U=A=

ZLt?

4

?m/s,D錯誤。

9.如圖甲所示，質(zhì)量為，"=2kg的物塊以初速度如=20m/s從圖中所示位置開始沿粗

糙水平面向右運(yùn)動，同時物塊受到一水平向左的恒力廠作用，在運(yùn)動過程中物塊速度隨時間

變化的圖像如圖乙所示，g取IOmZS2。求：

（1）物塊在0?4S內(nèi)的加速度al的大小和4~8S內(nèi)的加速度a2的大小;

⑵恒力F的大小及物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)4；

(3)8s內(nèi)恒力b所做的功。

解析：(1)由題圖乙可知，O?4s內(nèi)，物塊向右做勻減速直線運(yùn)動，4?8s內(nèi)，物塊向左

做勻加速直線運(yùn)動；

O?4§內(nèi)a1=個=當(dāng)m∕s2=5m∕s2,方向水平向左；

Ao'8,

4?8s內(nèi)i。2=~ζp-m∕s2=2m∕s2,方向水平向左。

(2)由牛頓第二定律，0?4s內(nèi)有F+μmg=ma↑94?8S內(nèi)有F^μnιg≈maι9代入數(shù)據(jù)

解得戶=7N,"=0.15。

(3)根據(jù)圖形的面積可得8s內(nèi)物塊運(yùn)動的位移x=；X4X20m-；X4X8m=24m,恒力

o

產(chǎn)做的功為W=Fxcos180=-7×24J=-168Jo

答案：(I)5m∕s22m∕s2(2)7N0.15(3)-168J

10.(2022?濟(jì)南市歷城二中測評)潛艇從海水高密度區(qū)域駛

入低密度區(qū)域時，浮力頓減，潛艇如同汽車那樣掉下懸崖，稱

之為“掉深”，曾有一些潛艇因此沉沒。某潛艇總質(zhì)量為

3.0×MNt,在高密度海水區(qū)域水下200m沿水平方向緩慢潛航，

如圖所示。當(dāng)該潛艇駛?cè)牒Ｋ兔芏葏^(qū)域時，浮力突然降為2?4X1(ΓN;10s后，潛艇官兵

迅速對潛艇減重(排水)，此后潛艇以1.0m/的加速度勻減速下沉，速度減為零后開始上浮,

到水下200m處時立即對潛艇加重(加水)后使其緩慢勻減速上浮，升到水面時速度恰好