【先學(xué)后教新思路】2020高考物理一輪復(fù)習(xí)-教案11-牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析

牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析(限時(shí)：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1．放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖1所示．取重力加速度g＝10m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為 ()圖1A．m＝0.5kg，μ＝0.4B．m＝1.5kg，μ＝0.4C．m＝0.5kg，μ＝0.2D．m＝1.5kg，μ＝0.2答案A2．如圖2所示，圖2小車上有一根固定的水平橫桿，橫桿左端固定的輕桿與豎直方向成θ角，輕桿下端連接一小鐵球；橫桿右端用一根細(xì)線懸掛一相同的小鐵球，當(dāng)小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線保持與豎直方向成α角，若θ<α，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A．輕桿對(duì)小球的彈力方向沿著輕桿方向向上B．輕桿對(duì)小球的彈力方向與細(xì)線平行向上C．小車確定以加速度gtanα向右做勻加速運(yùn)動(dòng)D．小車確定以加速度gtanθ向右做勻加速運(yùn)動(dòng)答案B3.如圖3所示，水平傳送帶足夠長(zhǎng)，傳送帶始終順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)為1米的薄木板A的正中心放置一個(gè)小木塊B，A和B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，A和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，薄木板的質(zhì)量是木塊質(zhì)量的2倍，輕輕把AB整體放置在傳送帶的中心，設(shè)傳送帶始終繃緊并處于水平狀態(tài)，g取10m/s2，在剛放上很短的時(shí)間內(nèi)，A、B的加速度大小分別為 ()圖3A．6.5m/s2、2m/s2B．5m/s2、2m/s2C．5m/s2、5m/s2D．7.5m/s2、2m/s2答案A4.如圖4所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個(gè)豎直擋板攔?。F(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽視一切摩擦，以下說(shuō)法中正確的是 ()圖4A．若加速度足夠小，豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零B．若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零C．斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于maD．斜面對(duì)球不僅有彈力，而且該彈力是一個(gè)定值答案D解析設(shè)球的質(zhì)量為m，斜面傾角為θ，斜面給球的彈力為F1，豎直擋板給球的彈力為F2.對(duì)球受力分析，如圖所示．由牛頓其次定律得：F1cosθ－mg＝0，F(xiàn)2－F1sinθ＝ma解得F1＝eq\f(mg,cosθ)是定值，F(xiàn)2＝mgtanθ＋ma，故A、B錯(cuò)，D正確；球所受斜面、擋板的力以及重力的合力為ma，故C錯(cuò)．二、多項(xiàng)選擇題5．牛頓第確定律和牛頓其次定律共同確定了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列相關(guān)描述正確的是()A．力是使物體產(chǎn)生加速度的緣由，沒(méi)有力就沒(méi)有加速度B．力是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，質(zhì)量打算著慣性的大小C．速度變化越快的物體慣性越大，勻速運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)沒(méi)有慣性D．質(zhì)量越小，慣性越大，外力作用的效果越明顯答案AB6．如圖5所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的勻加速運(yùn)動(dòng)．小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則在這個(gè)過(guò)程中，木塊受到的摩擦力大小是 ()圖5A．μma B．maC.eq\f(mF,M＋m) D．F－Ma答案BCD7.在2010年上海世博會(huì)風(fēng)洞飛行表演上，若風(fēng)洞內(nèi)向上的風(fēng)速、風(fēng)量保持不變，讓質(zhì)量為m的表演者通過(guò)身姿調(diào)整，可轉(zhuǎn)變所受向上的風(fēng)力大小，以獲得不同的運(yùn)動(dòng)效果．假設(shè)人體受風(fēng)力大小與有效面積成正比，已知水平橫躺時(shí)受風(fēng)力有效面積最大，站立時(shí)受風(fēng)力有效面積最小，為最大值的1/8.風(fēng)洞內(nèi)人可上下移動(dòng)的空間總高度為H.開(kāi)頭時(shí)，若人體與豎直方向成確定角度傾斜時(shí)，受風(fēng)力有效面積是最大值的一半，恰好可以靜止或勻速漂移．現(xiàn)人由靜止開(kāi)頭從最高點(diǎn)A以向下的最大加速度勻加速下落，如圖6所示，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后，再以向上的最大加速度勻減速下落，到最低點(diǎn)C處速度剛好為零，則下列說(shuō)法中正確的有 ()圖6A．人向上的最大加速度是eq\f(1,2)gB．人向下的最大加速度是eq\f(3,4)gC．BC之間的距離是eq\f(3,7)HD．BC之間的距離是eq\f(1,2)H答案BC三、非選擇題8．質(zhì)量為0.3kg的物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，圖7中a、b直線分別表示物體受水平拉力和不受水平拉力時(shí)的v－t圖象，則求：(取g＝10m/s2)圖7(1)物體受滑動(dòng)摩擦力多大？(2)水平拉力多大？答案見(jiàn)解析解析(1)由題圖知圖線a的加速度為a1＝－eq\f(1,3)m/s2圖線b的加速度為a2＝－eq\f(2,3)m/s2依據(jù)牛頓其次定律得，摩擦力Ff＝ma2＝－0.2N，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反(2)依據(jù)牛頓其次定律得：F＋Ff＝ma1＝－0.1N所以F＝0.1N，方向與運(yùn)動(dòng)方向相同．9．如圖8甲所示，質(zhì)量為m＝2kg的物塊放在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用一水平外力F作用在物塊上，物塊運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力的大小為Ff＝5N，重力加速度g取10m/s2，求：圖8(1)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)物塊所受拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；(3)2s末物塊的速度v.答案(1)0.25(2)F＝(5＋4t)N(3)4m/s解析(1)設(shè)地面對(duì)物塊的支持力為FN，則Ff＝μFN又FN＝mg解得μ＝0.25(2)依據(jù)牛頓其次定律，有F－Ff＝ma由題圖乙可知a＝kt其中k＝2m/s3所以F＝(5＋4t)N(3)a－t圖象所圍面積表示速度的變化量，2s內(nèi)物塊速度的變化量為Δv＝eq\f(1,2)×2×4m/s＝4m/s由于0時(shí)刻物塊速度為0，故2s末物塊的速度v＝4m/s.圖910．如圖9所示，質(zhì)量M＝1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m＝1kg、大小可以忽視的鐵塊，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.4，取g＝10m/s2，試求：(1)若木板長(zhǎng)L＝1m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F＝8N，經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端？(2)若在木板(足夠長(zhǎng))的左端施加一個(gè)大小從零開(kāi)頭連續(xù)增加的水平向左的拉力F，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，在圖10中畫出鐵塊受到的摩擦力Ff隨F變化的圖象．圖10答案(1)1s(2)見(jiàn)解析圖解析(1)對(duì)鐵塊依據(jù)牛頓其次定律F－μ2mg＝ma1x1＝eq\f(1,2)a1t2對(duì)木板依據(jù)牛頓其次定律μ2mg－μ1(mg＋Mg)＝Ma2x2＝eq\f(1,2)a2t2x1－x2＝L聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得：t＝1s(2)對(duì)鐵塊與木板組成的系統(tǒng)：F≤μ1(M＋m)g＝2N時(shí)，拉力F小于地面對(duì)系統(tǒng)的摩擦力，系統(tǒng)不會(huì)滑動(dòng)，鐵塊受到的摩擦力Ff＝0.當(dāng)系統(tǒng)所受拉力大于2N時(shí)，在木板與鐵塊之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)前，系統(tǒng)具有共同的加速度，有F－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a①對(duì)m