2018年高考物理二輪復(fù)習(xí)練案:第2講直線運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律含解

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
專題一 第2講

限時(shí):40分鐘
一、選擇題(本題共8小題,其中1~4題為單選,5~8題為多選)
1.(2019·山東省淄博市一模)2018年10月19日,航天員景海鵬、陳冬順利進(jìn)入“天宮二號(hào)”,在“天宮二號(hào)”內(nèi),下列實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行的是導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084035( C )
A.用彈簧秤驗(yàn)證力的平行四邊形定則
B.用伏安法測干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻
C.用自由落體運(yùn)動(dòng)研究動(dòng)能和重力勢能轉(zhuǎn)化的規(guī)律
D.用磁鐵、線圈、靈敏電流計(jì)等探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
[解析] 用彈簧秤驗(yàn)證平行四邊形定則與重力無關(guān),故可以進(jìn)行,故A不符合題意;用伏安法測干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻與重力無關(guān),可以進(jìn)行,故B不符合題意;用自由落體運(yùn)動(dòng)研究動(dòng)能與重力勢能轉(zhuǎn)化的規(guī)律時(shí),與物體的重力有關(guān),故C不能進(jìn)行,符合題意;用磁鐵、線圈、靈敏電流計(jì)等探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件與重力無關(guān),可以進(jìn)行,故D不符合題意。本題選擇不能進(jìn)行的,故選:C。
2.2019年4月2日,哥倫比亞西南部普圖馬約省首府莫科阿市因暴雨導(dǎo)致多處發(fā)生泥石流。據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w消息,泥石流已造成206人死亡。一輛汽車正在前往救援的平直公路上勻速行駛,由于前方道路遭到嚴(yán)重破壞,司機(jī)采取緊急剎車做勻減速運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過a、b、c、d四點(diǎn),如圖所示,已知通過ab、bc和cd位移的時(shí)間之比為1:2:3,ab和cd距離分別為x1和x2,則bc段的距離為導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084036( D )

A.x1+x22        B.2x1x2x1+x2
C.3x1+4x24 D.5x1+x24
[解析] 將bc段分成時(shí)間相等的兩段,位移分別為x3、x4,將cd段分成時(shí)間相等的三段,位移分別為x5、x6、x7,設(shè)每一段時(shí)間為T,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論知,x3=x1+aT2,x4=x1+2aT2,x5=x1+3aT2,x6=x1+4aT2,x7=x1+5aT2,可知xbc=x3+x4=2x1+3aT2,x2-x1=(x5+x6+x7)-x1=3x1+12aT2-x1=2x1+12aT2,可知aT2=x2-3x112,解得xbc=5x1+x24。故選:D。
3.(2019·湖南省邵陽市二模)學(xué)校“身邊的物理”社團(tuán)小組利用傳感器研究物體的運(yùn)動(dòng)。在一小球內(nèi)部裝上無線傳感器,并將小球豎直向上拋出,通過與地面上接收裝置相連的計(jì)算機(jī)描繪出小球上拋后運(yùn)動(dòng)規(guī)律的相關(guān)圖象。已知小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力隨速度的增大而增大,則下列圖象可能是計(jì)算機(jī)正確描繪的是(已知v、t分別表示小球速度的大小、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084037( D )

[解析] 在上升階段,物體做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可知,mg+f=ma,其中f=kv,由于速度減小,阻力減小,加速度減小,當(dāng)速度達(dá)到0時(shí),小球向下做加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)mg-kv=ma可知,隨時(shí)間的延續(xù),速度增大,阻力增大,加速度減小,在v-t圖象中斜率代表加速度,故D正確。
4.(2019·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模)如圖所示,細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端,細(xì)線與斜面平行。在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,小球始終靜止在斜面上,小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084038( C )

A.T=m(acosθ-gsinθ) FN=m(gcosθ+asinθ)
B.T=m(gcosθ+asinθ) FN=m(gsinθ-acosθ)
C.T=m(gsinθ+acosθ) FN=m(gcosθ-asinθ)
D.T=m(asinθ-gcosθ) FN=m(gsinθ+acosθ)
[解析] 當(dāng)加速度a較小時(shí),小球與斜面一起運(yùn)動(dòng),此時(shí)小球受重力、繩子拉力和斜面的支持力,繩子平行于斜面;小球的受力如圖:

水平方向上
由牛頓第二定律得:Tcosθ-FNsinθ=ma……①
豎直方向上由平衡得:Tsinθ+FNcosθ=mg……②
①②聯(lián)立得:FN=m(gcosθ-asinθ),T=m(gsinθ+acosθ)。故C正確。
5.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m且用輕彈簧相連接的物塊A、B放在一傾角為θ的光滑斜面上,系統(tǒng)靜止,F(xiàn)在用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A,使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊B剛要離開固定在斜面上的擋板C時(shí),物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為d,瞬時(shí)速度為v,已知彈簧勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,則導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084039( AC )

A. 此時(shí)物塊A運(yùn)動(dòng)的距離d=2mgsinθk
B. 此時(shí)物塊A的加速度a=F-kd-mgsinθm
C. 此過程中彈簧彈性勢能的改變量ΔEp=0
D. 此過程中彈簧彈性勢能的改變量ΔEp=Fd-12mv2
[解析] 系統(tǒng)原來處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧的彈力等于A的重力沿斜面向下的分力,由胡克定律得:mgsinθ=kx1;得此時(shí)彈簧的壓縮量為:x1=mgsinθk,當(dāng)B剛離開C時(shí),彈簧的彈力等于B的重力沿斜面下的分力,根據(jù)胡克定律得:此時(shí)彈簧的伸長量為:x2=mgsinθk,則有:d=x1+x2=2mgsinθk,故A正確;由上得:x2=12d,根據(jù)牛頓第二定律得:a=F-kx2-mgsinθm=F-12kd-mgsinθm,故B錯(cuò)誤;由于開始時(shí)和B剛離開C時(shí)彈簧的壓縮量與伸長量相等,所以彈簧的彈性勢能的改變量ΔEp=0,故C正確,D錯(cuò)誤。
6.(2019·寧夏銀川九中一模)一質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間間隔t內(nèi)位移大小為s,動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084040( AC )
A.st2 B.3s2t2
C.4st2 D.3st2
[解析] 末動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍,則末速度大小為初速度大小的3倍,設(shè)質(zhì)點(diǎn)的初速度為v0,若末速度方向和初速度方向相同,則質(zhì)點(diǎn)的速度為v=v0+at=3v0,由速度位移公式得v2-v20=2as,解得a=st2;若末速度方向和初速度方向相反,則v=v0+at=-3v0,由速度位移公式得v2-v20=2as,解得a=4st2,故AC正確。
7.傾角為θ的斜面體M靜止放在粗糙水平地面上,其斜面也是粗糙的。已知質(zhì)量為m的物塊恰可沿其斜面勻速下滑。今對下滑的物塊m施加一個(gè)向左的水平拉力F,物塊仍沿斜面向下運(yùn)動(dòng),斜面體M始終保持靜止。則此時(shí)導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084041( BD )

A. 物塊m下滑的加速度等于Fcosθm
B. 物塊m下滑的加速度大于 Fcosθm
C. 水平面對斜面體M的靜摩擦力方向水平向右
D. 水平面對斜面體M的靜摩擦力大小為零
[解析] 由題意知,物塊自己能夠沿斜面勻速下滑,得mg sinθ=μmg cosθ,施加拉力F后,mg sinθ+Fcosθ-μ(mgcosθ-Fsinθ)=ma,解得a=Fcosθ+μFsinθm,所以A錯(cuò)誤;B正確;以斜面體為研究對象,受物塊的摩擦力沿斜面向下為Ff=μ(mgcosθ-Fsinθ),正壓力FN=mgcosθ-Fsinθ,又μ=tanθ,把摩擦力和壓力求和,方向豎直向下,所以斜面體在水平方向沒有運(yùn)動(dòng)的趨勢,故不受地面的摩擦力,所以D正確;C錯(cuò)誤。
8.(2019·江西省師大附中一模)如圖,水平地面上有一楔形物塊a,傾角為θ=37°,其斜面上有一小物塊b,b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連,細(xì)繩的另一端固定在斜面上。a與b之間光滑,a與b以共同速度在地面軌道的光滑段向左勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)(物塊a與粗糙地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,g=10 m/s2),則導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084042( BC )

A. 若μ=0.10,則細(xì)繩的拉力為零,地面對a的支持力變小
B. 若μ=0.10,則細(xì)繩的拉力變小,地面對a的支持力不變
C. 若μ=0.75,則細(xì)繩的拉力為零,地面對a的支持力不變
D. 若μ=0.80,則細(xì)繩的拉力變小,地面對a的支持力變小
[解析] 在光滑段運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊a及物塊b均處于平衡狀態(tài),對a、b整體受力分析,受重力和支持力,二力平衡;

對b受力分析,如圖,受重力、支持力、繩子的拉力,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,有Fcosθ-FNsinθ=0;Fsinθ+FNcosθ-mg=0;由兩式解得F=mgsinθ,F(xiàn)N=mgcosθ;
當(dāng)它們剛剛運(yùn)動(dòng)至軌道的粗糙段時(shí),減速滑行,系統(tǒng)有水平向右的加速度,而b向右的加速度最大為am=gtanθ=10×34m/s2=7.5m/s2,此時(shí)繩對b沒有拉力。若μ=0.1,則物塊a、b仍相對靜止,豎直方向加速度為零,由牛頓第二定律得到:Fsinθ+FNcosθ-mg=0;FNsinθ-Fcosθ=ma;由兩式解得:F=mgsinθ-macosθ,F(xiàn)N=mgcosθ+masinθ;即繩的張力F將減小,而a對b的支持力變大;再對a、b整體受力分析豎直方向重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力,重力和支持力二力平衡,故地面對a支持力不變,故A錯(cuò)誤,B正確;若μ=0.75,a的加速度為7.5 m/s2,物塊b的重力和支持力正好提供其運(yùn)動(dòng)的加速度,故繩的拉力為零;再對a、b整體受力分析豎直方向重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力,重力和支持力二力平衡; 故地面對a支持力不變,故C正確;若μ=0.8,則a的加速度為8 m/s2;同理可得:Fsinθ+FNcosθ-mg=0;FNsinθ-Fcosθ=ma;聯(lián)立解得F=mgsinθ-macosθ,F(xiàn)N=mgcosθ+masinθ,則細(xì)繩的拉力變。辉賹φw受力分析可知,由C的分析可知,地面對a的支持力不變,故D錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題共2小題,需寫出完整的解題步驟)
9.(2019·山東省濟(jì)寧市二模)車站、碼頭、機(jī)場等使用的貨物安檢裝置的示意圖如圖所示,繃緊的傳送帶始終保持υ=1 m/s的恒定速率運(yùn)行,AB為水平傳送帶部分且足夠長,現(xiàn)有一質(zhì)量為m=5 kg的行李包(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度的放在水平傳送帶的A端,傳送到B端時(shí)沒有被及時(shí)取下,行李包從B端沿傾角為37°的斜面滑入儲(chǔ)物槽,已知行李包與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,行李包與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8,g=10 m/s2,不計(jì)空氣阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084043

(1)行李包相對于傳送帶滑動(dòng)的距離;
(2)若B輪的半徑為R=0.2 m,求行李包在B點(diǎn)對傳送帶的壓力;
(3)若行李包滑到儲(chǔ)物槽時(shí)的速度剛好為零,求斜面的長度。
[解析] (1)行李包在水平傳送帶上有摩擦力產(chǎn)生加速度,由牛頓第二定律得:
μ1mg=ma1
所以: a1=μ1g=0.5×10=5 m/s2
行李包達(dá)到傳送帶的速度需要的時(shí)間:v=a1t1
所以:t1=va1=15=0.2 s
行李包前進(jìn)的距離:x1=12a1t21
傳送帶前進(jìn)的距離:x2=vt1
行李包相對于傳送帶的距離:Δx=x2-x1
代入數(shù)據(jù)解得:Δx=0.1 m
(2)行李包在B點(diǎn)受到重力和支持力的作用,由牛頓第二定律可知:
mg-F=mv2R
代入數(shù)據(jù)得:F=25 N
根據(jù)牛頓第三定律,行李包在B點(diǎn)對傳送帶的壓力大小是25 N,方向豎直向下。
(3)行李包在斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用,沿斜面向下的方向:
μ2mgcos37°-mgsin37°=ma2
要使它到達(dá)底部時(shí)的速度恰好為0,則:0-v2=-2a2x
代入數(shù)據(jù)解得:x=1.25 m
10.(2019·山東省淄博市一模)如圖甲所示,可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B兩物體置于一靜止長紙帶上,紙帶左端與A間距為d1=0.5 m,A與B間距為d2=1.5 m。兩物體與紙帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.1,質(zhì)點(diǎn)A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.2,現(xiàn)以恒定的加速度a=2 m/s2向右水平拉動(dòng)紙帶,重力加速度g=10 m/s2。導(dǎo)學(xué)號(hào) 86084044

(1)A物體在紙帶上的滑動(dòng)時(shí)間;
(2)在給定的坐標(biāo)系中定性畫出A、B兩物體的v-t圖象;
(3)兩物體A、B停在地面上的距離s。
[解析] (1)物體A在紙帶上滑動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律有:μ1mg=ma1
當(dāng)物體A滑離紙帶時(shí),有:12at21-12a1t21=d1
由以上二式,代入數(shù)據(jù)解得:t1=1 s
(2)A和B都先在紙帶上做勻加速后在地面上做勻減速運(yùn)動(dòng),而且兩個(gè)物體勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小均相等,則圖線的斜率相同。如圖所示。

(3)物體A離開紙帶時(shí)的速度為:v1=a1t1
兩物體在地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)有:μ2mg=ma2
物體A從開始運(yùn)動(dòng)到停在地面上過程中的總位移為:
s1=12a1t21+v212a2
物體B與A在紙帶上滑動(dòng)時(shí)加速度相同,均為a1。當(dāng)B滑離紙帶時(shí)有:
12at22-12a1t22=d1+d2
物體B離開紙帶的速度為:v2=a1t2
物體B從開始運(yùn)動(dòng)到停在地面上過程中的總位移為:
S2=12a1t22+v222a2
兩物體AB最終停止時(shí)的間距為:s=s2+d2-s1
由以上各式可得:s=3.75 m。
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