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2019-2020年高三物理一輪 第3章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》第二講 (本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂！) 一、選擇題 1.為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯．無(wú)人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程，如右圖所示．那么下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．顧客始終受到三個(gè)力的作用 B．顧客始終處于超重狀態(tài) C．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下 D．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下 解析：　當(dāng)電梯勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，顧客只受兩個(gè)力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對(duì)；由受力分析可知，加速時(shí)顧客對(duì)扶梯有水平向左的摩擦力，故此時(shí)顧客對(duì)扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時(shí)沒(méi)有摩擦力，此時(shí)方向豎直向下，故選C. 答案：　C 2.如右圖所示，一個(gè)盛水的容器底部有一小孔．靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水，假設(shè)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(dòng)，且忽略空氣阻力，則(　　) A．容器自由下落時(shí)，小孔向下漏水 B．將容器豎直向上拋出，容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔向下漏水；容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔不向下漏水 C．將容器水平拋出，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水 D．將容器斜向上拋出，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏水 解析：　容器在自由下落、豎直向上拋出、水平拋出、斜向上拋出的運(yùn)動(dòng)中都處于完全失重狀態(tài)，對(duì)容器底部的壓力均為零，所以不向下漏水，只有D項(xiàng)正確． 答案：　D 3.如右圖所示，水平地面上的物體質(zhì)量為1 kg，在水平拉力F＝2 N的作用下從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，前2 s內(nèi)物體的位移為3 m；則物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(　　) A．3 m/s2　　　　　　　　 B．2 m/s2 C．1.5 m/s2 D．0.75 m/s2 解析：　物體從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，前2 s內(nèi)位移為3 m，設(shè)物體加速度為a，則x＝at2/2，代入數(shù)據(jù)解得a＝1.5 m/s2，即物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.5 m/s2，選項(xiàng)C正確． 答案：　C 4.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)如右圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力 C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng) D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下 解析：　曉敏在這段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒(méi)有改變，A選項(xiàng)錯(cuò)；曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，B選項(xiàng)錯(cuò)，以豎直向下為正方向，有：mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝g/5，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C選項(xiàng)錯(cuò)，D選項(xiàng)正確． 答案：　D 5．(xx深圳調(diào)研)用40 N的水平力F拉一個(gè)靜止在光滑水平面上、質(zhì)量為20 kg的物體，力F作用3 s后撤去，則第5 s末物體的速度和加速度的大小分別是(　　) A．v＝6 m/s，a＝0 B．v＝10 m/s，a＝2 m/s2 C．v＝6 m/s，a＝2 m/s2 D．v＝10 m/s，a＝0 答案：　A 6.如右圖所示，質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長(zhǎng)的固定斜面上滑，斜面傾角為θ，物塊與該斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tan θ，下圖表示該物塊的速度v和所受摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖線(以初速度v0的方向?yàn)檎较?中可能正確的是(　　) 解析：　因?yàn)棣?tan θ，所以重力沿斜面向下的分力小于滑動(dòng)摩擦力，物體沿斜面上滑時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)，所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)速度減為零時(shí)，物體靜止，受到靜摩擦力，故選項(xiàng)C正確． 答案：　C 7.如右圖所示，在小車(chē)中懸掛一小球，若偏角θ未知，而已知擺球的質(zhì)量為m，小球隨小車(chē)水平向左運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝2g(取g＝10 m/s2)，則繩的張力為(　　) A．10m B.m C．20m D．(50＋8)m 解析：　小球受重力mg和繩的拉力FT兩個(gè)力的作用，受力情況如圖所示．根據(jù)平行四邊形定則，重力mg和繩的拉力FT的合力F的方向水平向左，由牛頓第二定律有F＝ma＝2mg＝20m，由勾股定理得F＝(mg)2＋F2，所以FT＝10m. 答案：　A 8．如圖甲所示，A、B兩物體疊放在光滑水平面上，對(duì)物體A施加一水平力F，F(xiàn)－t圖象如圖乙所示，兩物體在力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止，規(guī)定水平向右為正方向，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．兩物體在4 s時(shí)改變運(yùn)動(dòng)方向 B．在1 s～3 s時(shí)間內(nèi)兩物體間摩擦力為零 C．6 s時(shí)兩物體的速度為零 D．B物體所受的摩擦力方向始終與力F的方向相同 解析：　兩物體在0～1 s內(nèi)，做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，在1 s～3 s內(nèi)，做勻加速運(yùn)動(dòng)，在3 s～4 s內(nèi)，做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，在4 s～6 s內(nèi)，做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，故兩物體一直向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，A、C錯(cuò)誤，D正確，1 s～3 s時(shí)間內(nèi)兩物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)B進(jìn)行受力分析可知兩物體間的摩擦力不為零，B錯(cuò)誤． 答案：　D 9．圖甲是某景點(diǎn)的山坡滑道圖片，為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時(shí)間．技術(shù)人員通過(guò)測(cè)量繪制出如圖乙所示的示意圖．AC是滑道的豎直高度，D點(diǎn)是AC豎直線上的一點(diǎn)，且有AD＝DE＝10 m，滑道AE可視為光滑，滑行者從坡頂A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿滑道AE向下做直線滑動(dòng)，g取10 m/s2，則滑行者在滑道AE上滑行的時(shí)間為(　　) A. s B．2 s C. s D．2 s 解析：　AE兩點(diǎn)在以D為圓心半徑為R＝10 m的圓上，在AE上的滑行時(shí)間與沿AD所在的直徑自由下落的時(shí)間相同，t＝＝2 s，選B. 答案：　B 10.(xx福建理綜)質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用．F隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示．重力加速度g取10 m/s2，則物體在t＝0至t＝12 s這段時(shí)間的位移大小為(　　) A．18 m B．54 m C．72 m D．198 m 解析：　物體與地面間最大靜摩擦力Ff＝μmg＝0.2210 N＝4 N．由題給F－t圖象知0～3 s內(nèi)，F(xiàn)＝4 N，說(shuō)明物體在這段時(shí)間內(nèi)保持靜止不動(dòng).3～6 s內(nèi)，F(xiàn)＝8 N，說(shuō)明物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a＝＝2 m/s2.6 s末物體的速度v＝at＝23＝6 (m/s)，在6～9 s內(nèi)物體以6 m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng).9～12 s內(nèi)又以2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，作v－t圖象如下．故0～12 s內(nèi)的位移x＝36＋36＋(6＋12)3＝54 (m)．故B項(xiàng)正確． 答案：　B 二、非選擇題 11．一小轎車(chē)從高為10 m、傾角為37的斜坡頂端從靜止開(kāi)始向下行駛，當(dāng)小轎車(chē)到達(dá)底端時(shí)進(jìn)入一水平面，在斜坡底端115 m的地方有一池塘，發(fā)動(dòng)機(jī)在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2103 N，在水平地面上調(diào)節(jié)油門(mén)后，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1.4104 N，小轎車(chē)的質(zhì)量為2 t，小轎車(chē)與斜坡及水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5(g取10 m/s2)．求： (1)小轎車(chē)行駛至斜坡底端時(shí)的速度； (2)為使小轎車(chē)在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時(shí)間不能超過(guò)多少？(轎車(chē)在行駛過(guò)程中不采用剎車(chē)裝置) 解析：　(1)小轎車(chē)在斜坡上行駛時(shí)，由牛頓第二定律得F1＋mgsin 37－μmgcos 37＝ma1 代入數(shù)據(jù)得a1＝3 m/s2 由v＝2a1x1＝2a1h/sin 37 得行駛至斜坡底端時(shí)的速度v1＝10 m/s (2)在水平地面上加速時(shí)，由牛頓第二定律得F2－μmg＝ma2 代入數(shù)據(jù)得a2＝2 m/s2 關(guān)閉油門(mén)后減速μmg＝ma3 代入數(shù)據(jù)得a3＝5 m/s2 關(guān)閉油門(mén)時(shí)轎車(chē)的速度為v2 ＋＝x2 得v2＝20 m/s t＝＝5 s 即在水平地面上加速的時(shí)間不能超過(guò)5 s. 答案：　(1)10 m/s　(2)5 s 12.(xx安徽理綜)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如右圖所示．g取10 m/s2，求： (1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)水平推力F的大??； (3)0～10 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小． 解析：　此題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)． (1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt2、初速度為v20、末速度為v2t、加速度為a2，則 a2＝＝－2 m/s2① 設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律，有 Ff＝ma2② Ff＝－μmg③ 聯(lián)立②③得 μ＝＝0.2.④ (2)設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為Δt1、初速度為v10、末速度為v1t、加速度為a1，則 a1＝＝1 m/s2⑤ 根據(jù)牛頓第二定律，有 F－Ff＝ma1⑥ 聯(lián)立③⑥得F＝μmg＋ma1＝6 N. (3)解法一：由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式，得 x＝x1＋x2＝v10Δt1＋a1Δt＋v20Δt2＋a2Δt＝46 m 解法二：根據(jù)v－t圖象圍成的面積，得 x＝＝46 m. 答案：　(1)0.2　(2)6 N　(3)46 m