《2019年高考物理 考綱解讀與熱點(diǎn)難點(diǎn)突破 專題02 直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用熱點(diǎn)難點(diǎn)突破.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理 考綱解讀與熱點(diǎn)難點(diǎn)突破 專題02 直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用熱點(diǎn)難點(diǎn)突破.doc(14頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
專題02 直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用
1.一旅客在站臺(tái)8號(hào)車廂候車線處候車,若動(dòng)車一節(jié)車廂長(zhǎng)25米,動(dòng)車進(jìn)站時(shí)可以看做勻減速直線運(yùn)動(dòng).他發(fā)現(xiàn)第6節(jié)車廂經(jīng)過(guò)他用了4 s,動(dòng)車停下時(shí)旅客剛好在8號(hào)車廂門(mén)口(8號(hào)車廂最前頭).則該動(dòng)車的加速度大小約為( )
A.2 m/s2 B.1 m/s2
C.0.5 m/s2 D.0.2 m/s2
【答案】C
2.如圖所示, a、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2,由輕質(zhì)彈簧相連.當(dāng)用恒力F豎直向上拉著a,使a、b一起向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為x1,加速度大小為a1;當(dāng)用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a,使a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為x2,加速度大小為a2.則有( )
A.a(chǎn)1=a2,x1=x2 B.a(chǎn)1
x2 D.a(chǎn)1x2
【答案】B
【解析】以兩物體及彈簧組成的整體為研究對(duì)象,豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)-(m1+m2)g=(m1+m2)a1;沿光滑水平桌面運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)=(m1+m2)a2,比較兩式可得:a1gsinθ
【答案】AC
【解析】糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度小于v;可能先勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度與傳送帶相同后,做勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度與v相同;也可能先做加速度較大的勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大于v,故A正確;糧袋開(kāi)始時(shí)受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力,大小為μmgcosθ,根據(jù)牛頓第二定律得,加速度a=g(sinθ+μcosθ),故B錯(cuò)誤;若μ<tan θ,則重力的下滑分力大于滑動(dòng)摩擦力,故a的方向一直沿傳送帶向下,糧袋從A到B一直是做加速運(yùn)動(dòng),可能是一直以加速度g(sin θ+μcosθ)勻加速;也可能先以加速度g(sin θ+μcos θ)勻加速,后以加速度g(sin θ-μcosθ)勻加速,故C正確;由此上分析可知,糧袋從A到B不一定一直做勻加速運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.
9.如圖5甲所示,質(zhì)量為m=1 kg、帶電荷量為q=210-3 C的小物塊靜置于絕緣水平面上,A點(diǎn)左側(cè)上方存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),小物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,取g=10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是( )
圖5
A.小物塊在0~3 s內(nèi)的平均速度為 m/s
B.小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4
C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為3 000 N/C
D.物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能減少了12 J
【答案】CD
10.如圖甲所示,某人通過(guò)動(dòng)滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到一定高處,動(dòng)滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì),貨物獲得的加速度a與豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示.則下列判斷正確的是( )
A.圖線與縱軸的交點(diǎn)的絕對(duì)值為g
B.圖線的斜率在數(shù)值上等于物體的質(zhì)量m
C.圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TN=mg
D.圖線的斜率在數(shù)值上等于物體質(zhì)量的倒數(shù)
【答案】A
【解析】由題結(jié)合牛頓第二定律可得:2T-mg=ma,則有a=T-g,由aT圖象可判斷,縱軸截距的絕對(duì)值為g,A正確;圖線的斜率在數(shù)值上等于,則B、D錯(cuò)誤;橫軸截距代表a=0時(shí),TN=,則C錯(cuò)誤.
14.(多選)如圖甲所示,小物塊從光滑斜面上自由滑下,小物塊的位移x和時(shí)間的平方t2的關(guān)系如圖乙所示.g=10 m/s2,下列說(shuō)法正確的是( )
A.小物塊的加速度大小恒為2.5 m/s2
B.斜面傾角為30
C.小物塊2 s末的速度是5 m/s
D.小物塊第2 s內(nèi)的平均速度為7.5 m/s
【答案】BD
15.質(zhì)量m=50 kg的某同學(xué)站在觀光電梯地板上,用速度傳感器記錄了電梯在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化情況(以豎直向上為正方向).由圖象提供的信息可知( )
A.在0~15 s內(nèi),觀光電梯上升的高度為25 m
B.在0~15 s內(nèi),電梯地板對(duì)人的支持力做了-2 500 J的功
C.在20~25 s與25~35 s內(nèi),觀光電梯的平均速度大小均為10 m/s
D.在25~35 s內(nèi),觀光電梯在減速上升,該同學(xué)的加速度大小為2 m/s2
【答案】C
【解析】在速度-時(shí)間圖象中,與時(shí)間軸所包圍的面積即為位移,故0~15 s內(nèi)的位移為x=1015 m=75 m,故A錯(cuò)誤;5~15 s內(nèi)加速度為a== m/s2=-1 m/s2,由牛頓第二定律得FN-mg=ma,解得FN=45 N,5~15 s內(nèi)上升的高度為h=1010 m=50 m,故支持力做功為W=FNh=22 500 J,故B錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度等于初末速度之和,故v= m/s=10 m/s,故C正確;在25~35 s內(nèi),觀光電梯在減速下降,故D錯(cuò)誤.
16.如圖所示,一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng),在某時(shí)刻(t=0)將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上,已知物塊與木板的質(zhì)量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,且物塊始終在木板上.在物塊放到木板上之后,木板運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象可能是圖中的( )
【答案】A
17.在游樂(lè)場(chǎng)中,有種大型游樂(lè)機(jī)叫“跳樓機(jī)”.參加的游客被安全帶固定在座椅上,由電動(dòng)機(jī)將座椅提升到某一高處,然后由靜止釋放.座椅沿光滑桿自由下落一段高度后開(kāi)始受到壓縮空氣提供的恒定阻力,下落36 m后速度剛好減小到零,下落的總時(shí)間是6.0 s.求:(g取10 m/s2)
(1)座椅被釋放后,下落過(guò)程中速度的最大值vm;
(2)座椅被釋放后,自由下落的距離s1;
(3)有一游客質(zhì)量為60 kg,在下降過(guò)程中,座椅對(duì)該游客支持力功率的最大值Pm.
【答案】(1)12 m/s (2)7.2 m (3)9 000 W
【解析】(1)vm== m/s=12 m/s.
(2)自由下落的距離s1== m=7.2 m
(3)減速下落的距離s2=s-s1=(36-7.2)m=28.8 m
減速下落時(shí)的加速度
a2==- m/s2≈-2.5 m/s2
(說(shuō)明:正負(fù)均可)
由ma2=mg-FN可解得FN=mg-ma2=6012.5 N=750 N
支持力的功率最大值Pm=FNvm=75012 W=9 000 W
18.某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下,跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開(kāi)降落傘做減速下落.他打開(kāi)降落傘后的速度圖線如圖甲所示。降落傘用8根對(duì)稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員,每根繩與中軸線的夾角均為37,如圖乙.已知人的質(zhì)量為50 kg,降落傘質(zhì)量也為50 kg,不計(jì)人所受的阻力,打開(kāi)傘后傘所受阻力Ff與速度v成正比,即Ff=kv(g取10 m/s2,sin 53=0.8,cos 53=0.6).求:
(1)打開(kāi)降落傘前人下落的距離為多大?
(2)求阻力系數(shù)k和打開(kāi)傘瞬間的加速度a的大小和方向?
(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少?
【答案】(1)20 m (2)200 Ns/m 30 m/s2,方向豎直向上 (3)312.5 N
【解析】(1)設(shè)打開(kāi)降落傘時(shí)的速度為v0,下落高度為h0
h0==20 m
(3)設(shè)每根繩拉力為FT,以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象有:
8FTcos 37-mg=ma,
得:F=312.5 N.
由牛頓第三定律得,懸繩能承受的拉力至少為312.5 N
19.如圖甲所示,有一傾角為30的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板.開(kāi)始時(shí)質(zhì)量為m=1 kg的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上,今將水平力F變?yōu)樗较蛴?,?dāng)滑塊滑到木板上時(shí)撤去力F,木塊滑上木板的過(guò)程不考慮能量損失.此后滑塊和木板在水平面上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,g=10 m/s2.求
(1)水平作用力F的大??;
(2)滑塊開(kāi)始下滑時(shí)的高度;
(3)木板的質(zhì)量.
【答案】(1) N (2)2.5 m (3)1.5 kg
【解析】(1)對(duì)物體受力分析可得:mgsin θ = Fcos θ
代入數(shù)據(jù)可得:F= N
(3)由圖象可知,二者先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)達(dá)到共速后一塊做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2
二者共同減速時(shí)的加速度大小a1=1 m/s2,發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),木板的加速度a2=1 m/s2,滑塊減速的加速度大小a3=4 m/s2
對(duì)整體受力分析可得:a1==μ1g
可得:μ1=0.1
在0~2 s內(nèi)分別對(duì)m和M做受力分析可得:
對(duì)M:=a2
對(duì)m:=a2
代入數(shù)據(jù)解方程可得:M=1.5 kg
mgsin θ+μmgcos θ=ma2代入數(shù)據(jù)得:μ=0.25,sin θ=0.6,cos θ=0.8。
(2)對(duì)物塊整個(gè)過(guò)程分析,由動(dòng)能定理得:
mgLsin θ-μmgscos θ=0,代入數(shù)據(jù)得:s=6 m
23.如圖9所示,在水平地面上建立x軸,有一個(gè)質(zhì)量m=1 kg的木塊放在質(zhì)量為M=2 kg的長(zhǎng)木板上,木板長(zhǎng)L=11.5 m。已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1,木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.9(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)。木塊與長(zhǎng)木板保持相對(duì)靜止共同向右運(yùn)動(dòng),已知木板的左端A點(diǎn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)的速度為v0=10 m/s,在坐標(biāo)為x=21 m處的P點(diǎn)處有一擋板,木板與擋板瞬間碰撞后立即以原速率反向彈回,而木塊在此瞬間速度不變,若碰后立刻撤去擋板,g取10 m/s2,求:
圖9
(1)木板碰擋板時(shí)的速度大小v1;
(2)碰后木板與木塊剛好共速時(shí)的速度;
(3)最終木板停止運(yùn)動(dòng)時(shí)A、P間的距離。
【答案】(1)9 m/s (2)1.8 m/s 方向向左 (3)19.60 m
(2)碰后木板向左運(yùn)動(dòng),木塊向右運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知木塊的加速度大小am=μ2g=9 m/s2
木板的加速度大小aM==6 m/s2
設(shè)從木板與擋板相碰至木塊與木板共速所用時(shí)間為t
對(duì)木板v共=v1-aMt,對(duì)木塊v共=-v1+amt
得t=1.2 s
共同速度大小v共=1.8 m/s,方向向左。
(3)從木板與擋板相碰至木板與木塊共速,木板的位移大小s1=t=6.48 m
共速后木板與木塊以大小為a1=μ1g=1 m/s2的加速度向左減速至停下,木板的位移大小s2==1.62 m
最終A、P間距離sAP=L+s1+s2=19.60 m。
24.霧霾天氣會(huì)對(duì)行車安全造成很大的影響,因此在行車時(shí)司機(jī)應(yīng)打開(kāi)汽車的前霧燈和尾部雙閃燈,以保證行車安全。若在某平直公路上,有一貨車正以v1=9 m/s的速度勻速行駛,其后方有一小轎車正以v2=24 m/s的速度勻速行駛。由于霧霾的影響,小轎車司機(jī)只有到達(dá)距離貨車d=35 m的地方才能看到該貨車尾部雙閃燈發(fā)出的光,若此時(shí)小轎車司機(jī)立即剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則小轎車要經(jīng)過(guò)Δx=96 m才能停下來(lái)。兩車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可視為質(zhì)點(diǎn)。
(1)若小轎車司機(jī)剎車時(shí),前方的貨車仍以原速度向前勻速行駛,試通過(guò)計(jì)算分析兩車是否會(huì)相撞;
(2)若小轎車司機(jī)在剎車的同時(shí)給前方的貨車發(fā)出信號(hào),貨車司機(jī)經(jīng)Δt=1 s收到信號(hào)并立即以a=2 m/s2的加速度勻加速行駛,試通過(guò)計(jì)算分析兩車是否會(huì)發(fā)生相撞。
【答案】(1)相撞 (2)不會(huì)相撞
(2)設(shè)兩車速度達(dá)到相等所需的時(shí)間為t2,則有
v2-a1t2=v1+a(t2-Δt)
解得t2=3.4 s
設(shè)在t2時(shí)間內(nèi)小轎車向前行駛的距離為x1′,貨車向前行駛的距離為x2′,則有
x1′=v2t2-a1t
x2′=v1Δt+v1(t2-Δt)+a(t2-Δt)2
解得x1′=64.26 m,x2′=36.36 m
由于x1′-x2′=27.9 m<d=35 m
故此種情況下兩車不會(huì)發(fā)生相撞。
25.
粗糙的地面上放著一個(gè)質(zhì)量M=1.5 kg的斜面體,斜面部分光滑,底面與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,傾角θ=37,在固定在斜面的擋板上用輕質(zhì)彈簧連接一質(zhì)量m=0.5 kg的小球,彈簧勁度系數(shù)k=200 N/m,現(xiàn)給斜面體施加一水平向右為F的恒力作用,使整體向右以a=1 m/s2勻加速運(yùn)動(dòng).已知sin37=0.6、cos37=0.8,g=10 m/s2.
(1)求F的大?。?
(2)求出彈簧的形變量及斜面對(duì)小球的支持力大?。?
【答案】(1)6 N (2)0.017 m 3.7 N
【解析】(1)整體以a勻加速向右運(yùn)動(dòng),對(duì)整體應(yīng)用牛頓第二定律:
F-μ(M+m)g=(M+m)a,得F=6 N.
28.如圖所示為一個(gè)實(shí)驗(yàn)室模擬貨物傳送的裝置,A是一個(gè)表面絕緣、質(zhì)量為mA=2 kg的長(zhǎng)板車,車置于光滑的水平面上,在車左端放置一質(zhì)量為mB=1 kg、帶電荷量為q=+110-2 C的絕緣小貨物B,在裝置所在空間內(nèi)有一水平勻強(qiáng)電場(chǎng),可以通過(guò)開(kāi)關(guān)控制其大小及方向.先產(chǎn)生一個(gè)方向水平向右、大小E1=3102 N/C的電場(chǎng),車和貨物開(kāi)始運(yùn)動(dòng),2 s后,改變電場(chǎng),電場(chǎng)大小變?yōu)镋2=1102 N/C,方向向左,一段時(shí)間后,關(guān)閉電場(chǎng),關(guān)閉電場(chǎng)時(shí)車右端正好到達(dá)目的地,貨物到達(dá)車的最右端,且車和貨物的速度恰好為零.已知貨物與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,車不帶電,貨物體積大小不計(jì),g取10 m/s2,求第二次電場(chǎng)作用的時(shí)間.
【答案】6 s
設(shè)又經(jīng)t1時(shí)間貨物和車共速,
vB-a′Bt1=vA+a′At1
代入數(shù)據(jù)解得t1=1.2 s,此時(shí)貨物和車的共同速度
v=1.6 m/s
共速后二者一起做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小
a== m/s2
減速到0所經(jīng)歷的時(shí)間為t2==4.8 s
所以第二次電場(chǎng)的作用時(shí)間為t1+t2=6 s.
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