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專題強化三 牛頓運動定律 一 選擇題 本題共 10 小題 每小題 5 分 在每小題給出的四個選項中 有多項符合 題目要求的 全部選對的得 5 分 選對但不全的得 3 分 有選錯的得 0 分 1 2018 上海市奉賢區(qū)一模 甲車快速倒車時車尾撞上靜止的同型號的乙車車頭 導(dǎo) 致兩車司機受傷 甲車司機 乙車司機最有可能的傷情分別是 A 胸部受傷 胸部受傷 B 胸部受傷 背部受傷 C 背部受傷 胸部受傷 D 背部受傷 背部受傷 2 2018 肇慶一模 如圖 甲 所示 某同學(xué)用拖把拖地 沿推桿方向?qū)ν习咽┘油屏?F 此時推力與水平方向的夾角為 1 且拖把剛好做勻速直線運動 從某時刻開始保持力 F 的大小不變 拖把與水平方向的夾角變?yōu)?2 如圖 乙 所示 則拖把 A 將做加速運動 B 繼續(xù)做勻速運動 C 將做曲線運動 D 可能靜止 3 2018 衡水一模 如圖所示 質(zhì)量分別為 M 和 m 的 A B 兩物體疊放在一起置于光 滑水平面上 兩物體之間用輕彈簧相連 B 上表面水平且光滑 用水平拉力 F 向右拉 A 兩 物體一起向右加速運動時 A B 間彈簧的長度為 L1 用水平拉力 F 向右拉 B 兩物體一起 向右加速運動時 A B 間彈簧的長度為 L2 則彈簧的原長為 A B ML1 mL2M m mL1 ML2M m C D ML1 mL2M m mL1 ML2M m 4 2018 全國卷 如圖 輕彈簧的下端固定在水平桌面上 上端放有物塊 P 系統(tǒng) 處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)用一豎直向上的力 F 作用在 P 上 使其向上做勻加速直線運動 以 x 表 示 P 離開靜止位置的位移 在彈簧恢復(fù)原長前 下列表示 F 和 x 之間關(guān)系的圖象可能正確 的是 5 多選 2018 洛陽二模 如圖 長木板 C 置于光滑水平地面上 A B 兩物塊放在 木板上 已知 A B C 的質(zhì)量 mA mC m mB 2 m A B 兩物塊與木板間的動摩擦因數(shù)都為 且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 現(xiàn)用水平向左的力 F 作用在 A 物塊上 當(dāng) F 由 0 逐 漸增大時 下列說法錯誤的是 A 當(dāng) F mg 時 A 與 C 開始相對滑動 B 當(dāng) F 2 mg 時 B 所受摩擦力大小為 4 mg3 C 一直增大 F B 的最大加速度為 g D 無論 F 多大 B 和 C 總保持相對靜止 6 2018 太原二模 如圖所示 足夠長的 傾角為 30 的光滑斜面上 擋板 C 與斜 面垂直 質(zhì)量均為 m 的 A B 兩相同物塊與勁度系數(shù)為 k 的輕彈簧兩端相連 在 C 的作用下 處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)給 A 施加沿斜面向上的恒力 F 使 A B 兩物塊先后開始運動 已知彈簧 始終在彈性限度內(nèi) 下列判斷正確的是 A 恒力 F 的值一定大于 mg B 物塊 B 開始運動時 物塊 A 的加速度為 F mgm C 物塊 B 開始運動時 A 發(fā)生位移的值為 mg2k D 當(dāng)物塊 B 的速度第一次最大時 彈簧的形變量為 mgk 7 2018 濰坊二模 一架無人機質(zhì)量為 2 kg 運動過程中空氣阻力大小恒定 該無 人機從地面由靜止開始豎直向上運動 一段時間后關(guān)閉動力 其 v t 圖象如圖所示 g 取 10 m s2 下列判斷正確的是 A 無人機上升的最大高度為 72 m B 6 8 s 內(nèi)無人機下降 C 無人機的升力大小為 28 N D 無人機所受阻力大小為 4 N 8 多選 2018 重慶模擬 如圖所示 表面粗糙且足夠長的傳送帶與水平面夾角為 以速度 v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動 在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為 m 的小木塊 小木塊 的速度隨時間變化的圖象可能符合實際的是 9 2018 德州一模 如圖所示 一質(zhì)量為 M 2 kg 傾角為 45 的斜面體放在光 滑水平地面上 斜面上疊放一質(zhì)量為 m 1 kg 的光滑楔形物塊 物塊在水平恒力 F 作用下 與斜面體一起恰好保持相對靜止地向右運動 重力加速度為 g 10 m s2 下列判斷正確的 是 A 物塊對斜面的壓力大小 FN 5 N2 B 斜面體的加速度大小為 a 5 m s 2 C 水平恒力大小 F 10 N D 若水平作用力 F 作用到 M 上系統(tǒng)仍保持相對靜止 則 F 將變小 10 多選 2018 江蘇一模 如圖所示 兩個物體 A 和 B 通過輕繩相連 繩與滑輪間 的摩擦可忽略不計 開始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài) 各段輕繩均在豎直方向上 已知物體 B 的質(zhì) 量為 m 重力加速度為 g 現(xiàn)對物體 B 施加一豎直向下 大小為 mg 的恒力 F 下列說法中正 確的是 A 物體 A 和動滑輪的總質(zhì)量為 2m B 施加外力后 物體 B 的加速度大小為 g 12 C 施加外力后 物體 B 的加速度大小為 g 23 D 系統(tǒng)加速過程中 輕繩的張力大小為 mg 43 二 實驗題 本題 1 小題 共 8 分 11 2018 云南師范大學(xué)附中模擬 為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù) 某同學(xué)設(shè) 計了如圖所示的裝置進行實驗 實驗中 當(dāng)木塊 A 位于水平桌面上的 O 點時 重物 B 剛好 接觸地面 不考慮 B 反彈對系統(tǒng)的影響 將 A 拉到 P 點 待 B 穩(wěn)定后 A 由靜止釋放 最 終滑到 Q 點 分別測量 PO OQ 的長度 h 和 s 1 實驗開始時 發(fā)現(xiàn) A 釋放后會撞到滑輪 為了解決這個問題 可以適當(dāng) 填 增大 或 減小 重物 B 的質(zhì)量 2 滑塊 A 在 PO 段和 OQ 段運動的加速度的比值為 3 實驗測得 A B 的質(zhì)量分別為 m M 可得滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù) 的表達式 為 用 m M h s 表示 4 以下能減小實驗誤差的是 填序號 A 改變 h 測量多組 h 和 s 的值 算出結(jié)果求平均值 B 增加細線的長度 C 減小細線與滑輪的摩擦 三 計算題 本題共 4 小題 共 42 分 12 10 分 2018 寧波模擬 低空跳傘大賽受到各國運動員的喜愛 如圖所示為某次 跳傘大賽運動員在一座高為 H 179 m 的懸崖邊跳傘時的情景 運動員離開懸崖時先做自由 落體運動 一段時間后 展開降落傘 以 a 8 m s2的加速度勻減速下降 已知運動員和 傘包的總質(zhì)量為 80 kg 為了運動員的安全 運動員落地時的速度不能超過 4 m s 求 1 運動員 含傘包 展開降落傘后所受的空氣阻力 f 2 為了運動員的安全 展開傘時的最大速度是多少 3 如果以下落的快慢決定比賽的勝負 為了贏得比賽的勝利 運動員在空中運動的最 短時間是多大 13 10 分 2018 上海二模 如圖所示 甲和乙是放在水平地面上的兩個小物塊 可 視為質(zhì)點 質(zhì)量分別為 m1 2 kg m2 3 kg 與地面間的動摩擦因數(shù)相同 初始距離 L 170 m 兩者分別以 v1 10 m s 和 v2 2 m s 的初速度同時相向運動 經(jīng)過 t 20 s 的 時間兩者發(fā)生碰撞 求物塊與地面間的動摩擦因數(shù) 某同學(xué)解法如下 因動摩擦因數(shù)相同 故它們在摩擦力作用下加速度的大小是相同的 由牛頓第二定律 得到加速度的大小 a g 設(shè)兩物體在 t 20 s 的時間內(nèi)運動路程分別為 s1和 s2 則有 s1 v1t at2 s2 v2t at2 考慮到 s1 s2 L 即可聯(lián)立解出 12 12 你認(rèn)為該同學(xué)的解答是否合理 若合理 請解出最后結(jié)果 若不合理 請說明理由 并用你自己的方法算出正確結(jié)果 14 10 分 2018 浙江名校第二次聯(lián)考 如圖所示 某次滑雪訓(xùn)練 運動員站在水平 雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力 F 84 N 而從靜止向前滑行 其作用 時間為 t1 1 0 s 撤除水平推力 F 后經(jīng)過 t2 2 0 s 他第二次利用滑雪杖對雪面的作用 獲得同樣的水平推力 作用距離與第一次相同 已知該運動員連同裝備 可視為質(zhì)點 的總 質(zhì)量為 m 60 kg 在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為 Ff 12 N 求 1 第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小及這段時間內(nèi)的位移 2 t 3 0 s 時運動員的速度大小 3 該運動員第二次撤除水平推力后能滑行的最大距離 15 12 分 2018 海淀一模 如圖所示 足夠長的水平傳送帶沿順時針方向以 v0 2 m s 的速度勻速轉(zhuǎn)動 A B 兩個完全相同的小物塊從 M 點和 N 點同時以 v 4 m s 的初速度 相向運動 已知小物塊 A B 在傳送帶上運動的過程中恰好不會發(fā)生碰撞 小物塊 A B 均 可視為質(zhì)點且與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 0 4 重力加速度 g 取 10 m s2 求 1 兩個小物塊相對傳送帶運動時間的差值 2 M 點和 N 點之間的距離 專題強化三 牛頓運動定律 1 C 甲車快速倒車撞到乙車上而停止運動 由于慣性 甲車司機相對于甲車向后運 動而使背部受傷 乙車靜止 乙車車頭由于受到撞擊而向后運動 乙車司機相對于乙車向 前運動而造成胸部受傷 C 選項正確 2 D 推力與水平方向的夾角為 1 拖把剛好做勻速直線運動 處于受力平衡狀態(tài) 根據(jù)平衡條件可知 豎直方向上 Fsin 1 mg FN 水平方向上 Fcos 1 Ff 其中 Ff F N 解得 Fcos 1 Fsin 1 mg 拖把與水平方向的夾角增大為 2時 Fcos 2 Fsin 2 mg 拖把可能靜止 D 選項正確 3 A 用水平拉力 F 向右拉 A 研究系統(tǒng)的受力情況 根據(jù)牛頓第二定律可知 F M m a1 研究物體 A 的受力 F kx1 ma1 其中 L0 L1 x1 同理 用水平拉力 F 向 右拉 B F M m a2 kx2 ma2 其中 L0 L2 x2 a1 a2 聯(lián)立解得彈簧的原長 L0 A 選項正確 ML1 mL2M m 4 A 物塊 P 開始處于平衡狀態(tài) 重力與彈簧彈力等大反向 mg kx0 物塊 P 做勻加 速直線運動 根據(jù)牛頓第二定律可知 F k x0 x mg ma 解得 F k x x0 m a g F x 圖象為傾斜直線 縱軸截距為 m a g 故 A 選項正確 5 ABC 當(dāng)系統(tǒng)相對靜止時 研究 BC 整體的受力情況 最大靜摩擦力為 fA mg 最大加速度 am 研究整體的受力情況 F 4 ma 即當(dāng) F 時 A 與 fA3 m g3 4 mg3 4 mg3 C 開始相對滑動 A 選項錯誤 當(dāng) F 2 mg 時 AC 相對滑動 BC 受到最大靜摩擦力作用 加速度最大為 am 此時 B 受到的摩擦力大小為 2mam B C 選項錯誤 由 C 的 g3 2 mg3 分析可知 BC 間的靜摩擦力足夠提供 B 物體的加速度 無論 F 多大 B 和 C 始終保持相對 靜止 D 選項正確 6 B 分析可知 彈簧彈力等于物塊 B 沿斜面向下重力的分力時 開始運動 F 彈 mgsin30 如果此時物塊 A 做減速運動 即 F F 彈 mgsin30 mg A 選項錯誤 物 塊 B 開始運動時 物塊 A 的加速度為 a B 選項正確 開始 F F彈 mgsin30 m F mgm 時 彈簧處于壓縮狀態(tài) x1 物塊 B 開始運動時 彈簧處于伸長狀態(tài) mgsin30 k mg2k x2 物塊 A 發(fā)生位移 x x1 x2 C 選項錯誤 當(dāng)物塊 B 的速度第一次 mgsin30 k mg2k mgk 最大時 合力為零 kx mgsin30 彈簧的形變量 x D 選項錯誤 mg2k 7 D 速度 時間圖象圍成的面積表示位移大小 無人機上升的最大高度為 96 m A 選項錯誤 6 8 s 內(nèi) 無人機豎直向上做勻減速直線運動 速度為正 B 選項錯誤 速度 時間圖象的斜率表示加速度大小 6 8 s 內(nèi)加速度大小 a2 12 m s2 根據(jù)牛頓第二定 律得 mg f ma2 解得無人機所受阻力大小 f 4 N D 選項正確 同理 0 6 s 內(nèi)加速 度大小 a1 4 m s2 根據(jù)牛頓第二定律得 F mg f ma1 解得無人機的升力大小 F 32 N C 選項錯誤 8 BC 小物塊初速度為零 受到沿傾斜傳送帶向下的滑動摩擦力作用 做勻加速直線 運動 由于傳送帶足夠長 小物塊后續(xù)與傳送帶共速 如果 mg cos mgsin 則小物 塊受到沿傾斜傳送帶向上的摩擦力作用 向下做勻加速直線運動 加速度減小 C 選項正 確 如果 mg cos mgsin 小物塊受力平衡 向下做勻速直線運動 B 選項正確 9 B 物塊與斜面體保持相對靜止 共同向右加速 根據(jù)牛頓第二定律可知 F M m a F 地 M m g 研究斜面體的受力情況 物塊對斜面的壓力為 F N 水平方 向上 FNsin Ma 豎直方向上 FNcos Mg F 地 聯(lián)立解得 a 5 m s2 水平恒力 F 15 N 物塊對斜面的壓力 FN 10 N B 選項正確 A C 選項錯誤 若水平作用力 F2 作用到 M 上系統(tǒng)仍保持相對靜止 則水平作用力方向向左 F M m a mgtan45 ma 聯(lián)立解得 F 30 N 變大 D 選項錯誤 10 ACD 系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài) 物體 B 的重力等于繩子的拉力 根據(jù)動滑輪的規(guī)律可知 物體 A 和動滑輪的總質(zhì)量為 2m A 選項正確 施加外力后 物體 B 的加速度等于物體 A 加 速度的二倍 對于物體 B F mg FT ma 對于物體 A 2FT 2 mg 2 m 聯(lián)立解得 a2 a g F mg B 選項錯誤 C D 選項正確 23 43 11 1 減小 2 3 sh Mhm h s Ms 4 AC 解析 1 A 釋放后會撞到滑輪 說明 A 的動能較大 根據(jù)能量守恒可知 B 重力勢能 的減少量較大 故需要適當(dāng)減小重物 B 的質(zhì)量 進而減小 B 的動能 2 滑塊 A 在 PO 段做勻加速直線運動 在 OQ 段做勻減速直線運動 根據(jù)運動學(xué)公式可 知 a 即加速度之比等于位移的反比 aOP aOQ s h v22x 3 滑塊 A 在 PO 段運動過程中 根據(jù)牛頓第二定律可知 Mg mg M m aPO 滑塊 A 在 OQ 段運動過程中 aOQ g 聯(lián)立解得 Mhm h s Ms 4 改變 h 測量多組 h 和 s 的值 算出結(jié)果求平均值 可以減少偶然誤差 A 選項正 確 減小細線與滑輪的摩擦 可以減少系統(tǒng)誤差 C 選項正確 12 1 1 440 N 方向向上 2 40 m s 3 8 5 s 解析 1 展開降落傘后 分析運動員 含傘包 的受力情況 根據(jù)牛頓第二定律可知 f Mg Ma 解得 f 1 440 N 方向豎直向上 2 展開降落傘之前 運動員做自由落體運動 根據(jù)運動學(xué)公式可知 v 2 gx 20 展開降落傘之后 v2 v 2 a H x 20 聯(lián)立解得 v0 40 m s 3 運動員在空中先做自由落體運動 后做勻減速直線運動時 在空中時間最短 自由落體運動過程中 t1 4 s v0g 勻減速直線運動的時間 t2 4 5 s v0 va 最短時間 t t1 t2 8 5 s 13 該同學(xué)解法不合理 因為未考慮物體是否停止 物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為 0 02 解析 解答與評分標(biāo)準(zhǔn) 該同學(xué)的解答不合理 因為四式聯(lián)立 代入數(shù)據(jù)后解得 a 0 175 m s 2 經(jīng)過時間 t 20 s 兩物塊的速度分別為 v 1 v1 at v 2 v2 at 代入數(shù)據(jù)得 v 1 6 5 m s v 2 1 5 m s v 2 0 表明物塊乙在 20 s 之前就已經(jīng)停止運動 故該同學(xué)解答不合理 正確解答 物塊 2 停止運動前滑行的距離 s2 v22a 將相碰之前的位移關(guān)系 s1 s2 L 具體為 v1t at2 L 12 v22a 代入數(shù)據(jù)得 100 a2 15 a 1 0 解得 a 0 2 m s 2和 a 0 05 m s 2 舍去 再由 a g 得 0 02 14 1 1 2 m s 0 6 m 2 8 m s 3 5 2 m 解析 1 運動員利用滑雪杖獲得的加速度為 a1 1 2 m s 2 F Ffm 第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小 v1 a1t1 1 2 m s 位移 x1 a1t 0 6 m 12 21 2 運動員停止使用滑雪杖后 加速度大小為 a2 經(jīng)時間 t2速度變?yōu)?Ffm v 1 v1 a2t2 0 8 m s 3 第二次利用滑雪杖獲得的速度大小 v2 則 v v 2 a1x12 21 第二次撤除水平推力后滑行的最大距離 x2 v22a2 解得 x2 5 2 m 15 1 1 s 2 5 m 解析 1 小物塊受到的摩擦力提供加速度 根據(jù)牛頓第二定律可知 a g 4 m s 2 兩個小物塊恰好不發(fā)生碰撞 最終與傳送帶共速 小物塊 A 向右減速至與傳送帶共速的過程 tA 0 5 s v v0a 小物塊 B 向左減速至 0 再反向加速至與傳送帶共速的過程 tB 1 5 s v v0a 兩個小物塊相對傳送帶運動時間的差值 t tB tA 1 s 2 兩小物塊剛好不發(fā)生相撞 最終處于同一位置 tB 1 5 s 內(nèi) 小物塊 A 向右運動的位移 xA v0 tB tA 3 5 m v2 v202a 小物塊 B 向左運動的位移 xB 1 5 m v2 v202a M 點和 N 點之間的距離 x xA xB 5 m