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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習 專題一 力與直線運動 1.3 牛頓運動定律及其應(yīng)用課時作業(yè) A組 一、選擇題 1.下列說法正確的是(　　) A．物體的速度越大，說明它受到的外力越大 B．物體的加速度在改變，說明它受到的合外力大小一定改變 C．靜止在水平桌面上的物體受到了垂直桌面向上的支持力，該力所產(chǎn)生的加速度不為零 D．一個人從地面跳起來，說明地面對人的支持力大于人對地面的壓力 解析：物體速度大小與受力大小無關(guān)，故A錯誤；當物體只有加速度方向發(fā)生變化時，加速度發(fā)生變化，但合外力的大小不變，故B錯誤；由于物體所受支持力不為零，所以對應(yīng)的加速度不為零，故C正確；由牛頓第三定律知，地面對人的支持力等于人對地面的壓力，故D錯誤． 答案：C 2．以下是必修1課本中四幅插圖，關(guān)于這四幅插圖，下列說法中不正確的是(　　) A．圖甲中學生從如圖姿勢起立到直立站于體重計的過程中，體重計示數(shù)先減小后增大 B．圖乙中運動員推開冰壺后，冰壺在冰面運動時受到的阻力很小，可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變 C．圖丙中賽車的質(zhì)量不是很大卻安裝著強大的發(fā)動機，可以獲得很大的加速度 D．圖丁中高大的橋要造很長的引橋，從而減小橋面的坡度來減小車輛重力沿橋面方向的分力，保證行車方便與安全 解析：題圖甲中學生從圖示姿勢起立到直立站于體重計的過程中，先向上加速，加速度向上，處于超重狀態(tài)，再上向減速，加速度向下，處于失重狀態(tài)，由超重和失重的概念可知，體重計的示數(shù)先增大后減小，A錯誤；當物體運動過程中不受外力作用時，將做勻速直線運動，B正確；由牛頓第二定律可知C正確；高大的橋造很長的引橋，可以減小橋面的坡度，這樣可以減小車輛重力沿橋面方向的分力，保證行車方便與安全，D正確． 答案：A 3.為研究鋼球在液體中運動時所受阻力的大小，讓鋼球從某一高度豎直落下進入某種液體中運動，用閃光照相的方法拍攝鋼球在不同時刻的位置，如圖所示，已知鋼球在液體中所受浮力為F浮，運動時受到的阻力與速度大小成正比，即F＝kv，閃光照相機的閃光頻率為f，圖中刻度尺的最小分度為d，鋼球的質(zhì)量為m，則阻力常數(shù)k的表達式是(　　) A. B. C.(－2f) D.(＋2f) 解析：勻速運動時F阻＝kv＝k＝2kdf，根據(jù)平衡條件mg＝F阻＋F浮，解得k＝，B正確． 答案：B 4．一輛小車靜止在水平地面上，bc是固定在車上的一根水平桿，物體A穿在桿上，通過細線懸吊著小物體B，B在小車的水平底板上，小車未動時細線恰好在豎直方向上．現(xiàn)使小車如下圖分四次分別以加速度a1、a2、a3、a4向右勻加速運動，四種情況下A、B均與車保持相對靜止，且(1)和(2)中細線仍處于豎直方向．已知a1∶a2∶a3∶a4＝1∶2∶4∶8，A受到的摩擦力大小依次為f1、f2、f3、f4，則下列判斷錯誤的是(　　) A．f1∶f2＝1∶2 B．f1∶f2＝2∶3 C．f3∶f4＝1∶2 D．tanα＝2tanθ 解析：設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m，則由題圖知，(1)和(2)中A的水平方向只受摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律f1＝Ma1，f2＝Ma2，所以f1∶f2＝1∶2，故A正確，B錯誤；(3)和(4)中，以A、B整體為研究對象，受力分析如圖所示，則f3＝(M＋m)a3，f4＝(M＋m)a4，可得f3∶f4＝1∶2，所以C正確；以B為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanθ＝ma3，mgtanα＝ma4，聯(lián)立可得tanα＝2tanθ，故D正確． 答案：B 5.在地面上以初速度v0豎直向上拋出一小球，經(jīng)過2t0時間小球落回拋出點，其速率為v1，已知小球在空中運動時所受空氣阻力與小球運動的速率成正比，則小球在空中運動時速率v隨時間t的變化規(guī)律可能是(　　) 解析：小球上升過程中，由牛頓第二定律有mg＋kv＝ma，故隨速度的減小，加速度逐漸減小，v－t圖象的切線斜率逐漸減?。恍∏蛳陆颠^程中，由牛頓第二定律有mg－kv＝ma，則隨速度逐漸增大，加速度逐漸減小，v－t圖象的切線斜率逐漸減??；由于有阻力作用，故回到地面的速度將小于初速度v0，選項A正確． 答案：A 6．(多選)在某次熱氣球飛行訓練中，熱氣球剛開始從地面豎直上升時，加速度為0.5 m/s2，當上升到180 m時，開始以5 m/s的速度勻速上升．若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量保持不變，為460 kg，重力加速度g＝10 m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(　　) A．所受浮力大小為4 830 N B．加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 C．從地面開始上升10 s時的速度大小為5 m/s D．以5 m/s的速度勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N 解析：熱氣球剛從地面豎直上升時，速度為零，空氣阻力為零，分析熱氣球受力，由牛頓第二定律有F?。璵g＝ma，得F?。絤(g＋a)＝4 830 N，A對；隨速度的增加，空氣阻力會越來越大，否則熱氣球不會最終勻速上升，B錯；隨空氣阻力的增大，熱氣球加速度會減小，因此從地面開始上升10 s時速度達不到5 m/s，C錯；以5 m/s的速度勻速上升時，熱氣球受力平衡，有F?。絤g＋F阻，得F阻＝F?。璵g＝230 N，D對． 答案：AD 7.如圖所示，在光滑水平面上有一靜止小車，小車質(zhì)量為M＝5 kg，小車上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1 kg的木塊，木塊和小車間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平恒力F拉動小車，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度aM，可能正確的是(　　) A．a(chǎn)m＝1 m/s2, aM＝1 m/s2 B．a(chǎn)m＝1 m/s2, aM＝2 m/s2 C．a(chǎn)m＝2 m/s2, aM＝4 m/s2 D．a(chǎn)m＝3 m/s2, aM＝5 m/s2 解析：對上面的木塊受力分析，在水平方向只可能有摩擦力，因此其加速度am＝≤＝μg＝2 m/s2，D錯．若小車和物塊加速度不相等，則摩擦力為滑動摩擦力，則有木塊加速度am＝＝＝μg＝2 m/s2，B錯．若二者沒有相對運動，則加速度相等且加速度小于μg＝2 m/s2，A對．若發(fā)生相對運動，則木塊加速度am＝μg＝2 m/s2，小車加速度大于木塊加速度，C對． 答案：AC 二、非選擇題 8.在傾角θ＝37的固定斜面上，一物塊以初速度v0＝4 m/s從斜面底端A沿粗糙斜面向上運動，如圖所示，已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8，求： (1)物塊向上運動時和返回向下運動時物塊的加速度大小； (2)物體重新回到斜面底端A時的速度大?。? 解析：(1)設(shè)物塊沿斜面向上運動的加速度為a1，則 mgsin37＋μmgcos37＝ma1 a1＝g(sin37＋μcos37)＝10(0.6＋0.50.8) m/s2＝10 m/s2 物塊沿斜面向下運動的加速度為a2，則 mgsin37－μmgcos37＝ma2 a2＝g(sin37－μcos37)＝10(0.6－0.50.8) m/s2＝2 m/s2 (2)物塊沿斜面向上運動的最大位移為x，重新回到A點的速度為v，則 v＝2a1x v2＝2a2x 解得v＝v0＝ m/s≈1.8 m/s. 答案：(1)10 m/s2　2 m/s2　(2)1.8 m/s 9如圖所示，質(zhì)量M＝1 kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，在木板的左端放置一個質(zhì)量m＝1 kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.4，最大靜摩擦力均等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2. (1)若木板長L＝1 m，在鐵塊上加一水平向右的恒力F＝8 N，經(jīng)過多長時間鐵塊運動到木板的右端？ (2)若在鐵塊上施加一個大小從零開始連續(xù)增大的水平向右的力F，分析并計算鐵塊受到木板的摩擦力f的大小隨拉力F變化的情況．(設(shè)木板足夠長) 解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律 對鐵塊：F－μ2mg＝ma1 對木板：μ2mg－μ1(mg＋Mg)＝Ma2 又s鐵＝a1t2，s木＝a2t2，L＝s鐵－s木，聯(lián)立解得：t＝1 s (2)鐵塊與木板之間的最大靜摩擦力 fm2＝μ2mg＝4 N 木板與地面之間的最大靜摩擦力 fm1＝μ1(mg＋Mg)＝2 N 當F≤fm1＝2 N時，木板與鐵塊都靜止，f＝F 當鐵塊與木板恰好未發(fā)生相對滑動時，設(shè)此時的拉力大小為F1，根據(jù)牛頓第二定律，對鐵塊：F1－μ2mg＝ma1 對整體：F1－μ1(mg＋Mg)＝(m＋M)a1 聯(lián)立解得：F1＝6 N，所以當2 N6 N時，鐵塊相對木板滑動，此時摩擦力f＝μ2mg＝4 N. 答案：(1)1 s　(2)見解析 B組 一、選擇題 1.“加速度計”的部分結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，滑塊與輕彈簧a、b連接并置于光滑凹槽內(nèi)，靜止時a、b的長度均為l；若該裝置加速向右運動，a、b的長度分別為la、lb，則(　　) A．la>l，lb>l B．lal，lbl 解析：開始時，滑塊所受兩彈簧的彈力相等，合力為零；若裝置向右加速運動，則滑塊所受合力向右，故b彈簧的長度增加，a彈簧的長度減小，選項D正確． 答案：D 2.質(zhì)量為1 kg的小物塊，在t＝0時刻以5 m/s的初速度從斜面底端A點滑上傾角為53的斜面，0.7 s時第二次經(jīng)過斜面上的B點，若小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，則A、B間的距離為(已知g＝10 m/s2，sin53＝0.8，cos53＝0.6)(　　) A．1.05 m B．1.13 m C．2.03 m D．1.25 m 解析：對小物塊進行受力分析可得，小物塊上滑時的加速度大小為a1＝gsin53＋μgcos53＝10 m/s2，到速度為零時所用的時間t1＝ s＝0.5 s，上滑的最大距離為x1＝vt1－a1t＝50.5 m－10(0.5)2 m＝1.25 m，然后往回返，其加速度大小為a2＝gsin53－μgcos53＝6 m/s2，則再運動t＝0.7 s－0.5 s＝0.2 s所通過的位移為x2＝a2t2＝ 6(0.2)2 m＝0.12 m，故AB間的距離為x1－x2＝1.25 m－0.12 m＝1.13 m，故B項正確． 答案：B 3.(多選)如圖所示，一個質(zhì)量為M的物體A放在光滑的水平桌面上，當在細繩下端掛上質(zhì)量為m的物體B時，物體A的加速度為a，繩中張力為FT，則(　　) A．a(chǎn)＝g B．a(chǎn)＝ C．FT＝mg D．FT＝mg 解析：對兩物體整體分析，由牛頓第二定律有mg＝(M＋m)a，解得a＝g；對物體A由牛頓第二定律有FT＝Ma，代入a解得FT＝g.選項A、C錯誤，B、D正確． 答案：BD 4．(多選)如圖甲所示，傳送帶以速度v1勻速轉(zhuǎn)動，一滑塊以初速度v0自右向左滑上傳送帶，從此時刻開始計時，滑塊離開傳送帶前的速度－時間圖象如圖乙所示．已知v0>v1，則下列判斷正確的是(　　) A．傳送帶順時針轉(zhuǎn)動 B．t1時刻，滑塊相對傳送帶滑動的距離達到最大 C．0～t2時間內(nèi)，滑塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0～t2時間內(nèi)，滑塊受到恒定的摩擦力作用 解析：從題圖乙可以判斷，滑塊先向左做減運動，再向右做加速運動，之后向右勻速運動，所以傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，A正確；滑塊向左減速過程，所受摩擦力向右，向右加速過程，滑塊相對傳送帶向左運動，所受摩擦力向右，所以t2時刻滑塊相對傳送帶滑動的距離達到最大，B、C錯誤，D正確． 答案：AD 5.xx年元宵節(jié)期間人們?nèi)挤牌鹈利惖难婊鹨詰c祝中華民族的傳統(tǒng)節(jié)日，按照設(shè)計，某種型號的裝有焰火的禮花彈從專用炮筒中射出后，在3 s末到達離地面90 m的最高點時炸開．構(gòu)成各種美麗的圖案．假設(shè)禮花彈從炮筒中豎直向上射出時的初速度是v0，上升過程中所受的阻力大小始終是自身重力的k倍，g＝10 m/s2，那么，v0和k分別為(　　) A．30 m/s,1 B．30 m/s,0.5 C．60 m/s,0.5 D．60 m/s,1 解析：禮花彈在上升過程中做勻減速直線運動，由運動學公式h＝v0t，可得：v0＝＝60 m/s.設(shè)禮花彈上升過程中的加速度為a，由運動學公式v0＝at和牛頓第二定律kmg＋mg＝ma，可得：k＝－1＝－1＝1，選項D正確，選項ABC錯誤． 答案：D 6．如圖，水平傳送帶A、B兩端相距s＝3.5 m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1.工件滑上A端的瞬時速度vA＝4 m/s，到達B端的瞬時速度設(shè)為vB，則不正確的說法是(　　) A．若傳送帶不動，則vB＝3 m/s B．若傳送帶以速度v＝4 m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則vB＝3 m/s C．若傳送帶以速度v＝2 m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，則vB＝3 m/s D．若傳送帶以速度v＝2 m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，則vB＝2 m/s 解析：由牛頓第二定律可知，工件在傳送帶上運動，摩擦力產(chǎn)生的加速度a＝－μg＝－1 m/s2，傳送帶不動或逆時針轉(zhuǎn)動時，工件始終受摩擦力作用，v－v＝－2μgs，解得：vB＝3 m/s，AB項正確；若傳送帶以速度v＝2 m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，則工件在傳送帶上運動的速度始終大于傳送帶的速度，工件受到的摩擦力方向始終向左且大小不變，即工件的加速度不變，綜上所述vB＝3 m/s，C項正確，D項錯． 答案：D 7．(多選)如右圖所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接．下列表示物體速度大小v、加速度大小a、受到的摩擦力大小Ff和物體運動路程s隨時間t變化的關(guān)系的各圖象中可能正確的是(　　) 解析：由題意分析可知，物體在斜面上做勻加速直線運動，在水平面上做勻減速直線運動，故選項A正確，B錯誤；在斜面上受的摩擦力小，故選項C錯誤；在斜面上s＝at2，在水平面上s＝v0t－a′t2，故選項D正確． 答案：AD 8.(多選)如圖甲所示，為測定物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ，實驗測得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，g取10 m/s2，根據(jù)圖象可求出(　　) A．物體的初速率v0＝3 m/s B．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.75 C．取不同的傾角θ，物體在斜面上能達到的位移x的最小值xmin＝1.44 m D．當某次θ＝30時，物體達到最大位移后將沿斜面下滑 解析：當傾角達到90時，物體將做豎直上拋運動，此時上升的高度為1.80 m，由運動規(guī)律可求得初速率v0＝6 m/s，選項A錯誤；當角度為0時，物體相當于在水平面上運動，此時位移為2.40 m，由運動學規(guī)律和牛頓運動定律可得，動摩擦因數(shù)μ＝0.75，選項B正確；當傾角為θ時，由牛頓運動定律可得mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，又x＝，結(jié)合數(shù)學關(guān)系可得位移的最小值為1.44 m，選項C正確；θ＝30時，物體達到最大位移時重力沿斜面向下的分力小于最大靜摩擦力，因此物體達到最大位移后不會下滑，選項D錯誤． 答案：BC 二、非選擇題 9．表演“頂竿”雜技時，一個人站在地上(稱為“底人”)肩上扛一長L＝6 m，質(zhì)量m1＝15 kg的豎直竹竿，一質(zhì)量m2＝45 kg的演員(可當質(zhì)點處理)在竿頂從靜止開始先勻加速下滑、再勻減速下滑，加速下滑的時間為t1＝2 s，減速下滑的時間為t2＝1 s，演員恰從竿頂滑至竿底部(g＝10 m/s2)．求： (1)演員下滑過程中的最大速度vm； (2)演員在減速下滑過程中“底人”對竹竿的支持力F. 解析：(1)演員下滑到加速結(jié)束時速度最大，則有 L＝(t1＋t2) 解得vm＝4 m/s. (2)設(shè)減速下滑的加速度為a，則有vm＝at2 解得a＝4 m/s2 減速階段對演員有f－m2g＝m2a 解得f＝m2(g＋a)＝630 N 對竹竿，根據(jù)平衡條件有 F－f＝m1g 解得F＝780 N. 答案：(1)4 m/s2　(2)780 N 10.在風洞實驗室里，一根足夠長的均勻直細桿與水平方向成θ＝37角固定，質(zhì)量m＝1 kg的小球穿在細桿上且靜止于細桿底端O處，如圖甲所示．開啟送風裝置，有水平向右的恒定風力F作用于小球上，在t1＝2 s時刻風停止．小球沿細桿運動的部分v－t圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，忽略浮力．求： (1)小球在0～2 s內(nèi)的加速度a1和2～5 s內(nèi)的加速度a2； (2)小球與細桿間的動摩擦因數(shù)μ和水平風力F的大?。? 解析：(1)取沿細桿向上的方向為正方向，由圖象乙可知： 在0～2 s內(nèi)，a1＝＝15 m/s2(方向沿桿向上) 在2～5 s內(nèi)，a2＝＝－10 m/s2(“－”表示方向沿桿向下)． (2)有風力F時的上升過程，由牛頓第二定律，有 Fcos θ－μ(mgcos θ＋Fsin θ)－mgsin θ＝ma1 停風后的上升階段，由牛頓第二定律，有 －μmgcos θ－mgsin θ＝ma2 聯(lián)立以上各式解得 μ＝0.5，F(xiàn)＝50 N. 答案：(1)15 m/s2，方向沿桿向上　10 m/s2，方向沿桿向下 (2)0.5　50 N