《2020高考物理二輪復習 600分沖刺 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動優(yōu)練(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2020高考物理二輪復習 600分沖刺 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動優(yōu)練(含解析)(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、力與物體的直線運動
一、選擇題(本題共8小題,其中1~5題為單選,6~8題為多選)
1.(2019·安徽省合肥市模擬)2018年5月21日5點28分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運載火箭,成功發(fā)射嫦娥四號中繼星——鵲橋,為嫦娥四號探測器提供地月中繼通信支持。長征四號丙運載火箭飛行25分鐘后,星箭分離,將“鵲橋”直接送入近地點高度200公里,遠地點高度40萬公里的預定地月轉(zhuǎn)移軌道,衛(wèi)星太陽翼和中繼通信天線相繼展開正常。發(fā)射取得圓滿成功。下列說法正確的是( A )
A.5月21日5點28分表示時刻
B.火箭飛行25分鐘后,星箭分離,25分鐘表示時刻
C.衛(wèi)星太陽翼和中繼通信天線相繼展
2、開正常時,“鵲橋”可以看作質(zhì)點
D.“鵲橋”繞地球飛行一圈,其位移和路程均為0
[解析] 5月21日5點28分對應一個點,是時刻,故A正確;飛行25分鐘后,星箭分離,25分鐘表示時間間隔,故B錯誤;衛(wèi)星太陽翼和中繼通信天線相繼展開時,其形狀與大小不能忽略不計,“鵲橋”不可以看作質(zhì)點,故C錯誤;衛(wèi)星繞地球飛行一圈,位移是0,路程是周長,故D錯誤。
2.(2019·福建省三明市模擬)一列火車沿直線軌道從靜止出發(fā)由A地駛向B地,列車先做勻加速運動,加速度大小為a,接著做勻減速運動,加速度大小為2a,到達B地時恰好靜止,若A、B兩地距離為s,則火車從A地到B地所用時間t為 ( C )
A.
3、 B.
C. D.
[解析] 設汽車勻加速運動的時間為t1,勻減速運動的時間為t2,總時間為t,勻加速運動的末速度為v,則有:v=at1=2at2,得t1=2t2,t1+t2=t,聯(lián)立得t1=t,t2=t總位移S=tat,解得t=,C正確,A、B、D錯誤。
3.(2019·四川省攀枝花市模擬)一質(zhì)點從t=0時刻開始沿某一方向做直線運動,x表示物體運動的位移,其-t的圖象如圖所示,則( D )
A.質(zhì)點做勻速直線運動,速度為2 m/s
B.質(zhì)點做勻加速直線運動,加速度為2 m/s
C.質(zhì)點做勻減速直線運動,初速度為2 m/s2
D.質(zhì)點在第1 s內(nèi)的平均速度為2
4、m/s
[解析] 由公式x=v0t+at2,兩邊同時除以t,變形后得:=v0+at,結(jié)合數(shù)學知識知:物體做勻加速直線運動,初速度是0,加速度a=2,a=4 m/s2,A、B、C均錯誤;由公式v=v0+at,1 s末速度v=4 m/s,質(zhì)點在第1 s內(nèi)的平均速度==2 m/s,D正確。
4.(2019·廣東省汕頭市模擬)在中國,每年由于交通造成死亡的事故中50%以上都與酒后駕車有關,酒后駕車的危害觸目驚心。駕駛員從視覺感知前方危險,到汽車開始制動的時間稱為反應時間,酒后駕駛將明顯增加反應時間。對比某駕駛員正常駕駛和酒后駕駛過程,記錄感知前方危險后汽車運動v-t圖線如圖甲、乙所示。則( D )
5、
A.圖乙對應于正常駕車
B.全過程酒后駕車的時間比較短
C.全過程酒后駕車的位移比較小
D.全過程酒后駕車的平均速度比較大
[解析] 駕駛員在反應時間里沒有操作車,汽車仍做勻速直線運動,酒后駕駛將明顯增加反應時間,圖乙對應于酒后駕駛,故A錯誤;設駕駛員飲酒前、后的反應時間分別為t1、t2,由圖線可得t1=0.5 s,t2=1.5 s;汽車初速度v0=30 m/s,正常駕駛時的減速時間為t3=4.0 s,由圖線可得正常駕駛時的感知制動距離為:s=v0t1+t3=75 m,同理,可求出酒后駕駛時的感知制動距離為:s′=105 m,故B、C錯誤;根據(jù)=可得正常駕駛時的平均速度== m
6、/s=16.7 m/s,同理,可求出酒后駕駛時的平均速度==≈19.1 m/s,故D正確。
5.(2019·山東省日照市模擬)如圖所示,一輛有驅(qū)動力的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一質(zhì)量為1 kg的物塊相連。物塊和小車一起向右勻速運動時,彈簧處于壓縮狀態(tài),彈簧彈力大小為2 N。若小車開始向右加速運動,則( D )
A.隨著小車的加速度增大,物塊受到的摩擦力逐漸減小
B.隨著小車的加速度增大,物塊受到的彈簧彈力逐漸增大
C.當小車的加速度大小為5 m/s2時,物塊一定與小車相對滑動
D.當小車的加速度大小為4 m/s2時,物塊一定與小車相對靜止
[解析]
7、 當物塊和小車一起向右勻速運動時,對物塊分析可得物塊受到水平向左的靜摩擦力,大小為2 N,即物所受的最大靜摩擦力fm≥2 N。小車向右做加速運動,對物塊由牛頓第二定律列方程:F-f=ma,當加速度不太大時,彈簧彈力不變,隨著小車的加速度增大,物塊受到的摩擦力先是逐漸減小,后反向增大,A、B均錯誤;當小車的加速度大小為4 m/s2,可求得此時受的摩擦力大小為2 N,方向水平向右,物塊一定與小車相對靜止,D正確; 當小車的加速度大小為5 m/s2,假設物塊與小車仍相對靜止,可求得此時受的摩擦力大小為3 N,方向水平向右, 由于最大靜摩擦力大小不確定,此時物塊可能與小車相對靜止,C錯誤。
6.
8、(2019·山東省菏澤市模擬)水平地面上有一質(zhì)量為M的足夠長的木板B,一個質(zhì)量為m的滑塊A(可視為質(zhì)點)放在木板B上,如圖甲所示?;瑝KA在水平拉力F作用下運動,測出A的加速度a隨拉力F變化的a-F圖象如圖乙所示,設滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10 m/s2,則( AC )
A.滑塊A的質(zhì)量m=1 kg
B.木板B的質(zhì)量M=4 kg
C.水平地面與木板B間的摩擦力為零
D.滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1
[解析] 由圖乙知,當F<4 N時,A、B共同加速,F(xiàn)>0,則a>0說明水平地面與木板B間的摩擦力為零,C正確;當F=4 N時,加速度為a=1 m/s2,
9、 對整體分析:F=(m+M)a,解得m+M=4 kg,當F>4 N時,A、B發(fā)生相對滑動,對A有:F-μmg=ma,a=F-μg,由圖示圖象可知,圖線的斜率:k==1,解得m=1 kg,B的質(zhì)量M=3 kg,故A正確,B錯誤;由圖象可知當a=0時,F(xiàn)=3 N,則μg=3,解得μ=0.3,故D錯誤。
7.(2019·遼寧沈陽一模)如圖所示,甲、乙兩物體靠在一起,放在光滑的水平面上,在水平力F1和F2共同作用下,一起從靜止開始運動,已知F1>F2,兩物體運動一段時間后( BC )
A. 若突然撤去F1,甲的加速度一定減小
B. 若突然撤去F1,甲乙間的作用力減小
C. 若突然撤去F2,
10、乙的加速度一定增大
D. 若突然撤去F2,甲乙間的作用力增大
[解析] 要分析加速度的變化,先由牛頓第二定律求出整體的加速度,再進行分析,由隔離法求出甲乙間的作用力,根據(jù)表達式進行分析;一起運動時,整體的加速度為:a=;對乙分析,則甲、乙之間的作用力為:N-F2=m2a ,解得N=;突然撤去F1,則整體的加速度a1=, a1不一定大于a,甲乙之間的作用力N1=,故A錯誤、B正確;突然撤去F2,則整體的加速度a2=,則a2>a,即加速度增大,甲乙之間的作用力為:N2=<N,故選項C正確,D錯誤。
8.(2019·河北省衡水中學下學期二調(diào)模擬)如圖所示,寬為L的豎直障礙物上沿有間距d=0.6
11、 m的矩形孔,其下沿離地高h=1.2 m,離地高H=2 m可視為質(zhì)點的小球與障礙物相距x,在障礙物以v0=4 m/s的速度勻速向左運動的同時,小球自由下落,忽略空氣阻力,g=10 m/s2,則下列說法正確的是( BC )
A. L=1 m、x=1 m時小球可以穿過矩形孔
B. L=0.8 m、x=0.8 m時小球可以穿過矩形孔
C. L=0.6 m、x=1 m時小球可以穿過矩形孔
D. L=0.6 m、x=1.2 m時小球可以穿過矩形孔
[解析] 小球做自由落體運動到矩形孔的上沿的時間為:t1===0.2 s;小球做自由落體運動到矩形孔下沿的時間為t2===0.4 s,則小球通過
12、矩形孔的時間為Δt=t2-t1=0.2 s,根據(jù)等時性知L的最大值為Lm=v0 Δt=4×0.2 m=0.8 m,故A錯誤;若L=0.8 m,x的最小值為xmin=v0t1=4×0.2 m=0.8 m,x的最大值為xmax=v0t2-L=4×0.4-0.8 m=0.8 m,x的取值范圍是x=0.8 m,B正確;若L=0.6 m,x的最小值為xmin=v0t1=4×0.2 m=0.8 m,x的最大值為xmax=v0t2-L=4×0.4-0.6 m=1 m,所以0.8 m≤x≤1 m,C正確,D錯誤。
二、計算題(本題共3小題,需寫出完整的解題步驟)
9.(2019·江蘇省宿遷市模擬)如圖,光
13、滑固定斜面上有一楔形物體A。A的上表面水平,A上放置一物塊B。已知斜面足夠長、傾角為θ,A的質(zhì)量為M,B的質(zhì)量為m,A、B間動摩擦因數(shù)為μ(μ<),最大靜擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g?,F(xiàn)對A施加一水平推力。求:
(1)物體A、B保持靜止時,水平推力的大小F1;
(2)水平推力大小為F2時,物體A、B一起沿斜面向上運動,運動距離x后撤去推力,A、B一起沿斜面上滑,整個過程中物體上滑的最大距離L;
(3)為使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力F應滿足的條件。
[答案](1)(M+m)gtanθ (2)
(3)(M+m)gtanθ<F≤
[解析] (1) A和B整
14、體處于平衡狀態(tài),則
F1cosθ=(m+M)gsinθ:
解得: F1=(m+M)gtanθ;
(2) A和B整體上滑過程由動能定理得
F2xcosθ-(m+M)gLsinθ=0
解得: L=;
(3)A和B間恰好不滑動時,設推力為F0,上滑的加速度為a,A對B的彈力為N,對A和B整體有
F0cosθ-(m+M)gsinθ=(m+M)a
對B有: fm=μN=macosθ
N-mg=masinθ
解得: F0=
則為使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力應滿足的條件
(M+m)gtanθ<F≤
10.(2019·江蘇海安質(zhì)檢)我國交通法規(guī)規(guī)定:黃燈亮時
15、車頭已經(jīng)越過停車線的車輛可以繼續(xù)前行,車頭未越過停車線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈,屬于交通違章行為,現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向以v0=15 m/s的速度勻速行駛,甲車在前,乙車在后,當兩車快要到十字路口時,甲車司機看到黃燈閃爍,經(jīng)過3.0秒黃燈提示后將再轉(zhuǎn)為紅燈。
(1)若甲車在黃燈開始閃爍時緊急剎車,要使車在黃燈閃爍的時間內(nèi)停下來,求剎車時甲車到停車線的距離;
(2)若甲車緊急剎車時產(chǎn)生的加速度大小分別為a1=5 m/s2,當甲車司機看到黃燈開始閃爍時車頭距警戒線L=30 m,要避免闖紅燈,他的反應時間Δt1不能超過多少?
(3)滿足第(2)問的條件下,若乙車司機的反應時間Δt
16、2=0.4 s,乙車司機看到甲車剎車后也緊急剎車,已知乙車緊急剎車時產(chǎn)生的加速度大小為a2=6 m/s2。為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞,甲、乙兩車剎車前的距離x0至少為多大?
[答案](1)22.5 m (2)0.5 s (3)2.4 m
[解析] (1)由L1=t,代入數(shù)據(jù)得L1=22.5 m
(2)由v=2ax,解得剎車距離x=22.5 m
由L-x= v0Δt1,解得:Δt1=0.5 s
(3)設乙車剎車時間t時甲、乙兩車速度相等,即v0-a2t=v0-a1(t+Δt2)
解得t=2 s
則t=2 s時汽車時速v=v0-a2t=3 m/s
在這段時間內(nèi)甲車位移
17、x1==21.6 m,乙車位移x2= v0Δt2+=6 m+18 m=24.0 m,故甲、乙兩車剎車前的距離至少為x0=x2-x1=2.4 m
11.(2019·湖南岳陽二模)如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型,皮帶輪的半徑均為R=0.1 m,兩輪軸距為L=3 m,在電機的驅(qū)動下順時針轉(zhuǎn)動,現(xiàn)將一個旅行包(可視為質(zhì)點)無初速放在水平傳送帶左端,已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.6,g=10 m/s2,不計空氣阻力。
(1)要使旅行包到達右端不會直接飛出,傳送帶的速度應小于多少?
(2)若傳送帶實際速度為0.2 m/s,春運期間每天傳送的旅行包平均總質(zhì)量為10噸,則電機每天相對
18、于空載多消耗的電能E是多少?(所有旅行包均無初速,且與傳送帶間的μ相同)
[答案] (1)1 m/s (2)400 J
[解析] (1)設旅行包從右端飛出的速度為v,受到傳遞帶的支持力為FN,則有
mg-FN=m ①
得:v=
當FN=0時, v有最大值vmax= ?、?
= m/s=1 m/s ?、?
旅行包一直加速能達到的最大速度為v′max==6 m/s>1 m/s ?、?
故傳送帶的速度應小于1 m/s ?、?
(2)旅行包在傳送帶上相對滑動過程中,傳送帶與旅行包對地位移分別為:x帶,x包
x帶=v帶t,x包=v包·t ?、?
v包表示旅行包在滑動過程中的平均速度,有:
v包= ⑦
故有:x帶=2x包 ?、?
消耗電能為E=μmgx帶
旅行包在滑動過程中動能的增量為:ΔEk=μmgx帶
故E=2ΔEk ?、?
結(jié)論:電機對每一個旅行包多消耗的電能均為旅行包增加動能的兩倍,一半電能轉(zhuǎn)化為動能,一半電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
故春運期每天多消耗的電能為10噸,旅行包在傳送帶上獲得總動能的兩倍:
E電=2ΔEk總=m總v=10 000×0.04 J=400 J。⑩
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