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1、
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十一) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(一)
高考??碱}型:選擇題+計(jì)算題
1.在下列運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,人處于失重狀態(tài)的是( )
A.小朋友沿滑梯加速滑下
B.乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi)
C.宇航員隨飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)
D.運(yùn)動(dòng)員何沖離開跳板后向上運(yùn)動(dòng)
2.一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射,其速度和時(shí)間的關(guān)系圖線如圖1所示,則( )
圖1
A.t3時(shí)刻火箭距地面最遠(yuǎn)
B.t2~t3的時(shí)間內(nèi),火箭在向下降落
C.t1~t2的時(shí)間內(nèi),火箭處于失重狀態(tài)
D.0~t3的時(shí)間內(nèi),火箭始終處于失重狀態(tài)
3.一個(gè)小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動(dòng)可看作勻加速直線運(yùn)動(dòng),第一次
2、小孩單獨(dú)從滑梯上滑下,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,第二次小孩抱上一只小狗后再?gòu)幕萆匣?小狗不與滑梯接觸),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,則( )
A.t1=t2 B.t1t2 D.無(wú)法判斷t1與t2的大小
4.如圖2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,圖3中表示該物塊的速度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?,可能正確的是( ) 圖2
圖3
5.如圖4所示,小車質(zhì)量為M,小
3、球P的質(zhì)量為m,繩質(zhì)量不計(jì)。水平地面光滑,要使小球P隨車一起勻加速運(yùn)動(dòng)(相對(duì)位置如圖4所示),則施于小車的水平作用力F是(θ已知)( )
A.mgtan θ B.(M+m)gtan θ 圖4
C.(M+m)gcot θ D.(M+m)gsin θ
6.如圖5所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)。小車質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,加速度大小為a,木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則在這個(gè)過(guò)程中,木塊受到的摩擦力大小是( )
4、 圖5
A.μmg B.
C.μ(M+m)g D.ma
7.如圖6所示,質(zhì)量m=1 kg、長(zhǎng)L=0.8 m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上,其右端與桌子邊緣相平。板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4?,F(xiàn)用F=5 N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F的作用時(shí)間至少為(取g=10 m/s2)( )
A.0.8 s B.1.0 s 圖6
C. s D. s
8.(2012·豫南九校聯(lián)考)如圖7所示,質(zhì)量為M的劈體ABDC放在水平地面上,表面AB、AC均光滑,且AB∥CD,BD⊥CD,AC與水平面成角θ。質(zhì)量為m的物體(上表
5、面為半球形)以水平速度v0沖上BA后沿AC面下滑,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,劈體M始終不動(dòng),P為固定的弧形光滑擋板,擋板與軌道間的寬度略大于半球形物體m的半徑,不計(jì)轉(zhuǎn)彎處的能量損失,則下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖7
A.水平地面對(duì)劈體M的摩擦力始終為零
B.水平地面對(duì)劈體M的摩擦力先為零后向右
C.劈體M對(duì)水平地面的壓力大小始終為(M+m)g
D.劈體M對(duì)水平地面的壓力大小先等于(M+m)g,后小于(M+m)g
9.如圖8甲所示,物塊的質(zhì)量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿
6、粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻后恒力F突然反向,整個(gè)過(guò)程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,g=10 m/s2。下列選項(xiàng)中正確的是( )
圖8
A.2 ~3 s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)
B.在t=1 s時(shí)刻,恒力F反向
C.恒力F大小為10 N
D.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3
10.如圖9所示,一輛小車靜止在水平地面上,bc是固定在小車上的水平橫桿,物塊M穿在桿上,M通過(guò)細(xì)線懸吊著小物體m,m在小車的水平底板上,小車未動(dòng)時(shí)細(xì)線恰好在豎直方向上?,F(xiàn)使小車向右運(yùn)動(dòng),全過(guò)程中M始終未相對(duì)桿bc移動(dòng),M、m與小車保持相對(duì)靜止,已知a1∶a2∶a3∶a4=1∶2∶4∶8
7、,M受到的摩擦力大小依次為F1、F2、F3、F4,則以下結(jié)論正確的是( )
圖9
A.F1∶F2=1∶2 B.F2∶F3=1∶2
C.F3∶F4=1∶2 D.tan α=2tan θ
11.(2012·西安八校聯(lián)考)為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。質(zhì)量m=50 kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過(guò)程中,體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的情況,并作出了如圖10所示的圖象,已知t=0時(shí)電梯靜止不動(dòng),從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層。求:
圖10
(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的
8、加速度大??;
(2)該大樓的樓層高度。
12.如圖11所示,固定在水平面上的斜面傾角θ=37°,長(zhǎng)方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子,質(zhì)量m=1.5 kg的小球B通過(guò)一細(xì)線與小釘子相連接,細(xì)線與斜面垂直,木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50。現(xiàn)將木塊由靜止釋放,木塊將沿斜面下滑。
圖11
求在木塊下滑的過(guò)程中小球?qū)δ緣KMN面的壓力。(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
答 案
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十一) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(一)
1.選ACD 物體處于失重狀態(tài)指的是在物體具有向下的加速度情況下,物體對(duì)支撐面的壓力或者繩子的拉
9、力小于物體的重力的現(xiàn)象。當(dāng)小朋友沿滑梯加速下滑時(shí),具有向下加速度,滑梯對(duì)人的支持力小于人的重力,人處于失重狀態(tài);乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi),加速度在水平方向,對(duì)乘客受力分析可得在豎直方向汽車對(duì)乘客的作用力平衡了人的重力,人不處于失重狀態(tài);宇航員隨飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),宇航員處于完全失重狀態(tài);運(yùn)動(dòng)員離開跳板后僅受重力作用處于完全失重狀態(tài)。選項(xiàng)A、C、D正確。
2.選A 由速度圖象可知,在0~t3內(nèi)速度始終大于零,表明這段時(shí)間內(nèi)火箭一直在上升,t3時(shí)刻速度為零,停止上升,高度達(dá)到最高,離地面最遠(yuǎn),A正確,B錯(cuò)誤。t1~t2的時(shí)間內(nèi),火箭在加速上升,具有向上的加速度,火箭應(yīng)處于超重狀態(tài),而
10、在t2~t3時(shí)間內(nèi)火箭在減速上升,具有向下的加速度,火箭處于失重狀態(tài),故C、D錯(cuò)誤。
3.選A 設(shè)滑梯與水平面的夾角為θ,則
第一次時(shí)a1==gsin θ-μgcos θ,
第二次時(shí)a2= =gsin θ-μgcos θ,
所以a1=a2,與質(zhì)量無(wú)關(guān)。
又x=at2,t與m也無(wú)關(guān),A正確。
4.選AC 物塊的運(yùn)動(dòng)情況是先向上做減速運(yùn)動(dòng),所受滑動(dòng)摩擦力為μmgcos θ,方向沿斜面向下,達(dá)到最高點(diǎn)后由于μ>tan θ即mgsin θ<μmgcos θ,滑塊不會(huì)向下滑動(dòng),而是保持靜止,靜摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsin θ,小于上滑時(shí)的摩擦力μmgcos θ,所以A、C正確。
11、
5.選B 小球與小車共同沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)小球受力分析如圖所示。由牛頓第二定律得mgtan θ=ma,故a=gtan θ。對(duì)球和車整體,由牛頓第二定律得F=(M+m)a,即F=(M+m)gtan θ。B正確。
6.選BD m與M無(wú)相對(duì)滑動(dòng),故a相同。對(duì)m、M整體F=(M+m)·a,故a=,m與整體加速度相同也為a,對(duì)m:Ff=ma,即Ff=,又由牛頓第二定律隔離m,F(xiàn)f=ma,故B、D正確。
7.選A 板在F作用下做加速運(yùn)動(dòng)F-μmg=ma1,
a1=1 m/s2,v2=2a1x1,
F撤去后物體做減速運(yùn)動(dòng),μmg=ma2,a2=4 m/s2。
速度減為零v2=2a2x2。
12、
當(dāng)板的重心越過(guò)桌子邊緣會(huì)自動(dòng)翻下桌子,
則有x1+x2=。
+=,v=0.8 m/s,
t1==0.8 s,故A項(xiàng)正確。
8.選D 取物體m和劈體M為一整體,因物體m先在BA上勻速向左滑動(dòng),后沿AC面勻加速下滑,而劈體M始終靜止不動(dòng),故在物體m勻速運(yùn)動(dòng)階段,水平地面對(duì)劈體M的摩擦力為零,地面對(duì)劈體的支持力大小為(M+m)g;在物體m勻加速下滑階段,整體處于失重狀態(tài),地面對(duì)劈體的支持力大小小于(M+m)g,因整體具有水平向左的加速度,故地面對(duì)劈體M的摩擦力水平向左,綜上所述,A、B、C均錯(cuò)誤,D正確。
9.選BD 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-v02=2ax可知,v2-x圖象中圖線的斜率為2a
13、,所以在前5 m內(nèi),物塊以10 m/s2的加速度做減速運(yùn)動(dòng),減速時(shí)間為1 s。5~13 m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物塊以4 m/s2的加速度做加速運(yùn)動(dòng),加速時(shí)間為2 s,即物塊在1~3 s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確。根據(jù)牛頓第二定律可知,在減速的過(guò)程中,F(xiàn)+μmg=ma1,加速過(guò)程中F-μmg=ma2,代入數(shù)據(jù)可解得F=7 N,μ=0.3,所以C錯(cuò)誤,D正確。
10.選ACD 已知a1∶a2∶a3∶a4=1∶2∶4∶8,在題干第(1)圖和第(2)圖中摩擦力F=Ma,則F1∶F2=1∶2。在第(3)、第(4)圖中摩擦力F3=(M+m)a3,F(xiàn)4=(M+m)a4,F(xiàn)3∶F4=1∶2。第(3)、(4)圖中
14、a3=gtan θ,a4=gtan α。則tan α=2tan θ。
11.解析:(1)對(duì)于啟動(dòng)過(guò)程有F1-mg=ma1
解得a1=2 m/s2
對(duì)于制動(dòng)過(guò)程有mg-F3=ma3
解得a3=2 m/s2
(2)電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=a1t1=2 m/s
從圖中讀得,電梯勻速上升的時(shí)間t2=26 s
電梯減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t3=1 s
所以總位移x=vt2+(t1+t3)=54 m
層高h(yuǎn)==3 m
答案:(1)2 m/s2 2 m/s2 (2)3 m
12.解析:由于木塊與斜面間有摩擦力的作用,所以小球B與木塊間有壓力的作用,并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。將小球和木塊看做一個(gè)整體,設(shè)木塊的質(zhì)量為M,根據(jù)牛頓第二定律可得
(M+m)gsin θ-μ(M+m)gcos θ=(M+m)a
代入數(shù)據(jù)得a=2.0 m/s2
選小球?yàn)檠芯繉?duì)象,設(shè)MN面對(duì)小球的作用力為FN,
根據(jù)牛頓第二定律有mgsin θ-FN=ma
代入數(shù)據(jù)得FN=6.0 N
根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)N面的壓力大小為6.0 N,方向沿斜面向下
答案:6.0 N,方向沿斜面向下
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