專題直線運(yùn)動和牛頓運(yùn)動定律

1、1.ti時刻,甲圖象的斜率大于專題直線運(yùn)動和牛頓運(yùn)動定律時間：45分鐘2021湖北省八校第二次聯(lián)考如下圖,為甲乙兩物體在同一直線上運(yùn)動的位置坐標(biāo)x隨時間t變化的圖象,甲做勻變速直線運(yùn)動,乙做勻速直線運(yùn)動,那么0t2時間內(nèi)以下說法正確的選項(xiàng)是A.兩物體在ti時刻速度大小相等B. ti時刻乙的速度大于甲的速度C.兩物體平均速度大小相等D.甲的平均速度小于乙的平均速度解析：選C.根據(jù)位移圖象的斜率等于速度,那么在乙圖象的斜率,所以甲的速度大于乙的速度,故A、B錯誤；xt圖象坐標(biāo)的變化量等于位移,根據(jù)圖象可知,甲乙位移大小相等,方向相反,而時間 相等,那么平均速度的大小相等,故 C正確,D錯誤.2.2

2、021衡水中學(xué)調(diào)研甲、乙兩輛汽車沿同一平直路面行駛,其 vt圖象如圖 所示,以下對汽車運(yùn)動X況的描述正確的選項(xiàng)是 A.在第10 s末,乙車改變運(yùn)動方向j的/乙B.在第10 s末,甲、乙兩車相距150 m21/_甲C.在第20 s末,甲、乙兩車相遇D.假設(shè)開始時乙車在前,那么兩車可能相遇兩次一工解析：選D.在第10 s前后,乙車的速度均為正值,其運(yùn)動方向不變,A錯誤;出發(fā)時,甲、乙兩輛車的位置未知,無法計(jì)算第 10 s末兩車距離的大小,B錯誤；在第20 s末,甲、乙兩車的速度相等,由于兩車的初始位置未知,兩車是否相遇無法判斷,C錯誤；假設(shè)開始時乙車在前且兩車的初始位移差小于120X10 m-2X

3、10X 10 m=150 m時,在刖10 s內(nèi),兩車相遇一次,隨后甲車的位移又比乙車的位移大,第20 s后,由于乙車的速度大于甲車的速度,二者位移差又開始逐漸減小,在某時刻兩車還會相遇一次,之后二者的位移差逐漸增大不再相遇,故兩車可能相遇兩次,D正確.3 .在探究超重和失重規(guī)律時,某體重為 mg的同學(xué)站在一壓 力傳感器上完成一次下蹲動作,傳感器和計(jì)算機(jī)相連, 經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時間t變化的圖象如圖所 示,那么該同學(xué)下蹲過程中的v t圖象可能是解析：選C.設(shè)該同學(xué)的加速度大小為a,那么加速下蹲過程中,壓力F=mg ma,由題圖可知加速度先逐漸增大然后逐漸減小,速度到達(dá)最大后,開始減 速下

4、蹲過程,壓力F=mg+ ma,由題圖可知加速度先逐漸增大然后逐漸減小, 最后速度減為零,圖象C符合這個運(yùn)動規(guī)律.4 .光滑水平地面上有兩個疊放在一起的斜面體 A、B,兩斜面體形狀大小完全相 同,質(zhì)量分別為M、m.如圖甲、乙所示,對上面或下面的斜面體施加水平方 向的恒力Fi、F2均可使兩斜面體相對靜止地做勻加速直線運(yùn)動,兩斜面 體間的摩擦力為零,那么Fi與F2之比為A. M ： mB. m ： MC, m ： (M+m)D, M ： (M + m)解析：選A.Fi作用于A時,設(shè)A和B之間的彈力為N,對A有：Ncos4M + m MMg,對B有：Nsin仁ma,對A和B組成的整體有：Fi = (M

5、 + m)a=m-gtan 0； F2作用于A時,對B有：mgtan 8= ma',對A和B組成的整體有：巳 MF2=(M + m)a =(M + m)gtan 0,=濡.5. (2021浙江名校大聯(lián)考)在水下潛水器某次海試活動中,完成任務(wù)后從海底豎 直上浮,從上浮速度為v時開始計(jì)時,此后勻減速上浮,經(jīng)過時間t上浮到海面,速度恰好減為零,那么蛟龍?zhí)栐趖0(t0<t)時刻距離海平面的深度為()vtt0A.萬B. vt0(1加述v t10 2C.2tD. 2t解析：選D.蛟龍?zhí)柹细r的加速度大小 a = v/t,根據(jù)逆向思維,可知蛟龍?zhí)?2 2a t t0v t t0在t0時刻距離海

6、平面的深度 h=-2=2t.6. (2021第三次全國大聯(lián)考)(多項(xiàng)選擇)如圖甲所示,小物塊從光滑斜面上由靜止滑下,位移x與速度的平方v2的關(guān)系如圖乙所示.g=10 m/s2,以下說法正確的是A.小物塊的下滑的加速度大小包為2.5 m/s2B.斜面傾角為300C.小物塊2 s末的速度是5 m/sD.小物塊第2 s內(nèi)的平均速度為7.5 m/s解析：選AC.由vo=0,v2 = 2ax結(jié)合圖得a = 2.5m/J,故A正確.由牛頓第二定律得：a=mgsin &m=gsin 8,得 sin 4a = 0.25, 8= arcsin0.25,故 B 錯誤.小 g物塊2 s末的速度V2 = at

7、=2.5X2 m/s= 5 m/s,故C正確.小物塊1 s末的速V1+ V2度 v1 = at=2.5X 1 m/s= 2.5 m/s,第 2 s內(nèi)的平均速度 v=2= 3.75 m/s,故D錯誤.7. 2021高考新課標(biāo)全國卷H 多項(xiàng)選擇在一東西方向的水平直鐵軌上,停放著一 列已用掛鉤連接好的車廂.當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時,連接某兩相鄰車廂的掛鉤 P和Q間的拉力大小為F;當(dāng)機(jī)車在2西邊拉著車廂以大小為-a的加速度向西行駛時,P和Q間的拉力大小仍為3F.不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦,每節(jié)車廂質(zhì)量相同,那么這列車廂的節(jié)數(shù)可能為A. 88. 10C. 15D. 18解析：選B

8、C.設(shè)該列車廂與P相連的局部為P局部,與Q相連的局部為Q部 分.設(shè)該列車廂有n節(jié),Q局部為ni節(jié),每節(jié)車廂質(zhì)量為m,當(dāng)加速度為a 時,對Q有F = n1ma；當(dāng)加速度為2a時,對P有F= (n ni)m|a,聯(lián)立得2 n = 5ni.當(dāng) ni = 2, ni=4, ni = 6 時,n = 5, n=10, n=15,由題中選項(xiàng)得該列 車廂節(jié)數(shù)可能為10或15,選項(xiàng)B、C正確.8 .(多項(xiàng)選擇)如圖甲所示,質(zhì)量為 m=1 kg的物體在水平拉力F作用下在水平地面 上運(yùn)動,物體的vt圖象如圖乙所示,物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為 尸0.2, g取10 m/s2,關(guān)于水平拉力F和摩擦力f隨時間變化的圖

9、象正確的 是()解析：選BD.由圖乙知,01 s內(nèi)物體沿正方向加速,12 s內(nèi)物體沿正方 向減速,23 s內(nèi)物體沿負(fù)方向加速,34 s內(nèi)物體沿負(fù)方向減速；摩擦力f =m mg2 N,01 s 內(nèi)加速度為 ai = 4 m/s2, Fi(mg=mai, Fi = 6 N； 1 2 s 內(nèi)加速度為 a2= 4 m/s2, F2 t mgma2, F2= 2 N,23 s內(nèi)加速度 a3= 4 m/s2, F3+(mg=ma3, F3= 6 N,34 s 內(nèi)加速度 a4=4 m/s2, F4+ 仙 mg ma4, F4 = 2 N; 02 s內(nèi)摩擦力沿負(fù)方向,24 s內(nèi)摩擦力沿正方向.9 .低空極限跳

10、傘是最近比擬流行的極限運(yùn)動,美國選手約翰 溫克爾科特在安順壩陵河大橋跳傘國際挑戰(zhàn)賽獲得冠軍.參賽選手均從落差為H=224 m的高橋從靜止開始下落,其中約翰溫克爾科特在下落一段時間后翻開降落傘,之后立即以大小為a=12.5 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動,假設(shè)人的 平安著陸速度最大為vt=5 m/s.假設(shè)張傘前空氣阻力不計(jì),重力加速度為 g= 10 m/s2.約翰溫克爾科特的質(zhì)量m=60 kg.(1)如果在某次跳傘過程中,約翰溫克爾科特為了保證平安著陸,至少離地多 高翻開降落傘？(2)在第(1)問中約翰 溫克爾科特翻開傘后所受的阻力為多大？(3)為了滿足上述條件,約翰溫克爾科特在整個運(yùn)動過程中

11、的最短時間為多 少？解析：(1)設(shè)約翰溫克爾科特下落高度為h時翻開降落傘,此時速度為v,之后翻開降落傘開始做勻減速直線運(yùn)動,落地時速度剛好為5 m/s,這種情況下他在空中運(yùn)動時間最短,那么有 v2 = 2ghv2v2 = 2a(H h)聯(lián)立解得 h=125 m, v = 50 m/s為使約翰 溫克爾科特平安著地,他展開傘時的高度至少為H h=224 m-125 m=99 m.(2)由牛頓第二定律得f mg=ma,代入數(shù)據(jù)可解得f=1 350 N.(3)他在空中自由下落的時間為2h 2X 125t1= g=10 s=5 sH-h 224 125他減速運(yùn)動 的 時 間為 t2 =s= 3.6 sv

12、 + vt50+522在能夠平安著陸的情況下,他在空中運(yùn)動的最短時間為 t = t1 + t2 = 8.6 s.答案：(1)99 m (2)1 350 N (3)8.6 s10. (2021漳州市八校第三次聯(lián)考)質(zhì)量為2 kg的木板B靜止在水平面上,可視 為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上外表水平?jīng)_上木板,如圖甲所示. A 和B經(jīng)過1s到達(dá)同一速度,之后共同減速直至靜止,A和B的v t圖象如圖乙所示,重力加速度g=10 m/s2,求：vi V0(1)A與B上外表之間的動摩擦因數(shù)M ;(2)B與水平面間的動摩擦因數(shù)陽(3)A的質(zhì)量.解析：(1)由圖象可知,A在01 s內(nèi)的加速度ai = = 2

13、m/s2對A由牛頓第二定律得：mg=mai解得：世= 0.2由圖象知,AB在13 s內(nèi)的加速度a3 = = - 1 m/s2對AB由牛頓第二定律得：一(M + m)g 2= (M + m)a3解得：出=0.1(3)由圖象可知B在01 s內(nèi)的加速度a2=1 = 2 m/s2對B由牛頓第二定律得：四mg以M + m)g = Ma2代入數(shù)據(jù)解得：m = 6 kg.答案：(1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg11. (2021高考新課標(biāo)全國卷H )下暴雨時,有時會發(fā)生山體滑 坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害.某地有一傾角為8 =37O sin 37 =3的山坡C,上面有一質(zhì)量為m的石板B,其上下外表與斜坡平5

14、行；B上有一碎石堆A含有大量泥土,A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài),如下圖.假 設(shè)某次暴雨中,A浸透雨水后總質(zhì)量也為 m可視為質(zhì)量不變的滑塊,在極3短時間內(nèi),A、B0的動摩擦因數(shù) 以減小為3, B、C間的動摩擦因數(shù) 起減小O為0.5, A、B開始運(yùn)動,此時刻為計(jì)時起點(diǎn)；在第 2 s末,B的上外表忽然 變?yōu)楣饣?起保持不變.A開始運(yùn)動時,A離B下邊緣的距離l = 27 m, C足夠長,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.取重力加速度大小 g = 10 m/s2. 求：在02 s時間內(nèi)A和B加速度的大?。?A在B上總的運(yùn)動時間.解析：1在02 s時間內(nèi),A和B的受力如下圖,其中fi、Ni是A與B之間的摩擦力和正壓力

15、的大小,f2、N2是B與C之間的摩擦力和正壓力的大小,方向如下圖.由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得fi= piNi Ni = mgcos 道f2=陛N2N2=Ni' + mgcos 0®規(guī)定沿斜面向下為正.設(shè) A和B的加速度分別為ai和a2,由牛頓第二定律得mgsin 0 fi=maimgsin 0 f2+fi' =ma2Ni = Ni'fi = fi'聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得ai = 3 m/s2 2ca2= i m/s (2)在ti = 2 s時,設(shè)A和B的速度分別為vi和V2,那么vi= aiti = 6 m/s?v2= a2ti = 2 m/s?t>ti時,設(shè)A和B的加速度分別為ai'和a2 .此時A與B之間的摩擦力為零,同理可得ai' =6 m/s2?a2' = 2 m/s2?B做減速運(yùn)動.設(shè)經(jīng)過時間t2, B的速度減為零,那么有V2+a2' t2 = 0 ?聯(lián)立? 式得t2= i s?