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1、提能专训 (三)牛顿运动定律在直线运动中的应用 时间:90 分钟满分:100 分 一、选择题 (本题共 11小题,每小题 4 分,共 44 分多选全部选 对的得 4 分,选对但不全的得2 分,有选错的得0 分) 1 (2014 广东茂名一模 )伽利略用两个对接的斜面, 一个斜面固定, 让小球从固定斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面 倾角逐渐改变至零,如图所示伽利略设计这个实验的目的是为了说 明() A如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度 B如果没有摩擦,物体运动时机械能守恒 C维持物体做匀速直线运动并不需要力 D如果物体不受到力,就不会运动 答案: C 解析: 当斜面倾角
2、减小至零时,小球将沿斜面永远的运动下去, 这个运动不需要力来维持,选项C 正确 2(2014 云南第一次检测 )物块 A 放置在与水平地面成30 角倾斜 的木板上时, 刚好可以沿斜面匀速下滑; 若该木板与水平面成60 角倾 斜,取 g10 m/s 2,则物块 A 沿此斜面下滑的加速度大小为 () A5 3 m/s 2 B3 3 m/s 2 C(53) m/s 2 D.10 3 3 m/s 2 答案: D 解析:由物块在倾角为30 的木板上匀速下滑,得Ffmgsin , 又 FN1mgcos 30,FfFN1,求得动摩擦因数 3 3 ;在倾角为 60 的木板上物块加速下滑,有FN2mgcos 6
3、0,mgsin 60 FN2ma, 求得 a10 3 3 m/s 2,D 项对 3如图所示, A、B 为两个质量相等的小球,由细线相连,再用 轻质弹簧悬挂起来,在A、B 间细线烧断后的瞬间, A、B 的加速度分 别是() AA、B 的加速度大小均为g,方向都竖直向下 BA 的加速度为 0,B 的加速度大小为g、竖直向下 CA 的加速度大小为g、竖直向上, B 的加速度大小为g、竖直 向下 DA 的加速度大于g、竖直向上, B 的加速度大小为g、竖直向 下 答案: C 解析:在细线烧断前, A、B 两球的受力情况如图甲所示,由平衡 条件可得: 对 B 球有 F 线mg 对 A 球有 F弹mgF线
4、 在细线烧断后, F线立即消失,弹簧弹力及各球重力不变,两球的 受力情况如图乙所示由牛顿第二定律可得: B 球有向下的重力加速度g 对 A 球有 F 弹mgmaA 解得 aAg,方向向上 综上分析,选 C. 4(2014 北京理综 )应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使 物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直 向上运动,直至将物体抛出对此现象分析正确的是() A手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态 C在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度 答案: D 解析
5、:手托物体抛出的过程,必有一段加速过程,其后可以减速, 可以匀速,当手和物体匀速运动时,物体既不超重也不失重;当手和 物体减速运动时,物体处于失重状态,选项A 错误;物体从静止到运 动,必有一段加速过程,此过程物体处于超重状态,选项B 错误;当 物体离开手的瞬间,物体只受重力,此时物体的加速度等于重力加速 度,选项 C 错误;手和物体分离之前速度相同,分离之后手速度的变 化量比物体速度的变化量大,物体离开手的瞬间,手的加速度大于重 力加速度,所以选项D 正确 5在升降的电梯内的水平地面上放一体重计,电梯静止时,某同 学站在体重计上,体重计的示数为60 kg,电梯运动时,某一段时间该 同学发现体
6、重计的示数为72 kg,在这段时间内下列说法正确的是 () A该同学所受的重力变大了 B该同学对体重计的压力大于体重计对他的支持力 C电梯的加速度大小为 1 5g,方向一定竖直向上 D电梯的运动方向一定竖直向上 答案: C 解析: 在地球表面同一纬度重力与人的运动情况和是否受到其他 力的作用无关,选项A 错误;根据牛顿第三定律,压力和支持力是一 对作用力和反作用力,选项B 错误;体重计的示数72 kg大于 60 kg, 说明合力方向向上,根据牛顿第二定律有FNmgma,即 72g60g 60a,a1 5g,方向向上,选项 C 正确;加速度向上,电梯可能加速 上升,也可能减速下降,选项D 错误
7、6(多选)如图甲所示,在电梯厢内轻绳AO、BO、CO 连接吊着 质量为 m 的物体,轻绳 AO、BO、CO 对轻质结点 O 的拉力分别为 F1、 F2、F3.现电梯厢竖直向下运动,其速度v 随时间 t 的变化规律如图乙 所示,重力加速度为g,则() A在 0t1时间内, F1与 F2的合力等于 F3 B在 0t1时间内, F1与 F2的合力大于 mg C在 t1t2时间内, F1与 F2的合力小于 F3 D在 t1t2时间内, F1与 F2的合力大于 mg 答案: AD 解析:在任何时间内, F1与 F2的合力都等于F3,选项 A 正确, 选项 C 错误;在 0t1时间内,电梯向下加速运动,合
8、力方向向下,物 体失重, F1与 F2的合力小于 mg,选项 B 错误;在 t1t2时间内,电 梯向下减速运动,合力方向向上,物体超重,F1与 F2的合力大于 mg, 选项 D 正确 7(2014 河南豫东十校联考 )(多选)质量为 1 kg的物体静止在光滑 水平面上,某时刻受到水平拉力F 的作用 (F-t图象如图所示 ),若在第 1 s内物体受到的拉力F 向右关于物体在03 s时间内的运动情况, 下列说法正确的是 () A03 s时间内物体先向右运动,再向左运动 B03 s时间内物体始终向右运动 C物体在第 1 s末的速度最大 D物体在第 3 s末的速度最大 答案: BC 解析:物体在光滑水
9、平面上运动, 在 01 s内物体向右加速运动, 加速度 a1 F m 2 m/s2,t1 s时,速度 v1212 m/s.在 13 s 内 物体向右减速运动,加速度a2 F m1 m/s 2,当 t3 s时,由 vv 0 at 知速度 v32 m/s12 m/s0,即速度减小为零 由以上分析可 知选项 A、D 错误, B、C 项正确 8(2014 陕西省咸阳市高三二模)(多选)若在某次军事演习中,某 空降兵从悬停在空中的直升机上跳下,从跳离飞机到落地的过程中沿 竖直方向运动的v-t 图象如图所示,则下列说法正确的是() A010 s内空降兵运动的加速度越来越大 B010 s内空降兵和降落伞整体
10、所受重力大于空气阻力 C1015 s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小 D1015 s内空降兵处于失重状态 答案: BC 解析:由 v-t图象可知空降兵跳离飞机后010 s内向下做加速度 减小的加速运动,空降兵和降落伞整体受到重力和空气阻力,010 s 内重力大于空气阻力,故选项A 错误,B 正确;1015 s内空降兵向 下做加速度减小的减速运动,在此期间空气阻力逐渐减小,空降兵处 于超重状态,故选项C 正确, D 错误 9 (2014 西安市长安中学质检 )以初速度 v0竖直向上抛出一质量为 m 的小物体假定物块所受的空气阻力f 大小不变已知重力加速度 为 g,则物体上升的最大高度和
11、返回到原抛出点的速率分别为() A. v 2 0 2g 1 f mg 和 v0 mgf mgf B. v 2 0 2g 1 f mg 和 v0 mg mgf C. v 2 0 2g 1 2f mg 和 v0 mgf mgf D. v 2 0 2g 1 2f mg 和 v0 mg mgf 答案: A 解析:在上升过程中,对物体受力分析,由牛顿第二定律可得mg fma1,加速度的方向与初速度的方向相反,即竖直向下,在上升 到达最高点的过程中,根据v 2v2 02a1x 可得上升的最大高度为x v 2 0 2a1 v 2 0 2g 1 f mg ;在下降时,对物体受力分析, 由牛顿第二定律可得 mg
12、fma2,从开始下降到返回到原抛出点的过程中,根据v 22a 2x 可得, v2a2xv0 mgf mgf,所以 A 项正确 10(2014 辽宁师大附中期中 ) 如图所示,物体A 叠放在物体B 上,B 置于光滑水平面上 A、B 质量分别为 mA6 kg,mB2 kg,A、 B 之间的动摩擦因数 0.2,开始时 F10 N,此后逐渐增加,在增 大到 45 N 的过程中,则下列判断正确的是() A当拉力 FMg ,即 m0.4 kg 因此小球的质量范围是0.4 kgm10 kg. 15(2014 湖北八校第二次联考)(16 分)如图,可看做质点的小物 块放在长木板正中间,已知长木板质量为M4 k
13、g,长度为 L2 m, 小物块质量为 m1 kg, 长木板置于光滑水平地面上, 两物体皆静止现 在用一大小为 F 的水平恒力作用于小物块上, 发现只有当 F 超过 2.5 N 时,才能让两物体间产生相对滑动设两物体间的最大静摩擦力大小 等于滑动摩擦力大小,重力加速度取g10 m/s 2,试求: (1)小物块和长木板间的动摩擦因数 (2)若一开始力 F 就作用在长木板上,且F12 N,则小物块经过 多长时间从长木板上掉下? 答案: (1)0.2(2)2 s 解析: (1)设两物体间的最大静摩擦力为f,当 F2.5 N 作用于小 物块时,对整体由牛顿第二定律有F(Mm)a 对长木板,由牛顿第二定律有fMa 由可得 f2 N 小物块在竖直方向上受力平衡,所受支持力Nmg,则所受摩擦 力 fmg 得 0.2 (2)F12 N 作用于长木板上时, 两物体发生相对滑动, 设长木板、 小物块的加速度分别为a1、a2,对长木板,由牛顿第二定律有Ff Ma1 得 a12.5 m/s 2 对小物块,由牛顿第二定律有fma2 得 a22 m/s 2 由匀变速直线运动规律, 两物体在 t时间内的位移分别为s 11 2a1t 2 s21 2a2t 2 小物块刚滑下长木板时,有s 1s2 1 2L 解得 t2 s
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