【创新设计】（江苏专用）高考物理二轮复习专题精讲 第2讲 直线运动规律及牛顿运动定律的应用.doc

第2讲直线运动规律及牛顿运动定律的应用一、单项选择题1(2013江苏南通一模)某一质点运动的位移x随时间t变化的图象如图1212所示，则()图1212a在10 s末时，质点的速度最大b在010 s内，质点所受合外力的方向与速度方向相反c在第8 s和第12 s时，质点的加速度方向相反d在20 s内，质点的位移为9 m解析题图线上各点切线的斜率表示各时刻对应的速度，故t10 s时v0，a错.010 s内质点做减速运动，故b正确.010 s和1020 s内运动的速度方向相反，而010 s内质点的加速度方向与速度方向相反，1020 s内质点加速运动，加速度方向与速度方向相同，故第8 s和第12 s时的加速度方向相同，c错.20 s内质点的位移为1 m，故d错答案b2(2013重庆卷，4)图1213为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随变化的图象分别对应图1214中的()图1213 图1214a、和 b、和c、和 d、和解析由题意知，小球对斜面的压力fnmgcos ，随增大，fn逐渐变小直至为零，y1cos ，对应；小球的加速度agsin ，y2sin ，最大为1，对应.重力加速度为g不变，y31，对应.所以选项b正确答案b3某实验小组为了测量两种纸之间的动摩擦因数，他先将一张纸贴在一平板上，另一张纸贴在另一木块下表面，并在木块上装如图1215a所示的支架abc，其中bc与木块下表面平行，支架上固定一个量角器，在量角器圆心处固定一根细线，线下系一小球现将平板倾斜放置，如图b所示，将木块支架放在平板上，让其加速下滑，稳定时小球连线与ob的夹角为，则两纸之间的动摩擦因数为()图1215asin bcos ctan dcot 解析以小球为研究对象，设小球的质量为m，平板的倾角为，线的拉力为t，由牛顿第二定律得mgsin tcos ma，mgcos tsin .联立解得agsin gcos cot ，以装置(木块支架)整体为研究对象，由牛顿第二定律得gsin gcos a.又因小球的加速度与装置(木块支架)整体的加速度大小相等，所以cot .答案d4一辆汽车正以v030 m/s的速度在平直路面上行驶，驾驶员突然发现正前方约50 m处有一个障碍物，立即以大小为8 m/s2的加速度刹车甲、乙、丙、丁四位同学根据已知条件进行了有关问题的讨论你认为下列说法正确的是()a甲同学认为汽车经过2 s已撞上障碍物，理由是在2 s时间内汽车通过的位移xv0tat2302 m84 m76 m50 mb乙同学也认为经过2 s汽车已撞上障碍物，理由是在2 s时间内汽车通过的位移x m56.25 m50 mc丙同学认为汽车经过2 s不会撞上障碍物d丁同学认为条件不足，无法判断解析甲把加速度a代入正值，乙认为2 s末车的速度为零，a、b错误车停止时间t s3.75 s2 s，所以2 s时间内汽车通过的位移xv0tat2302 m84 m44 m50 m，因此2 s内车不会撞上障碍物，c正确，d错误答案c5(2013浙江卷，17)如图1216所示，水平木板上有质量m1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力f的作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力ff的大小取重力加速度g10 m/s2，下列判断正确的是()图1216a5 s内拉力对物块做功为零b4 s末物块所受合力大小为4.0 nc物块与木板之间的动摩擦因数为0.4d6 s9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2解析由题图知4 s后物块的摩擦力不随f的变化而变化，即4 s后物块受到的是滑动摩擦力，此时物块沿力f的方向开始运动，力f在4 s后开始做正功，选项a错误；4 s末物块受滑动摩擦力为ff3 n，此时拉力f为4 n，故水平方向合力f合fff1 n，选项b错误；由于ffmg，故0.3，选项c错误；6 s9 s内，f5 n，ff3 n，由a得a2.0 m/s2，故选项d正确答案d6(2013无锡模拟)某运动员做跳伞运动，打开伞前可视为自由落体运动，伞打开后先做减速运动，最后做匀速运动，取竖直向下为正方向在整个运动过程中，运动员的速度v、加速度a随时间t变化的图象符合事实的是()解析打开伞前可视为自由落体运动，所以加速度为g，所以做匀加速直线运动，vt为直线，伞打开后先做减速运动，空气阻力与速度有关，且此时阻力大于重力，加速度方向竖直向上，即加速度为负值，所以a、c、d错误随着速度减小，运动员与伞的加速度减小，最后做匀速运动所以b正确答案b二、多项选择题7(2013大纲卷，19)将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2 s，它们运动的vt图象分别如直线甲、乙所示则()图1217at2 s时，两球高度相差一定为40 mbt4 s时，两球相对于各自抛出点的位移相等c两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等d甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等解析运动过程与vt图象相结合甲、乙两小球抛出后均做竖直上抛运动，只是乙的运动滞后2 s因初始位置高度不同，所以无法确定t2 s时两小球的高度差，选项a错误；vt图象中位移的大小等于图线与t轴所围的面积，从图象中可以看出t4 s时两球相对于各自抛出点的位移相等，选项b正确；同时因抛出速度相同，所以从抛出至达到最高点的时间相同，从vt图象知，该时间间隔均为3 s，选项d正确；因两球抛出时高度不同且高度差不确定，运动时间就不确定，选项c错误答案bd8静止在光滑水平面上的物体，在如图1218所示的水平力f作用下朝某一方向运动，且图中有t1t0，t22t0，t33t0，则与ft图象相对应的vt图象和at图象分别是 () 图1218解析设物体质量为m，在0t1时间内，加速度af0/m，物体做初速度为零的匀加速直线运动，在t1t0时刻，速度v0at0f0t0/m，所以这段时间对应的vt图象是经过原点的倾斜线段，对应的at图象是平行于时间轴的水平线段；在t1t2时间内，合外力f0，加速度a0，物体以速度v0做匀速直线运动，所以这段时间对应的vt图象是平行于时间轴的水平线段，对应的at图象与时间轴重合；同理，可分析出在t2t3时间内的vt图象和at图象由以上分析可知选项a、c正确答案ac9(2013浙江卷，19)如图1219所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g10 m/s2.关于热气球，下列说法正确的是()图1219a所受浮力大小为4 830 nb加速上升过程中所受空气阻力保持不变c从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sd以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 n解析从地面刚开始竖直上升时v0，空气阻力ff0.由f浮mgma，得f浮m(ga)4 830 n，故a正确；最终气球匀速上升，说明气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大，故b错误；气球做加速度减小的加速运动，故加速到5 m/s的时间大于10 s，c错误；匀速上升时f浮mgff0，计算得ff230 n，d正确答案ad10(2013全国新课标，21)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功图1220(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图(b)所示假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则() (a)(b)图1220a从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10b在0.4 s2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化c在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gd在0.4 s2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变解析由vt图象中图线与t轴围成的面积，可估算出飞机在甲板上滑行的距离约为103 m，即大约是无阻拦索时的，a正确由题图的斜率可知飞机钩住阻拦索后加速度大约保持在a27.6 m/s22.5g，故c正确；飞机的速度很大，空气阻力的影响不能忽略，且阻力随速度的减小而减小，所以要保持加速度不变，阻拦索的张力要逐渐减小，b错误；由pfv知，阻拦索对飞机做功的功率逐渐减小，故d错误答案ac三、非选择题11(2013四川卷，9)近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全如图1221乙所示，停车线ab与前方斑马线边界cd间的距离为23 m质量8 t、车长7 m的卡车以54 km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线ab，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯甲乙图1221(1)若此时前方c处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3104 n求卡车的制动距离；(2)若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界cd.为确保行人安全，d处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？解析此题运用动能定理解答较简单，也可根据卡车刹车做匀减速直线运动，应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题已知卡车质量m8 t8103 kg、初速度v054 km/h15 m/s(1)设卡车减速的加速度为a，由牛顿第二定律得：fma由运动学公式得：v2as1，联立式，代入数据解得s130 m(2)已知车长l7 m，ab与cd的距离为s023 m设卡车驶过的距离为s2，d处人行横道信号灯至少需要经过时间t后变灯，有s2s0ls2v0t联立式，代入数据解得t2 s.答案(1)30 m(2)2 s12(2013苏州三模)如图1222所示，水平地面上有一“l”形滑板abc，竖直高度ab1.8 md处有一固定障碍物，滑板右端c到障碍物的距离为1 m滑板左端加上水平向右的推力f144 n的同时，有一小物块紧贴竖直板的a点无初速释放，滑板撞到障碍物时立即撤去力f，滑板以原速率反弹小物块最终落在地面上滑板质量m3 kg，物块质量m1 kg，滑板与物块及地面间的动摩擦因数均为0.4(取g10 m/s2，已知tan 37)求：图 1222(1)滑板撞到障碍物前物块的加速度；(2)物块落地时的速度；(3)物块落地时到滑板b端的距离解析(1)由题意易知，滑板撞到障碍物前物块与滑板相对静止，设两者向右的加速度为a，则f(mm)g(mm)a解得：