【导学教程】（新课标）高考物理 3.2 牛顿运动定律的应用(一)达标训练(1).doc

第三章 第二节 牛顿运动定律的应用(一)一、选择题(本题共9小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共63分)1在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为a7 m/sb14 m/sc10 m/s d20 m/s解析设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得ag，由匀变速直线运动速度位移关系式v2ax，可得汽车刹车前的速度为：v0 m/s14 m/s，因此b正确答案b2(2013大连质检)如图3210所示，一些商场安装了智能化的自动电梯，当有乘客乘行时自动电梯经过先加速再匀速两个阶段运行，则电梯在运送乘客的过程中a乘客始终受摩擦力作用b乘客经历先超重再失重c电梯对乘客的作用力始终竖直向上d电梯对乘客的作用力先指向前上方，再竖直向上解析乘客先有斜向上的加速度再匀速，故乘客先超重后既不超重又不失重，选项b错误；匀速运动阶段乘客受竖直方向的重力与支持力作用而平衡，不受摩擦力，选项a错误；乘客在加速阶段受电梯的作用力与重力作用，合力沿平行电梯斜面向上，重力竖直向下，故电梯对乘客的作用力斜向前上方，选项d正确答案d3(2013杭州统考)某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 n，他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧测力计的示数如图3211所示，电梯运行的vt图可能是图3212中的(取电梯向上运动的方向为正) 图3-2-11解析由gt图可知：t0t1时间内弹簧测力计示数小于人的体重，电梯处于失重状态，加速度方向为竖直向下，有两种运动状态，即加速下降或减速上升；t1t2时间内弹簧测力计示数等于人的体重，电梯处于平衡状态，即做匀速直线运动或静止；t2t3时间内电梯处于超重状态，加速度方向为竖直向上，有两种运动状态，即加速上升或减速下降，故选项a、d正确答案ad4将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体a刚抛出时的速度最大b在最高点的加速度为零c上升时间大于下落时间d上升时的加速度等于下落时的加速度解析最高点速度为零，物体受合力不为零，加速度不为零，故b项错上升时做匀减速运动，ha1t，下落时做匀加速运动，ha2t，又因为a1，a2，所以t1t2，故c、d错误空气阻力始终做负功，故a对答案a5如图3213所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接图3214中v、a、ff和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，其中正确的是解析物体在斜面上下滑，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力为恒力，加速度为恒量，物体做匀加速直线运动，其加速度图象为一平行时间横轴的直线段，速度vat，其速度图象应为一向上倾斜的直线段，路程sat2，路程随时间变化的图象应为一开口向上的抛物线，a、b、d均错；物体滑到水平面后，在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其摩擦大于在斜面上运动时的摩擦力，所以c正确答案c6如图3215所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为a加速下降 b加速上升c减速上升 d减速下降解析木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，表明物块所受合力方向向上，则系统有向上的加速度，是超重，所以木箱的运动状态可能为减速下降或加速上升，故b、d正确答案bd7如图3216所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为m的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出木板的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有aa10，a2g ba1g，a2gca10，a2g da1g，a2g解析抽去木板前，m和m均处于静止状态，弹簧弹力大小为mg.抽去木板的瞬间，对m而言，其受力情况不变，仍然处于静止平衡状态，其加速度a10；对m，撤去木板瞬间不再受木板向上的支持力，只受竖直向下的重力mg和弹簧对其竖直向下的压力(大小为mg)，对m应用牛顿第二定律有mgmgma2，解得a2g，故选项c正确答案c8(2012安徽理综)如图3217所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力f，则a物块可能匀速下滑b物块仍以加速度a匀加速下滑c物块将以大于a的加速度匀加速下滑d物块将以小于a的加速度匀加速下滑解析设斜面倾角为，根据牛顿第二定律，知物块的加速度a0，即tan .对物块施加竖直向下的压力f后，物块的加速度aa，且fsin fcos 0，故aa，物块将以大于a的加速度匀加速下滑故选项c正确，选项a、b、d错误答案c9(2013绍兴一中期末)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力f的大小随时间t变化的情况如图3218所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为ag b2gc3g d4g解析“蹦极”运动的最终结果是运动员悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力大小等于运动员的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时等于重力且等于f0即mgf0，所以f0mg.当绳子拉力最大时，运动员处于最低点，此时合力最大，故加速度也最大，此时f最大f03mg，方向竖直向上，由maf最大mg3mgmg2mg得最大加速度为2g，故b正确答案b二、计算题(本大题共3小题，共37分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10(10分)一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图3219所示(取g10 m/s2)求：(1)物块下滑的加速度大小a；(2)物块向上滑行的最大距离x；(3)斜面的倾斜角.解析(1)由图象可知，物块下滑的加速度a2 m/s2(2)物块向上滑行的最大距离为xv0ta1t21 m(或由图象知x1 m)(3)设物块质量为m，物块与斜面间的动摩擦因数为，则由牛顿第二定律得：mgsin mgcos ma1mgsin mgcos ma解得30.答案(1)2 m/s2(2)1 m(3)3011(13分)如图3220所示，质量m2 kg的物体静止于水平地面的a处，a、b间距l20 m，用大小为30 n、沿水平方向的外力拉此物体，经t2 s拉至b处(已知cos 370.8，sin 370.6，取g10 m/s2) (1)求物体与地面间的动摩擦因数；(2)用大小为30 n、与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从a处由静止开始运动，求2 s内物体的位移大小解析(1)物体做匀加速运动lat2故a m/s210 m/s2由牛顿第二定律fffmaff30 n210 n10 n故0.5(2)由牛顿第二定律得fcos 37(mgfsin 37)ma故ag m/s211.5 m/s22 s内的位移xat223 m.答案(1)0.5(2)23 m12(14分)(2013洛阳高三质检)中央电视台在娱乐节目中曾推出一个游戏节目推矿泉水瓶选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后没有停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败其简化模型如图3221所示，ac是长度l15 m的水平桌面，选手们将瓶子放在a点，从a点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，bc为有效区域已知bc长度l21 m，瓶子质量m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数0.4，g10 m/s2.某选手作用在瓶子上的水平推力f20 n，瓶子沿ac做直线运动，假设瓶子可视为质点，该选手要想游戏获得成功，试问：(1)推力作用在瓶子上的时间最长为多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？解析(1)要想获得成功，瓶子滑到c点时速度恰好为0，力作用时间最长，设最长时间为t1，力作用时的加速度为