2024年高考物理总复习力与运动章节全册复习讲义（学生卷）

2024年高考物理总复习力与运动章节全册复习讲义（学生卷）第1章力物体的平衡 2第一节重力弹力摩擦力 2第二节力的合成与分解 3第三节受力分析共点力的平衡 4第2章直线运动 6第一节描述运动的基本概念 6第二节匀变速直线运动的规律及应用 7第三节运动图象追及、相遇问题 8第3章牛顿运动定律 9第一节牛顿第一、第三定律 9第二节牛顿第二定律两类动力学问题 10第三节牛顿运动定律的综合应用 12第4章曲线运动万有引力定律 14第一节曲线运动运动的合成与分解 14第二节平抛物体的运动 15第三节圆周运动 17第四节万有引力人造卫星 19第5章机械能 22第一节功和功率 22第二节动能动能定理 23第三节机械能守恒定律 26第四节功能关系能量守恒 28第6章动量 30第一节冲量动量动量定理 30第二节动量守恒定律及其应用 31第三节研究动力学问题的三个基本观点 33第7章机械振动机械波 35第一节简谐运动和受迫振动 35第二节机械波的形成和传播波的图象 37第三节波的干涉和衍射多普勒效应 39第1章力物体的平衡第1章力物体的平衡第一节重力弹力摩擦力一、选择题1.(2011年抚顺六校联合体模拟)如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA>mB，则物体B()A．只受一个重力B．受到重力、摩擦力各一个C．受到重力、弹力、摩擦力各一个D．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个.2.如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时小球在A处，今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为()A．kx B．kx＋GC．G－kx D．以上都不对．3.用手握住一个油瓶(油瓶始终处于竖直方向且静止不动，如图所示)，下列说法中正确的是()A．当瓶中油的质量增大时，手握瓶的力必须增大B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C．不论手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D．摩擦力大于油瓶与油的总重力解析：选C.因为油瓶处于平衡状态，故摩擦力与油和瓶的总重力大小相等，又因为是静摩擦力，根据其特点，大小与压力无关，故C正确，B、D错误．而最大静摩擦力Ffmax与正压力有关.在压力一定的情况下，最大静摩擦力一定．若平衡时，静摩擦力未达到最大值，当适当增加油的质量时，若G≤Ffmax，不增加压力仍可平衡，A错．4.(2011年北京西城区抽样测试)如图所示，质量为m＝20kg的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，物体同时还受到大小为10N，方向向右的水平拉力F的作用，则水平面对物体的摩擦力(g取10m/s2)()A．大小是10N，方向水平向左B．大小是20N，方向水平向左C．大小是20N，方向水平向右D．大小是30N，方向水平向右5.某同学用传感器来探究摩擦力，他的实验步骤如下：①将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上；②将一质量m＝3.75kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；③打开计算机，使数据采集器工作，然后沿水平方向缓慢地拉动细绳，木块运动一段时间后停止拉动；④将实验得到的数据经计算机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象．下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是()A．0～6s内木块一直受到静摩擦力的作用B．最大静摩擦力比滑动摩擦力大C．木块与桌面间的动摩擦因数为0.08D．木块与桌面间的动摩擦因数为0.116.(2010年高考课标全国卷)如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.eq\r(3)－1B．2－eq\r(3)C.eq\f(\r(3),2)－eq\f(1,2)D．1－eq\f(\r(3),2)7.(2011年郑州模拟)如图所示，质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上，小物块与半球体间的动摩擦因数为μ，小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是()A．小物块所受摩擦力大小为μmgsinθB．小物块对半球体的压力大小为mgcosθC．小物块所受摩擦力大小为mgsinθD．小物块所受摩擦力大小为mgcosθ．8．(2011年北京东城区检测)如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是()A．细绳对A的拉力将增大B．A对斜面的压力将减小C．A受到的静摩擦力不变D．A受到的合力将增大9.(2011年武汉调研)如图所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后()A．M静止在传送带上B．M可能沿斜面向上运动C．M受到的摩擦力不变D．M下滑的速度不变10.(2011年扬州模拟)如图所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10cm、劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25N，当弹簧的长度仍为8cm时，测力计读数不可能为()A．10NB．20NC．40ND．60N二、计算题11.如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1>μ2)．当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？12．(2011年苏州模拟)如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m1的重物，最下端挂一质量为m2的重物，现用力F沿斜面向上缓慢推动m2，当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时，试求：(1)m1、m2各上移的距离．(2)推力F的大小．第二节力的合成与分解一、选择题1．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为()A．15N、5N、6NB．3N、6N、4NC．1N、2N、10ND．1N、6N、8N2．如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是()3.在研究共点力合成实验中，得到如图所示的合力与两力夹角θ的关系曲线，关于合力F的范围及两个分力的大小，下列说法中正确的是()A．2N≤F≤14NB．2N≤F≤10NC．两力大小分别为2N、8ND．两力大小分别为6N、8N4.(2011年徐州一模)如图所示，一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总质量为60kg.此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°.则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A．360N,480NB．480N,360NC．450N,800ND．800N,450N5.(2011年湖北孝感高中质量检测)如图所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F1，沿－y方向，大小未知的力F2与＋x方向夹角为θ，下列说法正确的是()A．力F3只能在第二象限B．力F3只能在第三象限C．力F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越小D．F3的最小值为F1cosθ6.(2011年苏州高三调研)如图所示，用OA、OB两根轻绳将物体悬于两墙之间，OA、OB两根轻绳之间的夹角为90°.当更换OA绳，使A点下移，直至轻绳OA为水平，在此过程中保持O点位置不变．则在A点不断下移到A′的过程中，绳OA的拉力()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先变小后变大D．先变大后变小．7.2010年广州亚运会天津运动员陈一冰夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间的距离增大的过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为()A．FT增大，F不变B．FT增大，F增大C．FT增大，F减小D．FT减小，F不变8.如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，绳上的拉力将()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大．9.(2011年青岛模拟)如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直．杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°.系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法中正确的是()A．细线BO对天花板的拉力大小是eq\f(G,2)B．a杆对滑轮的作用力大小是eq\f(G,2)C．a杆和细线对滑轮的合力大小是GD．a杆对滑轮的作用力大小是G10.(2011年长沙模拟)如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图．使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长．粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小．该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁对涂料滚的支持力为F2，下列说法正确的是()A．F1、F2均减小B．F1、F2均增大C．F1减小，F2增大D．F1增大，F2减小二、计算题11.榨油在我国已有上千年的历史，较早时期使用的是直接加压式榨油方法．而现在已有较先进的榨油方法，某压榨机的结构示意图如图所示，其中B点为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计．压榨机的尺寸如图所示，l＝0.5m，b＝0.05m．求物体D所受压力的大小是F的多少倍？12.如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直方向上的夹角为60°，改变BC绳的方向，试求：(1)物体能达到平衡时，θ角的取值范围．(2)θ在0～90°的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小值．第三节受力分析共点力的平衡一、选择题1．均匀长杆一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示的受力分析示意图中，正确的是()2.(2011年长沙市一中月考)如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是()A．物体可能只受两个力作用B．物体可能受三个力作用C．物体可能不受摩擦力作用D．物体一定受四个力3.(2011年山东淄博模拟)如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\f(\r(5),2)4.(2010年高考江苏卷)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机．三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为()A.eq\f(1,3)mgB.eq\f(2,3)mgC.eq\f(\r(3),6)mgD.eq\f(2\r(3),9)mg．5.(2009年高考江苏卷)用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上．已知绳能承受的最大张力为10N．为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)()A.eq\f(\r(3),2)mB.eq\f(\r(2),2)mC.eq\f(1,2)mD.eq\f(\r(3),4)m6.(2009年高考浙江理综卷)如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()A.eq\f(\r(3),2)mg和eq\f(1,2)mgB.eq\f(1,2)mg和eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(1,2)mg和eq\f(1,2)μmgD.eq\f(\r(3),2)mg和eq\f(\r(3),2)μmg7.(2011年北京四中一模)如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则()A．小物块受的支持力逐渐变大B．小物块受的支持力先变小后变大C．拉力F逐渐变小D．拉力F先变大后变小8.(2011年浙江金丽衢十二校联考)两光滑平板OM、ON构成一具有固定夹角θ0＝75°的V形槽，一球置于槽内，用θ表示ON板与水平面之间的夹角，如图所示．调节ON板与水平面之间夹角θ，使球对板ON压力的大小正好等于球所受重力的大小，则在下列给出的数值中符合条件的夹角θ值是()A．15°B．30°C．45°D．60°.9.(2011年青岛模拟)如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为mA、mB，由于B球受到风力作用，A与B球一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ.则下列说法中正确的是()A．风力增大时，轻质绳对B球的拉力保持不变B．B球受到的风力F为mBgtanθC．杆对A球的支持力随着风力的增加而增加D．A球与水平细杆间的动摩擦因数为eq\f(mB,mA＋mB)10.(2011年江苏无锡调研)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等D．若将细绳剪断，B物体依然静止在斜面上，水平面对C的摩擦力为零二、计算题11.(2011年揭阳模拟)如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量m＝1kg，斜面倾角α＝30°，细绳与竖直方向夹角θ＝30°，光滑斜面体的质量M＝3kg，置于粗糙水平面上．(g取10m/s2)求：(1)细绳对小球拉力的大小；(2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向．12.(2011年湖南岳阳市一中质检)如图所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩擦因数都为μ，且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为α.问当F至少为多大时，两球将会发生滑动？

第2章直线运动第一节描述运动的基本概念一、选择题1．下列说法正确的是()A．参考系必须是固定不动的物体B．参考系可以是变速运动的物体C．地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点D．研究跳水运动员转体动作时，运动员不可视为质点2.为了使高速公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志．如图所示，甲图是限速路标，表示允许行驶的最大速度是110km/h；乙图是路线指示标志，表示到泉州还有100km.上述两个数据的物理意义是()A．110km/h是平均速度，100km是位移B．110km/h是平均速度，100km是路程C．110km/h是瞬时速度，100km是位移D．110km/h是瞬时速度，100km是路程3．第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是虫子，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟然是一颗子弹，飞行员能抓到子弹的原因是()A．飞行员的反应快B．子弹的飞行速度远小于飞行员的速度C．子弹相对于飞行员来说几乎是静止的D．飞行员的手特有劲4．(2011年黑龙江大庆一中质检)一个物体做匀加速直线运动，在t秒内经过的位移是s，它的初速度为v0，t秒末的速度为vt，则物体在这段时间内的平均速度为()A.eq\f(s,t)B.eq\f(v0＋vt,t)C.eq\f(vt－v0,t)D.eq\f(vt＋v0,2)5.在2009年8月柏林世界田径锦标赛中，牙买加飞人博尔特在男子100m决赛中和男子200m决赛中分别以9.58s和19.19s的成绩打破他在北京奥运会创造的纪录，获得两枚金牌，如图所示．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是()A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B．200m决赛中的平均速度约为10.42m/sC．100m决赛中的平均速度约为10.44m/sD．100m决赛中的最大速度约为20.88m/s6．(2010年启东中学调研)对于质点的运动，下列说法中正确的是()A．质点运动的加速度为零，则速度为零，速度变化也为零B．质点速度变化率越大，则加速度越大C．质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零D．质点运动的加速度越大，它的速度变化越大7．一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小到零，那么该物体的运动情况可能是()A．速度不断增大，到加速度为零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动B．速度不断减小，到加速度为零时，物体运动停止C．速度不断减小到零，然后向相反方向做加速运动，而后物体做匀速直线运动D．速度不断减小，到加速度为零时速度减小到最小，而后物体做匀速直线运动8．(2010年临沂市期中)2009年10月14日，在山东威海举行了第十一届全国运动会铁人三项的女子决赛．本届全运会铁人三项比赛采用奥林匹克标准竞赛距离，包括一点五公里游泳、四十公里自行车和十公里跑步三部分，总距离为五十一点五公里．东道主选手王毅在最后一圈加速冲刺，以领先9.24秒的优势获得冠军，总成绩是2小时16分02秒77.假设王毅在三项中各段的时间分别为t1、t2、t3，对应行程为s1、s2、s3，三项中各段的平均速率分别为v1、v2、v3，总平均速率为v.则(计算中结果保留一位小数)()A．v1<v3<v2B．v＝eq\f(v1＋v2＋v3,3)C．v＝6.3m/sD．v可能比eq\f(s2,t2)大，也可能比eq\f(s1,t1)小9．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的()A．位移的大小可能小于4mB．位移的大小可能大于10mC．加速度的大小可能小于4m/s2D．加速度的大小可能大于10m/s2二、计算题10．爆炸性的加速度往往是跑车的卖点．保时捷911GT3由静止加速至100km/h只需4.2s.(1)求保时捷911GT3的平均加速度．(2)假设普通私家车的平均加速度为3m/s2，它们需要多长时间才能由静止加速至100km/h.11．火车在进入隧道前必须鸣笛．若火车速度为72km/h，声音在空气中的速度是340m/s，司机在鸣笛后2s时听到来自隧道口处的山崖反射的回声，求鸣笛时火车到隧道口的距离．12．(2010年盐城市第一次调研)2009年9月南京军区某部进行了一次海上军事演习，一艘鱼雷快艇以30m/s的速度追击前面同一直线上正在逃跑的敌舰．当两者相距L0＝2km时，以60m/s的速度发射一枚鱼雷，经过t1＝50s艇长通过望远镜看到了鱼雷击中敌舰爆炸的火光，同时发现敌舰仍在继续逃跑，于是马上发出了第二次攻击的命令，第二枚鱼雷以同样速度发射后，又经t2＝30s，鱼雷再次击中敌舰并将其击沉．求第一枚鱼雷击中前后，敌舰逃跑的速度v1、v2分别为多大？第二节匀变速直线运动的规律及应用一、选择题1．美国“肯尼迪号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“F－A15”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2，起飞速度为50m/s，若该飞机滑行100m时起飞，则弹射系统必须使飞机具有的初速度为()A．30m/sB．40m/sC．20m/sD．10m/s2．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度大小变为10m/s，在这1s内物体的()A．平均速度的大小可能是7m/sB．位移的大小可能小于4mC．速度变化量大小可能小于4m/sD．加速度的大小可能小于10m/s23．(2010年上海交大东方学校模拟)从某高处释放一粒小石子，经过1s从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将()A．保持不变B．不断增大C．不断减小D．有时增大，有时减小4.2010年4月17日是青海玉树震后第三天，中国空军日以继夜加紧进行空运抗震救灾，当天上午6时至10时又出动飞机4个架次，向玉树地震灾区运送帐篷540顶(约合57吨)，野战食品24吨．从水平匀速飞行的运输机上向外自由释放一个物体如图，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是()A．从飞机上看，物体静止B．从飞机上看，物体始终在飞机的后方C．从地面上看，物体做平抛运动D．从地面上看，物体做自由落体运动5．给滑块一初速度v0使它沿光滑斜面向上做匀减速运动，加速度大小为eq\f(g,2)，当滑块速度大小减为eq\f(v0,2)时，所用时间可能是()A.eq\f(v0,2g)B.eq\f(v0,g)C.eq\f(3v0,g)D.eq\f(3v0,2g)6．一个质点正在做匀加速直线运动，现用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s．分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2m，在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m，由此可求得()A．第1次闪光时质点的速度B．质点运动的加速度C．从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移D．质点运动的初速度7.(2010年浙江温州八校联考)汽车遇紧急情况刹车，经1.5s停止，刹车距离为9m．若汽车刹车后做匀减速直线运动，则汽车停止前最后1s的位移是()A．4.5mB．4mC．3mD．2m．8.(2011年江苏淮阴中学摸底)如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5……所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d.根据图中的信息，下列判断错误的是()A．位置“1”是小球释放的初始位置B．小球做匀加速直线运动C．小球下落的加速度为eq\f(d,T2)D．小球在位置“3”的速度为eq\f(7d,2T)9．(2011年湖北模拟)如图所示，传送皮带的水平部分AB是绷紧的．当皮带不动时，滑块从斜面顶端由静止开始下滑，通过AB所用的时间为t1，从B端飞出时速度为v1.若皮带顺时针方向转动时，滑块同样从斜面顶端由静止开始下滑，通过AB所用的时间为t2，从B端飞出时的速度为v2，则t1和t2、v1和v2相比较，可能的情况是()A．t1＝t2B．t2>t1C．v1＝v2D．v1>v210．(2011年杭州二中摸底)测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B相距355m，已知声速为340m/s，则汽车的加速度大小为()A．20m/s2B．10m/s2C．5m/s2D．无法确定二、计算题11．(2010年高考课标全国卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和19.30s．假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96%.求：(1)加速所用时间和达到的最大速率；(2)起跑后做匀加速运动的加速度．(结果保留两位小数)12．2009年是中国空军成立60周年，在一次庆祝活动中，伞兵做低空跳伞表演，当直升飞机悬停在离地面224m高时，伞兵离开飞机做自由落体运动．运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以12.5m/s2的加速度匀减速下降．为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过5m/s，(取g＝10m/s2)求：(1)伞兵展伞时，离地面的高度至少为多少？着地时相当于从多高处自由落下？(2)伞兵在空中的最短时间为多少？第三节运动图象追及、相遇问题一、选择题1.如图所示为甲、乙两物体相对于同一坐标的s－t图象，则下列说法正确的是()①甲、乙均做匀变速直线运动②甲比乙早出发时间t0③甲、乙运动的出发点相距s0④甲的速率大于乙的速率A．①②③B．①④C．②③D．②③④2．(2011年渭南模拟)甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的s－t图象如图所示，则下列说法正确的是()A．t1时刻乙车从后面追上甲车B．t1时刻两车相距最远C．t1时刻两车的速度刚好相等D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度答案：A3.(2009年高考广东卷)如图是甲、乙两物体做直线运动的v－t图象，下列表述正确的是()A．乙做匀加速直线运动B．0～1s内甲和乙的位移相等C．甲和乙的加速度方向相同D．甲的加速度比乙的小4.(2010年高考上海卷)如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v－t图象．由图可知()A．在t时刻两个质点在同一位置B．在t时刻两个质点速度相等C．在0～t时间内质点B比质点A位移大D．在0～t时间内合外力对两个质点做功相等5．(2010年高考天津卷)质点做直线运动的v－t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为()A．0.25m/s向右B．0.25m/s向左C．1m/s向右D．1m/s向左6．(2011年桂林模拟)在如图所示的位移(s)—时间(t)图象和速度(v)—时间(t)图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是()A．甲车做曲线运动，乙车做直线运动B．0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C．丙、丁两车在t2时刻相距最远D．0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等7．(2011年浙江八校联考)设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为s.现有四个不同物体的运动图象如图所示，假设物体在t＝0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是()8.(2009年高考山东卷)某物体做直线运动的v－t图象如图所示，据此判断四个选项中正确的是(F：受力；s：位移)()9.从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体A、B的v－t图象如图所示，在0～t0时间内，下列说法中正确的是()A．A、B两个物体的加速度大小都在不断减小B．A物体的加速度不断增大，B物体的加速度不断减小C．A、B两个物体的位移都不断增大D．A、B两个物体的平均速度大小都大于eq\f(v1＋v2,2)10.如图所示，A、B两物体相距x＝7m时，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时正以vB＝10m/s的初速度向右匀减速运动，加速度a＝－2m/s2，则A追上B所经历的时间是()A．7sB．8sC．9sD．10s二、计算题11.空间探测器从某一星球表面竖直升空．已知探测器质量为1500kg，发动机推动力为恒力．探测器升空后发动机因故障突然关闭，如图所示是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，则由图线可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm为多少？发动机的推动力F为多少？12．一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5.5s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内．问：(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？(2)警车发动后要多长时间才能追上货车？

高三物理优化方案·课时作业eq\x(课时7)第3章牛顿运动定律第一节牛顿第一、第三定律一、选择题1．(2010年高考广东卷)下列关于力的说法正确的是()A．作用力和反作用力作用在同一物体上B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变D．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因解析：选BD.作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，A错误；太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力，且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳，B正确，C错误；伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因，D正确．2．(2010年浙江金华模拟)关于惯性，下列说法正确的是()A．静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为火车静止时惯性大B．战斗机投入战斗时，必须抛掉副油箱，是要减少惯性，保证其运动的灵活性C．在绕地球运转的宇宙飞船内的物体处于失重状态，因而不存在惯性D．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性大的缘故解析：选B.物体的质量是物体惯性大小的量度，物体的惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与物体的运动状态无关，抛掉副油箱可以减小质量，故选B.3．吊在大厅天花板上的吊扇的总重力为G，静止时固定杆对吊环的拉力大小为F，当接通电源，让扇叶转动起来后，吊杆对吊环的拉力大小为F′，则有()A．F＝G，F′＝FB．F＝G，F′>FC．F＝G，F′<GD．F′＝G，F′>F答案：C4.如图所示，物块P与木板Q叠放在水平地面上，木板Q对物块P的支持力的反作用力是()A．物块P受到的重力B．地面对木板Q的弹力C．物块P对木板Q的压力D．地球对木板Q的吸引力解析：选C.两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，所以Q对P的支持力的反作用力是P对Q的压力．5.(思维创新题)如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一只铁球和一只乒乓球．容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右答案：A6.(2010年广州模拟)“嫦娥二号”的成功发射，一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列，另一方面“嫦娥二号”的发射也带动了高科技的发展．目前计算机的科技含量已相当高，且应用于各个领域或各个方面．如图是利用计算机记录的“嫦娥二号”发射时，火箭和地面的作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是()A．作用力大时，反作用力小B．作用力和反作用力的方向总是相反的C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用解析：选B.作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上的，A、C错，B对．牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关，D错．7．(2011年广州模拟)就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()A．采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的解析：选C.只有改变物体的质量，才能改变惯性，故C对．8．2008年9月25日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心，“长征”号火箭第109次发射，将“神舟”七号载人航天飞船发射到太空，并成功完成了中国宇航员第一次太空行走．下面关于飞船与火箭起飞的情形，叙述正确的是()A．火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C．火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力D．飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力解析：选AD.火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层，是否在空气中飞行无关，因而B、C选项错误，A项正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间依然存在着相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，故D项正确．9.如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为()A．(M＋m)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋maD．(M－m)g解析：选B.对竿上的人分析：受重力mg，摩擦力Ff，有mg－Ff＝ma.竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反．对竿分析：受重力Mg，摩擦力Ff，方向向下，支持力FN，Mg＋Ff＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得FN＝(M＋m)g－ma.10．(2011年潍坊模拟)质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40kg的重物送入井中．当重物以2m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．200NB．280NC．320ND．920N解析：选B.根据牛顿第二定律有mg－F＝ma，得绳子的拉力大小等于F＝320N，然后再对人进行受力分析，由物体的平衡知识得m0g＝F＋FN，得FN＝280N，根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为280N．B正确．二、计算题11.(2009年高考安徽卷)在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2，当运动员与吊椅一起以a＝1m/s2的加速度上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力．解析：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M＋m)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律2F－(M＋m)g＝(M＋m)aF＝440N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440N，方向竖直向下．(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律F＋FN－Mg＝MaFN＝275N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为275N，方向竖直向下．答案：(1)440N(2)275N12.如图所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A，A与地面的摩擦不计．(1)当卡车以a1＝eq\f(1,2)g的加速度运动时，绳的拉力为eq\f(5,6)mg，则A对地面的压力为多大？(2)当卡车的加速度a2＝g时，绳的拉力为多大？解析：(1)卡车和A的加速度一致．由图知绳的拉力的分力使A产生了加速度，故有：eq\f(5,6)mgcosα＝m·eq\f(1,2)g解得cosα＝eq\f(3,5)，sinα＝eq\f(4,5).设地面对A的支持力为FN，则有FN＝mg－eq\f(5,6)mg·sinα＝eq\f(1,3)mg由牛顿第三定律得：A对地面的压力为eq\f(1,3)mg.(2)设地面对A弹力为零时，物体的临界加速度为a0，则a0＝g·cotθ＝eq\f(3,4)g，故当a2＝g>a0时，物体已飘起．此时物体所受合力为mg，则由三角形知识可知，拉力F2＝eq\r(mg2＋mg2)＝eq\r(2)mg.答案：(1)eq\f(1,3)mg(2)eq\r(2)mgeq\x(课时8)第二节牛顿第二定律两类动力学问题一、选择题1．如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连．设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是()A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做加速运动D．向左做减速运动解析：选AD.弹簧压缩，小球受向右的弹力，由牛顿第二定律知小球加速度必向右，因此，小球可能向右加速或向左减速，A、D正确，B、C错误．2.如图所示，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则()A．AB绳、BC绳拉力都变大B．AB绳拉力变大，BC绳拉力变小C．AB绳拉力变大，BC绳拉力不变D．AB绳拉力不变，BC绳拉力变大解析：选D.如图，车加速时，球的位置不变，则AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为FT1cosθ，且等于重力G，即FT1＝eq\f(G,cosθ)，故FT1不变．向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供，故FT2增加，所以D正确．3．(2011年珠海模拟)一物块以某一初速度沿粗糙的斜面向上沿直线滑行，到达最高点后自行向下滑动，不计空气阻力，设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同，下列图象能正确表示物块在这一过程中的速率与时间关系的是()答案：C4．(2010年高考上海卷)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：选A.最高点速度为零，物体受重力和阻力，合力不可能为零，加速度不为零，故B项错．上升时做匀减速运动，h＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，下落时做匀加速运动，h＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)，又因为a1＝eq\f(mg＋Ff,m)，a2＝eq\f(mg－Ff,m)，所以t1<t2，故C、D错误．根据能量守恒，开始时只有动能，因此开始时动能最大，速度最大，故A项正确．5．如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则()A．a1＝a2＝0B．a1＝a，a2＝0C．a1＝eq\f(m1,m1＋m2)a，a2＝eq\f(m2,m1＋m2)aD．a1＝a，a2＝－eq\f(m1,m2)a解析：选D.首先研究整体，求出拉力F的大小F＝(m1＋m2)a.突然撤去F，以A为研究对象，由于弹簧在短时间内弹力不会发生突变，所以A物体受力不变，其加速度a1＝a.以B为研究对象，在没有撤去F时有：F－F′＝m2a，而F＝(m1＋m2)a，所以F′＝m1a.撤去F则有：－F′＝m2a2，所以a2＝－eq\f(m1,m2)a.D项正确．6.(2011年广州模拟)如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为()A．0B.eq\f(2\r(3),3)gC．gD.eq\f(\r(3),3)g解析：选B.撤离木板时，小球所受重力和弹簧弹力没变，二者合力的大小等于撤离木板前木板对小球的支持力FN，由于FN＝eq\f(mg,cos30°)＝eq\f(2\r(3),3)mg，所以撤离木板后，小球加速度大小为：a＝eq\f(FN,m)＝eq\f(2\r(3),3)g.B项正确．7．(2011年合肥模拟)如图所示，放在光滑面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用而静止不动，现保持F1大小和方向不变，F2方向不变，使F2随时间均匀减小到零，再均匀增加到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图象是()答案：A8．(2010年北京西城区抽样测试)如图所示，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体A与传送带相对静止，重力加速度为g.则()A．只有a>gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B．只有a<gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C．只有a＝gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D．无论a为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用解析：选B.A与传送带相对静止，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，A有沿斜面向下的加速度a，对A受力分析可知只有a<gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用，B正确．9．(2010年高考山东卷)如图甲所示，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．图乙中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．图乙中正确的是()解析：选C.物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小为Ff1＝μmgcosθ，做初速度为零的匀加速直线运动，其v－t图象为过原点的倾斜直线，A错，加速度大小不变，B错，其s－t图象应为一段曲线，D错；物体到达水平面后，所受摩擦力Ff2＝μmg>Ff1，做匀减速直线运动，所以正确选项为C.10.(2011年南京模拟)如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者的关系为F＝kv，其中k为常数，则环运动过程中的v－t图象可能是()解析：选ABD.若F＝mg，则合力为0，环做匀速运动，A正确；若F>mg，则合力等于μ(F－mg)＝μ(kv－mg)，环做减速运动，随着v减小，合力减小，加速度也减小，当速度减小到一定值时，F＝mg，环匀速运动，D正确；若F<mg，则合力等于μ(mg－F)＝μ(mg－kv)，环做减速运动，随着v减小，合力增大，加速度也增大，最终速度减小为0，B正确．二、计算题11.(2011年辽宁沈阳二中调研)在倾斜角为θ的长斜面上，一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块(连同风帆)的质量为m，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，风帆受到的沿斜面向上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即Ff＝kv.滑块从静止开始沿斜面下滑的v－t图象如图所示，图中的倾斜直线是t＝0时刻速度图线的切线．(1)由图象求滑块下滑的最大加速度和最大速度的大小．(2)若m＝2kg，θ＝37°，g＝10m/s2，求出μ和k的值．解析：(1)由图象知：vm＝2m/st＝0时，加速度a最大am＝eq\f(Δv,Δt)＝3m/s2.(2)根据牛顿第二定律得mgsin37°－μmgcos37°＝mam解得μ＝eq\f(gsin37°－am,gcos37°)＝0.375达最大速度后，滑块做匀速直线运动，有：mgsin37°＝μmgcos37°＋kvm解得k＝eq\f(mgsin37°－μcos37°,vm)＝3N·s/m.答案：(1)3m/s22m/s(2)0.3753N·s/m12．(2011年广东惠州调研)有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．(取g＝10m/s2)求：(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？解析：(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v，由v＝gt1得：v＝20m/s.(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h，总时间为t，则h＝40－4＝36(m)由h＝eq\f(v,2)t得：t＝3.6s设座椅匀减速运动的时间为t2，则t2＝t－t1＝1.6s.(3)设座椅匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用力大小为F，由v＝at2，得a＝12.5m/s2由牛顿第二定律得：F－mg＝ma所以eq\f(F,mg)＝2.25.答案：(1)20m/s(2)1.6s(3)2.25eq\x(课时9)第三节牛顿运动定律的综合应用一、选择题1.(2010年高考海南卷)如图所示，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：选BD.当木箱静止时，箱顶对物块的压力为FN，方向竖直向下．弹簧对木块向上的压力为F，由平衡条件有FN＋mg＝F，故F>mg.当物块对箱顶刚好无压力时，FN＝0，而弹簧的压缩量未变．弹簧对物块的压力大小和方向均未变，仍为F，物块所受合外力应为F－mg，方向竖直向上，即加速度竖直向上，因此木箱运动状态可能为加速上升或减速下降，选项B、D正确．2.(2011年浙江温州调研)如图所示，运动员“10m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是()A．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大B．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C．运动员向上运动(C→B)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小D．运动员向上运动(C→B)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小解析：选BD.运动员由B→C的过程中，先向下加速后向下减速，即先失重后超重，但跳板的形变量一直变大，所以跳板所受的压力一直变大，A项错，B项对；运动员由C→B的过程中，先向上加速后向上减速，即先超重后失重，跳板所受的压力一直变小，C项错，D项对．3．(2011年金陵中学上学期期中测试)一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至屋顶的雨滴能尽快地流离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，且屋顶的底边长是固定的，那么图所示四种情况中符合要求的是()解析：选C.本题考查了牛顿第二定律和运动学的结合问题．设底边长为L，坡度夹角为θ，可以求出房顶到屋檐的距离为eq\f(L,2cosθ)，可由牛顿第二定律得出下淌的加速度为gsinθ，由运动学公式可以得出eq\f(L,2cosθ)＝eq\f(1,2)gsinθ·t2，故t＝eq\r(\f(L,gsinθcosθ))＝eq\r(\f(2L,gsin2θ))，因此当2θ＝90°即θ＝45°时，雨滴下淌的时间最短．4.(2010年长沙模拟)如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是()A．质量为2m的木块受到四个力的作用B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳还不会被拉断D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为eq\f(2,3)FT答案：C5.(2011年泉州模拟)如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B，A、B的质量均为2kg，它们处于静止状态，若突然将一个大小为10N，方向竖直向下的力施加在物块A上，则此瞬间，A对B的压力大小为(g＝10m/s2)()A．10NB．20NC．25ND．30N解析：选C.对AB整体分析，当它们处于静止状态时，弹簧的弹力等于整体AB的重力，当施加力F的瞬间，弹力在瞬间不变，故A、B所受合力为10N，则a＝F合/(2m)＝2.5m/s2，后隔离A物块受力分析，得F＋mg－FN＝ma，解得FN＝25N，所以A对B的压力大小也等于25N.6.(2011年淮阴中学高三学情调研)物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB，用水平拉力F拉物体A、B，所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示，则()A．μA＝μB，mA>mBB．μA>μB，mA<mBC．可能有mA＝mBD．μA<μB，mA>mB解析：选B.斜率表示物体质量的倒数，所以A的质量小于B的质量，A的重力小于B的重力，由于横坐标截距为物体受到的摩擦力大小，则A、B受到的摩擦力相等，那么μA>μB，所以B正确．7．(2011年巴中模拟)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向夹角为θ，在这段时间内木块与车厢也保持相对静止，如图所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变量为()A.eq\f(m1g,k)tanθB.eq\f(m1g,ktanθ)C.eq\f(m1＋m2g,k)tanθD.eq\f(m1＋m2g,ktanθ)答案：A8.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为()A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmg解析：选C.当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为μmg由牛顿第二定律知aA＝eq\f(μmg,m)＝μg对于A、B整体，加速度a＝aA＝μg由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg.9.(2010年高考福建卷)质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示．重力加速度g取10m/s2，则物体在t＝0至t＝12s这段时间的位移大小为()A．18mB．54mC．72mD．198m解析：选B.物体与地面间最大静摩擦力Ff＝μmg＝0.2×2×10N＝4N．由题给F－t图象知0～3s内，F＝4N，说明物体在这段时间内保持静止不动.3～6s内，F＝8N，说明物体做匀加速运动，加速度a＝eq\f(F－Ff,m)＝2m/s2.6s末物体的速度v＝at＝2×3＝6(m/s)，在6～9s内物体以6m/s的速度做匀速运动.9～12s内又以2m/s2的加速度做匀加速运动，作v－t图象如下．故0～12s内的位移s＝(eq\f(1,2)×3×6)×2＋6×6＝54(m)．故B项正确．10.(2011年深圳九校联考)如图所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是()A．0B．(eq\f(m－M,m＋M))F，方向向右C．(eq\f(m－M,m＋M))F，方向向左D．(eq\f(M－m,m＋M))F，方向向右解析：选ACD.取人和小车为一整体，由牛顿第二定律得：2F＝(M＋m)a设车对人的摩擦力大小为Ff，方向水平向右，则对人由牛顿第二定律得：F－Ff＝ma，解得：Ff＝eq\f(M－m,M＋m)F如果M>m，Ff＝eq\f(M－m,M＋m)F，方向向右，D正确．如果M＝m，Ff＝0，A正确．如果M<m，Ff＝－eq\f(m－M,M＋m)F，负号表示方向水平向左，C正确，B错误．二、计算题11．(2011年皖南八校联考)如图所示，水平面上放有质量均为m＝1kg的物块A和B(均视为质点)，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1＝0.4和μ2＝0.1，相距l＝0.75m．现给物块A一初速度使之向物块B运动，与此同时给物块B一个F＝3N水平向右的力使其由静止开始运动，经过一段时间A恰好能追上B.g＝10m/s2.求：(1)物块B运动的加速度大小；(2)物块A初速度大小．解析：(1)对B，由牛顿第二定律得：F－μ2mg＝maB解得aB＝2m/s2.(2)设物块A经过t时间追上物块B，对物块A，由牛顿第二定律得：μ1mg＝maAsA＝v0t－eq\f(1,2)aAt2sB＝eq\f(1,2)aBt2恰好追上的条件为：v0－aAt＝aBtsA－sB＝l联立各式并代入数据解得：t＝0.5s，v0＝3m/s.答案：(1)2m/s2(2)3m/s12.(2011年岳阳模拟)如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F＝10.0N，方向平行斜面向上，经时间t1＝4.0s绳子突然断了，(sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10m/s2)求：(1)绳断时物体的速度大小．(2)从绳子断开到物体再返回到斜面底端的运动时间？解析：(1)物体在绳断前受重力、支持力、拉力、摩擦力四力匀加速沿斜面向上运动，由牛顿第二定律得F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1又v＝a1t1解得v＝8m/s.(2)绳断前的位移为s1＝eq\f(0＋v,2)t1＝16m绳断后，物体受三个力匀减速运动直到停止，由牛顿第二定律mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2v＝a2t2解得t2＝1ss2＝eq\f(0＋v,2)t2＝4m物体从斜面下滑的位移为：s＝s1＋s2＝20m加速下滑的加速度为a3＝eq\f(mgsinθ－μmgcosθ,m)＝4m/s2下滑的时间为t3＝eq\r(\f(2s,a3))＝eq\r(10)s故从绳子断开到物体再返回到斜面底端的运动时间t＝t2＋t3＝(1＋eq\r(10))s.答案：(1)8m/s(2)(1＋eq\r(10))s

优化方案·课时作业第4章曲线运动万有引力定律eq\x(课时10)第4章曲线运动万有引力定律第一节曲线运动运动的合成与分解一、选择题1．(2011年广东四校联考)下列关于运动和力的叙述中，正确的是()A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同解析：选C.曲线运动是变速运动，但加速度可能是恒定的，如平抛运动，A错误；物体做变速圆周运动时，合力既改变速度方向，又改变速度大小，合力不指向圆心，B错误；运动速率增加，只能说明合力在平行速度方向的分力与速度同向，D错误；合力(加速度)与速度共线，物体做直线运动，不共线则做曲线运动．2．(2010年高考上海单科卷)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞()A．下落的时间越短B．下落的时间越长C．落地时速度越小D．落地时速度越大解析：选D.风沿水平方向吹，不影响竖直速度，故下落时间不变，A、B两项均错．风速越大时合速度越大，故C项错误D项正确．3．狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶，以下给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图(图中O为圆心)中正确的是()解析：选C.物体做匀速圆周运动的条件是物体所受的合力指向圆心，雪橇所受滑动摩擦力的方向与运动方向相反，由此判断只有C选项符合以上条件，所以C正确．4．如图所示，岸上的人通过定滑轮用绳子拖动小船靠岸，则当人匀速运动时，船的运动情况是()A．加速运动B．减速运动C．匀速运动D．条件不足，不能判定解析：选A.如图所示，设人的速度为v人，船的速度为v船，绳子拉动的速度为v绳，某时刻绳与水平方向夹角为α，则v人＝v绳①v绳＝v船cosα②由①②得v船＝eq\f(v人,cosα).在拉动过程中，α越来越大，cosα不断减小，v船越来越大，即船做加速运动，故A对，B、C、D均错．5.A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时，如图所示．物体B的运动速度vB为(绳始终有拉力)()A．v1sinα/sinβB．v1cosα/sinβC．v1sinα/cosβD．v1cosα/cosβ解析：选D.设物体B的运动速度为vB，速度分解如图甲所示，则有vB＝eq\f(v绳B,cosβ)①甲乙物体A的合运动对应的速度为v1，它的速度分解如图乙所示，则有v绳A＝v1cosα②由于对应同一根绳，其长度不变，故：v绳B＝v绳A③根据①②③式解得：vB＝v1cosα/cosβ.选项D正确．6．某人站在自动扶梯上，经过t1时间从一楼升到二楼，如果自动扶梯不运动，人沿着扶梯从一楼走到二楼的时间为t2.现使自动扶梯正常运动，人也保持原有速度沿扶梯向上走，则人从一楼到二楼的时间是()A．t2－t1B.eq\f(t1－t2,t2－t1)C.eq\f(t1t2,t1＋t2)D.eq\r(\f(t\o\al(2,1)＋t\o\al(2,2),2))解析：选C.扶梯运动的速度v1＝eq\f(h,t1)，人运动的速度v2＝eq\f(h,t2)，所求情况下的速度v3＝v1＋v2，所以t＝eq\f(h,v3)＝eq\f(t1t2,t1＋t2).7.(2011年广州模拟)如图，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出的最小速度为()A．2m/sB．2.4m/sC．3m/sD．3.5m/s解析：选B.如图所示，当v船⊥v合时，v船最小，v船＝v水sin37°＝24m/s8．(2011年扬州中学高三综合练习)如图所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右匀速运动，当它经过靠近桌边的竖直木板的ad边正前方时，木板开始做自由落体运动．若木板开始运动时，cd边与桌面相齐，则小球在木板上的正投影轨迹是()解析：选B.木板向下自由下落，可以逆向思维，以木板为参照物，小球向上做匀加速运动，且向右做匀速运动，可以想象成重力“向上”的平抛运动，所以B正确．9．质量为2kg的质点在x－y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是()A．质点的初速度为5m/sB．质点所受的合外力为3NC．质点初速度的方向与合外力方向垂直D．2s末质点速度大小为6m/s解析：选AB.由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为1.5m/s2，受力Fx＝3N，由y方向的位移图象可知在y方向做匀速直线运动，速度为vy＝4m/s，受力Fy＝0.因此质点的初速度为5m/s，A选项正确；受到的合外力为3N，B选项正确；显然，质点初速度方向与合外力方向不垂直，C选项错误；2s末质点速度应该为v＝eq\r(62＋42)m/s＝2eq\r(13)m/s，D选项错误．10．(2011年石家庄检测)在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1kg的物体原来静止在坐标原点O(0,0)，t＝0时受到如图所示随时间变化的外力作用，图甲中Fx表示沿x轴方向的外力，图乙中Fy表示沿y轴方向的外力，下列描述正确的是()A．0～4s内物体的运动轨迹是一条直线B．0～4s内物体的运动轨迹是一条抛物线C．前2s内物体做匀加速直线运动，后2s内物体做匀加速曲线运动D．前2s内物体做匀加速直线运动，后2s内物体做匀速圆周运动解析：选C.0～2秒内物体做匀加速直线运动，2～4秒内物体做类平抛运动．二、计算题11．(2011年广州模拟)宽9m的成型玻璃以2m/s的速度连续不断地向前进行，在切割工序处，金刚割刀的速度为10m/s，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：(1)金刚割刀的轨道应如何控制？(2)切割一次的时间多长？(3)所生产的玻璃板的规格是怎样的？解析：(1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度．其分速度的效果恰好相对玻璃垂直切割．设割刀的速度v2的方向与玻璃板速度v1的方向之间的夹角为θ，如图所示．要保证割下的均是矩形的玻璃板，则由v2是合速度得v1＝v2cosθ所以cosθ＝eq\f(v1,v2)＝eq\f(1,5)，即θ＝arccoseq\f(1,5)所以，要割下矩形板，割刀速度方向与玻璃板速度所成角度为θ＝arccose