2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題2 牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用（一）課時作業(yè)（含解析）

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 專題2 牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用（一）課時作業(yè)（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1．(xx ·增城調(diào)研)在探究超重和失重規(guī)律時，體重為G的某同學(xué)站在一壓力傳感器上，傳感器和計(jì)算機(jī)相連．某同學(xué)完成了一次下蹲動作，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時間t變化的圖象．下列圖象中符合情景的是(　　) 【答案】D 【解析】對人的運(yùn)動過程分析可知，人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓力小于人的重力的大?。? 在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，A、B、C錯誤；所以D正確． 2．如圖1所示，一個箱子中

2、放有一物體．已知靜止時物體對下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子上底面剛好接觸．現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動的速率成正比，且箱子運(yùn)動過程中始終保持圖示姿態(tài)．則下列說法正確的是(　　) 圖1 A．上升過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越小 B．上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大 C．下降過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力可能越來越大 D．下降過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力可能越來越小 【答案】C 【解析】對箱子和物體整體在上升過程中受力分析，如圖所示： 由牛頓第二定律可知，Mg＋kv＝Ma，則

3、a＝g＋，又整體向上做減速運(yùn)動v減小，所以a減?。辉賹ξ矬w單獨(dú)進(jìn)行受力分析，如圖所示： 因a>g，所以物體受到箱子上底面向下的彈力FN，由牛頓第二定律可知， mg＋FN＝ma，則FN＝ma－mg，而a減小，則FN減小，所以上升過程中物體對箱子上底面有壓力且壓力越來越??；同理，當(dāng)箱子和物體下降時，物體對箱子下底面有壓力且壓力越來越大．C正確． 3．(xx·重慶)如圖2甲為伽利略研究自由落體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)的示意圖．讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，最后推理出自由落體運(yùn)動是一種勻加速直線運(yùn)動．分析該實(shí)驗(yàn)可知，小球?qū)π泵娴膲毫?、小球運(yùn)動的加速度和重力加速度與各自最

4、大值的比值y隨θ變化的圖象分別對應(yīng)圖2乙中的(　　) 圖2 A．①②和③ B．③②和① C．②③和① D．③①和② 【答案】B 【解析】本題考查的是受力分析、牛頓第二定律和力的合成與分解，主要考查考生的分析能力．難度中等．小球沿斜面向下運(yùn)動的過程中，由重力沿斜面向下的分力提供加速度，即a＝gsin θ，加速度隨著傾角的增大而增大，因此加速度與其最大值的比值隨 θ變化的關(guān)系圖象為圖線②，重力加速度與其最大值的比值與傾角無關(guān)，為圖線①，由受力分析可知小球?qū)π泵娴恼龎毫閙gcos θ，隨著夾角的增大而減小，小球?qū)π泵娴膲毫εc其最大值的比值隨 θ變化的關(guān)系圖象為圖線③，選項(xiàng)B正確．

5、 4．(xx·北京模擬)幾位同學(xué)為了探究電梯啟動和制動時的加速度大小，他們將體重計(jì)放在電梯中．一位同學(xué)站在體重計(jì)上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層．并用照相機(jī)進(jìn)行了相關(guān)記錄，如圖3所示．他們根據(jù)記錄，進(jìn)行了以下推斷分析，其中正確的是(　　) 圖3 A．根據(jù)圖2和圖3可估測出電梯向上啟動時的加速度 B．根據(jù)圖1和圖2可估測出電梯向上制動時的加速度 C．根據(jù)圖1和圖5可估測出電梯向下制動時的加速度 D．根據(jù)圖4和圖5可估測出電梯向下啟動時的加速度 【答案】C 【解析】由圖1可知該同學(xué)的體重約為47 kg，根據(jù)圖1、圖2可估算出電梯向上啟動時的加速度，根

6、據(jù)圖1、圖5可估算出電梯向下制動時的加速度，而根據(jù)圖2與圖3和圖4與圖5無法估算加速度，C正確． 二、雙項(xiàng)選擇題 5．如圖4所示，質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長的固定斜面上滑，斜面傾角為θ，物塊與該斜面間的動摩擦因數(shù)μ>tan θ，圖中表示該物塊的速度v和所受摩擦力f隨時間t變化的圖線(以初速度v0的方向?yàn)檎较?，可能正確的是(　　) 圖4 【答案】AC 【解析】物塊的運(yùn)動情況是先向上做減速運(yùn)動，所受滑動摩擦力為μmgcos θ，方向沿斜面向下，達(dá)到最高點(diǎn)后由于μ>tan θ即mgsin θ<μmgcos θ，滑塊不會向下滑動，而是保持靜止，靜摩擦力的大小等于重力的下

7、滑分力mgsin θ，小于上滑時的摩擦力μmgcos θ，所以A、C正確． 6．(xx·浙江)如圖5所示，總質(zhì)量為460 kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2.當(dāng)熱氣球上升到180 m時，以5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動．若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g＝10 m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(　　) 圖5 A．所受浮力大小為4 830 N B．加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 C．從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/s D．以5 m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N 【答案】AD

8、【解析】本題考查了牛頓動力學(xué)問題．難度中等．氣球剛剛開始上升時，受浮力和重力，根據(jù)牛頓第二定律得F?。璵g＝ma，解得F?。? 830 N，A項(xiàng)正確；因?yàn)闅馇蚴艿降母×椭亓Σ蛔儯詈髿馇蜃鰟蛩龠\(yùn)動，說明氣球受到的阻力大小隨速度的增大而增大，B項(xiàng)錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得氣球做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，假設(shè)氣球做勻加速運(yùn)動，并且運(yùn)動的位移和末速度都與變加速的相同，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得氣球做勻加速運(yùn)動加速到5 m/s的時間t＝＝10 s，所以氣球做變加速運(yùn)動加速到5 m/s的時間大于10s，C項(xiàng)錯誤；氣球最后做勻速運(yùn)動時，根據(jù)平衡條件得F?。璵g－f＝0，解得f＝230 N，D項(xiàng)正確． 7．(x

9、x·佛山模擬)為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖6所示．當(dāng)此車減速上坡時，乘客(　　) 圖6 A．處于失重狀態(tài) B．重力勢能增加 C．受到向前的摩擦力作用 D．所受力的合力沿斜面向上 【答案】AB 【解析】當(dāng)車減速上坡時，乘客受到向后的摩擦力、支持力和重力，合力方向沿斜面向下，在豎直方向上支持力小于重力，處于失重狀態(tài)．選項(xiàng)A、B正確． 8.傳送機(jī)的皮帶與水平方向的夾角為α，如圖7所示，將質(zhì)量為m的物體放在皮帶傳送機(jī)上，隨皮帶一起向下以加速度a(a>gsin α)勻加速直線運(yùn)動，則(　　)

10、 圖7 A．小物體受到的靜摩擦力的方向一定沿皮帶向上 B．小物體受到的靜摩擦力的方向一定沿皮帶向下 C．小物塊受到的靜摩擦力的大小可能等于mgsin α D．小物塊受到的靜摩擦力的大小可能等于0 【答案】BC 9.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg.電梯運(yùn)動過程中，某一段時間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖8所示，重力加速度為g，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B．曉敏對體重計(jì)的壓力等于體重計(jì)對曉敏的支持力 C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動 D．電梯的加速度大小為，方向一定豎直

11、向下 【答案】BD 【解析】曉敏在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，A錯；曉敏對體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，B正確；以豎直向下為正方向，有mg－FN＝ma，解得a＝，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C錯，D正確． 10．如圖9所示，升降機(jī)天花板上用輕彈簧懸掛一物體，升降機(jī)靜止時彈簧伸長10 cm，運(yùn)動時彈簧伸長9 cm，則升降機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)可能是(　　) 圖9 A．以a＝1 m/s2的加速度加速下降 B．以a＝9 m/s2的加速度加速上升 C．以a＝1 m/s2的加

12、速度減速上升 D．以a＝9 m/s2的加速度減速下降 【答案】AC 【解析】當(dāng)升降機(jī)靜止時有kx1＝mg，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x1＝0.1 m；當(dāng)彈簧伸長量x2為0.09 m時，設(shè)升降機(jī)加速度為a，加速度方向必向下，由牛頓第二定律有mg－kx2＝ma，解得a＝1 m/s2，方向向下，故可判定A、C正確． 三、非選擇題 11.傳送帶以恒定速度v＝4 m/s順時針運(yùn)行，傳送帶與水平面的夾角θ＝37°.現(xiàn)將質(zhì)量m＝2 kg的小物品輕放在其底端(小物品可看成質(zhì)點(diǎn))，平臺上的人通過一根輕繩用恒力F＝20 N拉小物品，經(jīng)過一段時間物品被拉到離地面高為H＝1.8 m的平臺上，如圖10所示．已知

13、物品與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.問： 圖10 (1)物品從傳送帶底端運(yùn)動到平臺上所用的時間是多少？ (2)若在物品與傳送帶達(dá)到同速瞬間撤去恒力F，求物品還需多少時間離開傳送帶？ 【答案】(1)1 s　(2)(2－) s 【解析】(1)物品在達(dá)到與傳送帶速度 v＝4 m/s相等前，有： F＋μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma1 解得a1＝8 m/s2 由v＝a1t1 得t1＝0.5 s 位移s1＝＝1 m 隨后有： F－μmgcos 37°－mg

14、sin 37°＝ma2 解得a2＝0，即物品隨傳送帶勻速上升 位移s2＝－s1＝2 m t2＝＝0.5 s 總時間為t＝t1＋t2＝1 s. (2)撤去恒力F后有： μmgcos 37°－mgsin 37°＝ma3 a3＝－2 m/s2 假設(shè)物品向上勻減速到速度為0時，通過的位移為s s＝＝4 m>s2 由s2＝vt3＋ 得：t3＝(2－) s[t3＝(2＋) s>1 s舍去 12．如圖11甲所示，質(zhì)量為m＝1 kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上(斜面足夠長)，對物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時間t1＝1 s時撤去拉力，物體運(yùn)動的部分v-t圖象如圖乙所示，

15、取g＝10 m/s2.試求： 甲　　　　　　　　　　　乙 圖11 (1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)和拉力F的大?。? (2)t＝6 s時物體的速度，并在乙圖上將t＝6 s內(nèi)物體運(yùn)動的v－t圖象補(bǔ)畫完整，要求標(biāo)明有關(guān)數(shù)據(jù)． 【答案】(1)μ＝0.5　F＝30 N　(2)見解析 【解析】(1)設(shè)撤去拉力前物體的加速度大小為a1，撤去拉力后物體沿斜面繼續(xù)上滑的加速度大小為a2.由v-t圖象可知：a1＝ m/s2＝20 m/s2 a2＝ m/s2＝10 m/s2 對物體在撤去拉力前用牛頓第二定律得 F－mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1 對物體在撤去拉力后上滑時用牛頓第二定律得 mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma2 解得F＝30 N，μ＝0.5. (2)加速上滑的時間t1＝1 s，撤去拉力時的速度為v＝20 m/s.設(shè)再經(jīng)過t2速度減至0.由0＝v－a2t2得t2＝2 s. 在最高點(diǎn)時，因mgsin 37°>μmgcos 37°，故物體將沿斜面加速下滑，設(shè)加速度大小為a3. 據(jù)牛頓第二定律得 mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma3 解得a3＝2 m/s2 再經(jīng)過3 s物體的速度大小為6 m/s，方向沿斜面向下，補(bǔ)畫完整后的圖線及有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示．