【物理】2020届一轮复习人教版牛顿运动定律课时作业(1) 13页

‎2020届一轮复习人教版 牛顿运动定律 课时作业 一、选择题（每小题4分，共40分）。‎ ‎1、如图甲所示，在电梯厢内由三根轻绳 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 0～tl 时间内，F1 与 F2 的合力小于 F3‎ B．在 0～t1 时间内，物体处于超重状态 C．在 t1～t2 时间内，F1 大于 mg D．在 t1～t2 时间内，物体处于失重状态 ‎2、如图甲所示，一物块在 t0 时刻，以初速度 v0 从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时 间变化的图象如图乙所示，t0 时刻物块到达最高点，3t0 时刻物块又返回底端，则以下说法正确的是（ ）‎ A．物块冲上斜面的最大位移为 v0t0‎ B．物块返回底端时的速度为v0‎ C．可以计算出物块所受摩擦力大小 D．不可以计算出物块与斜面间的动摩擦因数 ‎3、小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度和位置的关系图象中，能描述该过程的是( )‎ ‎4、沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则( )‎ A．F1F3‎ C．F1>F3 D．F1=F3‎ ‎5、如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为( )‎ A． B． C．m D．2m ‎6、如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径，标记小物块在绳上的位置为O位置，不计所有摩擦，下列说法正确的是（ ）‎ A、细绳段与竖直方向的夹角为 B、细绳段与竖直方向的夹角为 C、小物块的质量为m D、小物块的质量为2m ‎7、如图所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上刚好匀速下滑，如果对物块施加一水平向右的外力F，物块刚好沿斜面向上匀速滑动，整个过程斜面保持静止不动，假设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）‎ A．外力F=mgtan2θ ‎ B．外力F=mgtanθ C．当物块沿斜面向上匀速滑行时，地面对斜面有向左的静摩擦力 D．当物块沿斜面向下匀速滑行时，斜面受到5个力作用 ‎8、将两个小球A、B用轻绳连接，置于一半球壳上，如图所示，小球A、B的质量分别为m1、m2，当整个装置静止时小球A刚好位于半球壳的最低点，而小球B静止在地面上，且刚好对水平面没有压力。现将轻绳对小球B的拉力用T表示、半球壳对小球A的支持力用N表示、半球壳对小球A的摩擦力用f表示，轻绳与半球壳间的摩擦不计，已知重力加速度为g，则下列关系式正确的是（ ）‎ ‎9、一质量为m的飞机在水平跑道上准备起飞，受到竖直向上的机翼升力，大小与飞机运动的速率平方成正比，记为；所受空气阻力也与速率平方成正比，即为。假设轮胎和地面之间的阻力是压力的倍（‎ ‎<0.25），若飞机在跑道上加速滑行时发动机推力恒为其自身重的0.25倍。在飞机起飞前，下列说法正确的是( )‎ A、飞机一共受5个力的作用 B、飞机可能做匀加速直线运动 C、飞机的加速度可能随速度的增大而增大 D、若飞机做匀加速运动，则水平跑道长度必须大于 ‎10、如图所示，在倾角的光滑斜面和挡板之间放一个光滑均匀球体，挡板与斜面夹角。初始时90°。在挡板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程下列说法正确的是( )‎ A、斜面对球的支持力变大 B、挡板对球的弹力变大 C、斜面对球的支持力变小 D、挡板对球的弹力先变小后变大 第II卷 非选择题 二、填空题（每小题5分，共20分）‎ ‎11、被竖直上抛的物体，初速度与回到抛出点的速度之比为k，而空气阻力的大小在运动过程中恒定不变，则重力与阻力大小之比为　 　．‎ ‎12、在“探究超重与失重的规律”实验中，得到了如图所示的图线．图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一个砝码在竖直方向运动时数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可以知道该砝码的重力约为　 　N，A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为　 　；处于失重状态的为　 　．‎ ‎13、一根劲度系数为k，质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m的物体．有一水平板将物体托住，并使弹簧处于自然长度，如图所示．现让木板由静止开始以加速度a匀加速向下移动，且a＜g．经过t= 　多长时间木板开始与物体分离．‎ ‎14、某同学利用如图甲所示的实验装置运用牛顿第二定律测量滑块的质量M。‎ 其主要步骤为院 ‎（1）调整长木板倾角，当钩码的质量为m0时滑块沿木板恰好向下做匀速运动。‎ ‎（2）保持木板倾角不变，撤去钩码m0，将滑块移近打点计时器，然后释放滑块，滑块沿木板向下 做匀加速直线运动，并打出点迹清晰的纸带如图乙所示（已知打点计时器每隔0.02s打下一个点）。‎ 请回答下列问题：‎ ‎①打点计时器在打下B点时滑块的速度vB＝　　　m/s；‎ ‎②滑块做匀加速直线运动的加速度a＝　　　m/s2；‎ ‎③滑块质量M＝　　　（用字母a、m0、当地重力加速度g表示）。‎ ‎（3）保持木板倾角不变，挂上质量为m（均小于m0）的钩码，滑块沿木板向下匀加速运动，测出滑块的加速度；多次改变钩码的质量，分别求出相应的加速度。‎ ‎（4）若绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等，作出的a-mg图像如图丙所示，则由图丙可求得滑块的质量M＝　　　kg。（g取10m/s2，计算结果均保留3位有效数字）。‎ 三、计算题（每小题10分，共40分）‎ ‎15、如图所示，一物块（可视为质点）受到一水平向左的恒力F作用在粗糙的水平面上从O点以初速度v0＝10m/s 向右运动，运动一段距离后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图如下图所示，已知物块的质量m=1kg，g=10m/s2，求该恒力F的大小和物块与水平面间的动摩擦因数。 ‎ ‎ ‎ ‎16、如图所示，AB、CD为固定在水平面上的光滑圆弧轨道，半径R＝9 m，分别与水平轨道相切于B、C两点， KA平台的高度为h＝3.2 m。先让小物块甲以v1＝m/s的初速度从A点沿AB轨道下滑，当小物块甲经过B点0.6 s后，让小物块乙以一定的初速度v2＝16 m/s从B点沿BC轨道向右滑行，甲、乙两物块与水平轨道BC间的动摩擦因数分别为μ甲＝0.15、μ乙＝ 0.64，甲物块质量m甲＝1 kg，甲物块经过C点时受到的支持力大小为FN＝19 N，取g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)甲物块滑到C点时的速率； ‎ ‎(2)水平轨道BC的长度；‎ ‎(3)甲、乙两物块在水平轨道BC上运动时两物块间的最小距离。‎ K A B C D h ‎17、如图，一质量m=2kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上，直杆与水平面夹角θ=37°．现小球在与杆也成θ角的斜向上F=20N的外力作用下，从A点静止出发向上运动．已知杆与球间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：‎ ‎（1）小球运动的加速度a1；‎ ‎（2）若F作用4s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离sm；‎ ‎（3）上题中，若从撤去力F开始计时，小球经多长时间将经过距A点上方8.35m的B点．‎ ‎18、如图所示，ABCD是一个T型支架，支架A端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮，D点处有一光滑转动轴，AC与BD垂直，且AB=BC，BD长为d=0.6m，AC与水平地面间的夹角为θ=37°，整个支架的质量为M=1kg（BD部分质量不计）．质量为m=2kg的小滑块置于支架的C端，并与跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端作用一竖直向下大小为24N的拉力F，小滑块在拉力作用下由静止开始沿AC做匀加速直线运动，己知小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5．g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求小滑块沿AC向上滑的加速度大小；‎ ‎（2）滑块开始运动后，经过多长时间支架开始转动？‎ ‎（3）为保证支架不转动，作用一段时间后撤去拉力F，求拉力作用的最大时间．‎ 参考答案 ‎1.【答案】C ‎2.【答案】B ‎3.【答案】A ‎4.【答案】A ‎5.【答案】C ‎6.【答案】AC ‎7.【答案】AC ‎8.【答案】CD ‎9.【答案】BC ‎10.【答案】CD ‎11.【答案】‎ ‎12.【答案】4、AD、BC ‎13.【答案】‎ ‎14.【答案】①；②， ③；（4）‎ ‎15.【答案】‎ ‎【解析】0－5m匀减速 ‎ ‎ ‎ ‎ 5－13m 匀加速 ‎ ‎ ‎ 得 ‎16.【答案】(1) 9 m/s (2) 21 m (3) 4.48 m（或4.5 m）‎ ‎【解析】(1)在C点，甲物块做圆周运动，设甲物块滑到C点时的速率为vC，在C点，轨道对甲物块的支持力FN＝19 N则：‎ ‎ 解得：vC＝9 m/s ‎ ‎(2)(6分)对甲物块，设下滑到B点速度为vB，由机械能守恒定律有：‎ ‎ mgh+mv12/2＝mvB2/2 解得：vB＝12 m/s ‎ 设水平轨道BC长度为L，甲物块从B到C的过程由动能定理有：‎ ‎ -μ甲m甲gL ＝m甲vC2/2－ m甲vB2/2 解得：L＝21 m ‎ ‎（3） 甲、乙两物块在水平轨道BC上，均做匀减速直线运动，设加速度分别为a甲、a乙，根据牛顿第二定律有：‎ ‎ a甲＝－μ甲m甲g/m甲＝－μ甲g＝－1.5 m/s2 ‎ ‎ a乙＝－μ乙m乙g/m乙＝－μ乙g＝－6.4 m/s2 ‎ 设乙物块滑入水平轨道BC时间t后与甲物块速度相等，设为v，则：‎ ‎ v2＋a乙 t＝ vB ＋a甲（t＋0.6）＝v ‎ ‎ 解得：t＝1 s v＝9.6 m/s ‎ 即乙物块滑入水平轨道1 s后甲、乙两物块速度相等（v=9.6 m/s），这时它们在水平轨道BC上的距离最小, 根据匀变速运动的位移公式得：‎ ‎ x甲＝（vB+ v）（t+0.6）/2 ‎ ‎ 代入数据，得：x甲＝（12+ 9.6）×1.6/2=17.28（m）‎ ‎ x乙＝（v2+ v）t/2 ‎ ‎ 代入数据，得： x乙＝（16+ 9.6）×1/2＝12.8（m）‎ ‎ 甲、乙两物块在水平轨道BC上的最小距离：‎ ‎ Δx= x甲－x乙=17.28 m －12.8 m=4.48 m（或4.5 m）‎ ‎17.【答案】（1）小球运动的加速度a1为1m/s2；‎ ‎（2）若F作用4s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离sm为8.8m；‎ ‎（3）上题中，若从撤去力F开始计时，小球经0.1s或1.07s时间将经过距A点上方8.35m的B点．‎ ‎【解答】解：（1）在力F作用时有，根据牛顿第二定律得：Fcos37°﹣mgsin37°﹣μ（mg cos37°﹣F sin37°）=ma1 解得：a1=1m/s2，‎ ‎（2）刚撤去F时，小球的速度υ1=a1t1=4m/s，‎ 小球的位移s1=t1=8m，‎ 撤去力F后，小球上滑时有：﹣（mgsin37°+μmgcos37°）=ma2，‎ 解得：a2=﹣10 m/s2，‎ 因此小球上滑时间t2==0.4s，‎ 上滑位移s2=t2=0.8m，‎ 则小球上滑的最大距离为sm=s1+s2=8.8m ‎（3）在上滑阶段通过B点：sAB﹣s1=υ1t3﹣a2t32‎ 通过B点时间t3=0.1s，另t3=0.7s （舍去） ‎ 小球返回时有：mgsin37°﹣μmgcos37°=ma3‎ 解得：a3=2 m/s2‎ 因此小球由顶端返回B点时有：sm﹣sAB=a3t42‎ 解得：t4=‎ 通过B点时间t=t2+t4=≈1.07 s 答：（1）小球运动的加速度a1为1m/s2；‎ ‎（2）若F作用4s后撤去，小球上滑过程中距A点最大距离sm为8.8m；‎ ‎（3）上题中，若从撤去力F开始计时，小球经0.1s或1.07s时间将经过距A点上方8.35m的B点．‎ ‎18.【答案】（1）小滑块沿AC向上滑的加速度大小为2m/s2；‎ ‎（2）滑块开始运动后，经过1.1s时间支架开始转动；‎ ‎（3）为保证支架不转动，作用一段时间后撤去拉力F，拉力作用的最大时为0.78s．‎ ‎【解答】解：（1）滑块受重力、拉力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：‎ F﹣mgsin37°﹣μmgcos37°=ma ‎ 代入数据，得：a=2m/s2‎ ‎（2）设经过时间t，滑块运动到离C点S处，支架开始转动，则根据力矩平衡条件，有：‎ F（ACcos37°﹣CD）+f？BD+N（S﹣BC）=Mg？BDsin37°+F？BD ‎ 式中N=mg cos37°，f=μmgcos37°‎ 代入数据，得：S=1.2m ‎ 因此，t==≈1.1s ‎ ‎（3）设拉力作用时间最长为t1，根据运动学公式，有：‎ v1=a t1‎ S1=a t12‎ 撤去F后，根据牛顿第二定律，有：‎ a2=gsin37°+μgcos37°=10×0.6﹣0.5×10×0.8=2m/s2‎ 滑块减速直至静止过程：‎ v1=a2t2‎ S2=a2t22‎ 滑块恰好运动到离C点S′处，支架开始转动，根据力矩平衡条件，有：‎ μmgcos37°？BD+mgcos37°（S′﹣BC）=Mg？BDsin37° ‎ 代入数据，得：‎ S′=0.725m ‎ 根据位移时间关系公式，有：‎ S′=a t12+a2t22‎ 代入数据，得：‎ t1=0.78s ‎ 答：（1）小滑块沿AC向上滑的加速度大小为2m/s2；‎ ‎（2）滑块开始运动后，经过1.1s时间支架开始转动；‎ ‎（3）为保证支架不转动，作用一段时间后撤去拉力F，拉力作用的最大时为0.78s．‎