【物理】2020届高考物理二轮复习力与运动专题强化：（6）牛顿运动定律B 12页

牛顿运动定律 B 1、如图所示,小车静止在光滑的水平面上,车上同定一倾斜的直杆,直杆顶端固定着小球,当小 车向左做匀加速运动时,球受杆的作用力的方向可能沿图中的( ) A.OA 方向 B.OB 方向 C.OC 方向 D.OD 方向 2、一个质量为 m 的雨滴从足够高的地方落下，受到的空气阻力与速度成正比，比例系数为 k。重力加速度为 g。下列说法正确的是（ ） A. 雨滴下落过程中机械能守恒 B. 雨滴下落过程处于失重状态 C. 雨滴的最大速度为 D. 雨滴从越高的地方下落，最后的速度越大 3、如图所示,质量 m=1.0kg 的小滑块以 v0=4m/s 的初速度从倾角为 37°的斜面 AB 的底端 A 滑上斜面,滑块与斜面间的动摩擦因数为 μ=0.5,g 取 10m/s2,sin37°=0.6。若从滑块滑上斜面起, 经 0.8s 滑块正好通过 B 点,则 AB 之间的距离为( ) A.0.8m B.0.64m C.0.76m D.0.6m 4、如图 A、B、C 为三个完全相同的物体,当水平力 F 作用于 A 上,三物体一起向右匀速运动; 某时撤去力 F 后,三物体仍一起向右运动,设此时 A、B 间摩擦力为 f,B、C 间作用力为 FN。 整个过程三物体无相对滑动,下列判断正确的是( ) ①f=0 ②f≠0 ③FN=0 ④FN≠0 mgv k = A.②③ B.①④ C.①③ D.②④ 5、如图所示,一轻质弹簧的一端系一质量为 m 的小球,另一端固定在倾角为 37°的光滑斜面体 顶端,弹簧与斜面平行。在斜面体以大小为 g 的加速度水平向左做匀加速直线运动的过程中, 小球始终相对于斜面静止。已知弹簧的劲度系数为 k,则该过程中弹簧的形变量为(已 知:sin37°= 0.6,cos37°=0.8)( ) A. B. C. D. 6、从 时刻开始,甲沿光滑水平面做直线运动,速度随时间变化如图甲;乙静止于光滑水 平地面,从 时刻开始受到如图乙所示的水平拉力作用。则在 0~4 的时间内( ) A.甲物体所受合力不断变化 B.甲物体的速度不断减小 C.2 末乙物体改变运动方向 D.2 末乙物体速度达到最大 7、如图所示,固定轨道 ABC 中,在 B 点处通过一段极短的圆弧将倾角 θ=37°的光滑斜面和固 定水平面平滑连接,一小物块从 A 点由静止开始释放后,沿斜面运动,最终停在水平面 BC 上。 已知物块与水平面上各处间的动摩擦因数均为 0.2,物块滑过 B 点时无动能损失,g 取 10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列图中,能正确反映物块的速率 v 随时间 t 变化规律的是 （ ） 5 mg k 4 5 mg k mg k 7 5 mg k 0t = 0t = s s s A. B. C. D. 8、如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上固定一水平横杆,横杆左端的固定斜轻杆与竖直 方向成 角,斜杆下端连接一质量为 的小球 A;横杆右端用一根细线悬挂另一质量为 的 小球 B.当小车沿水平面做直线运动时,细线与竖直方向间的夹角 保持不变.设斜杆、 细线对小球 的作用力分别为 ,下列说法正确的是( ) A. 大小一定相等 B. 的方向一定沿着杆 C.小车加速度大小为 D. 的大小为 9、如图所示,一质量为 M 的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为 90°,两底角为 α 和 β 且 α<β,a、b 为两个位于斜面上质量均为 m 的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现使 a、b 同时沿斜面下滑,则下列说法正确的是( ) A.楔形木块静止不动 B.楔形木块向右运动 C.a 木块处于超重状态 D.b 木块处于失重状态 10、如图甲所示,水平地面上固定一足够长的光滑斜面,一轻绳跨过斜面顶端的光滑轻质定滑 轮,绳两端分别连接小物块 A 和 B。保持 A 的质量不变,改变 B 的质量 m,当 B 的质量连续改变 时,得到 A 的加速度 a 随 B 的质量 m 变化的图线,如图乙所示,设加速度沿斜面向上的方向为 α 1m 2m ( )β α β> A B、 1 2F F、 1 2F F、 1F tang α 1F 1 cos m g β 正方向,空气阻力不计,g 取 10m/s2,斜面的倾角为 θ,下列说法正确的是( ) A.若 θ 已知,可求出 A 的质量 B.若 θ 已知,可求出乙图中 m0 的值 C.若 θ 已知,可求出乙图中 a2 的值 D.若 θ 未知,可求出乙图中 a1 的值 11、如图所示,质量均为 1kg 的 A、B 两物块置于倾角为 37°斜面上,物块与地面间的动摩擦 因数均为 ,物块间用一与斜面平行的轻绳相连,绳中无拉力现用力 F 沿斜面向上拉物块 A, 假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为 g。下列说法中正确的是( ) A.当 024N 时,绳中拉力为 D.当 F=20N 时,B 物块摩擦力 4N 12、如图所示,三角形传送带以 v=1m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是 2m 且与 水平方向的夹角均为 37°。现有两个小物块 A、B 从传送带底端都以 v0=4m/s 的初速度冲上 传送带,物块与传送带间的动摩擦因数都是 0.5,下列说法正确的是( ) A.物块 A、B 都能到达传送带顶端 B.两物块在传送带上运动的全过程中,物块 A、B 所受摩擦力一直阻碍物块 A、B 的运动 C.物块 A 上冲到与传送带速度相同的过程中,物块相对传送带运动的路程为 1.25m D.物块 B 在上冲过程中在传送带上留下的划痕长度为 0.45m 3 4 2 F 13、某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度 a 与钩码的质量 m 的对应关系图,如图乙所示.实验中小车(含发射器)的质量为 200g,实验时选择了不可伸长的 轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到.回答下列问题: (1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成_________(填“线性”或“非线性”)关系. (2)由图乙可知, 图线不经过原点,可能的原因是__________. (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结 论,并直接以钩码所受重力 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 __________________,钩码的质量应满足的条件是_________________________. 14、如图甲所示,光滑平台右侧与一长为 L=2.5m 的水平木板相接,木板固定在地面上,现有一 小滑块以初速度 v0=5m/s 滑上木板,恰好滑到木板右端停止。现将木板右端抬高,如图乙所示, 使木板与水平地面的夹角 θ=37°,让滑块以相同的初速度滑上木板,不计滑块滑上木板时的能 量损失,g 取 10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: (1)滑块与木板之间的动摩擦因数 μ; (2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间 t。 15、用如图所示的浅色水平传送带 AB 和斜面 BC 将货物运送到斜面的顶端。A、B 间距离 L=11m,传送带始终以速度 v=12m/s 匀速顺时针运行。传送带 B 端靠近倾角 θ=37°的斜面底端, 斜面底端与传送带的 B 端之间有一段长度可不计的小圆弧。在 A、C 处各有一个机器人,处 a m− mg 机器人每隔 t=1.0s 将一个质量 m=10kg、底部有碳粉的货物箱(可视为质点)轻放在传送带 A 端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的 C 点时速度恰好为零,C 处机器人立刻将货物 箱搬走。已知斜面 BC 的长度 s=5.0m,传送带与货物箱之间的动摩擦因数 μ=0.55,货物箱由传 送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的 ,不计传送带轮的大小(g 取 10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求: (1) 斜面与货物箱之间的动摩擦因数 μ; (2)如果 C 点处的机器人操作失误,未能将第一个到达 C 点的货物箱搬走而造成与第二个货 物箱在斜面上相撞。求两个货物箱在斜面上相撞的位置到 C 点的距离;(本问结果可以用根式 表示) (3)从第一个货物箱放上传送带 A 端开始计时,在 t0=2s 的时间内,货物箱在传送带上留下的痕 迹长度。 1 11 答案以及解析 1 答案及解析： 答案：A 解析：小球和小车的加速度相同,所以小球在重力和杆的作用力两个力的作用下也沿水平向 左的方向加速运动,加速度水平向左,根据牛顿第二定律 F=ma 可知,加速度的方向与合力的 方向相同,故小球所受的合力方向水平向左,根据力的合成知识可知,直杆对小球的作用力只 可能沿 OA 方向,故 A 正确,B、C、D 错误。 2 答案及解析： 答案：C 解析：雨滴在下落过程中受到空气阻力，所以机械能减小，故 A 错误；物体在空中竖直下落 过程中，受到重力和空气阻力，由于空气阻力与物体的速度成正比，开始阶段，空气阻力小 于重力，物体向下做加速运动，处于失重状态，随着速度的增大，空气阻力增大，合力减小， 由牛顿第二定律得知，加速度减小，当空气阻力与重力平衡时，物体做匀速直线运动，速度 达到最大即 ，由此可知雨滴的最后速度与下落高度无关，故 C 正确，BD 错误。所以 C 正确，ABD 错误。 3 答案及解析： 答案：B 解析：滑块向上滑行时,设加速度大小为 a,由牛顿第二定律得 mgsin37°+μmgcos37°=ma,代 入数据解得 a=10m/s2,滑块上滑时速度从 v0=4m/s 减速到零需要的时间为 , 上滑的最大距离 ,经过 0.4s,滑块到达最高点,速度为零,然后向下滑行,设 下滑的加速度大小为 a',由牛顿第二定律得 mgsin37°-μmgcos37°=ma',代入数据解得 a'=2m/s2,下滑时间为 t'=t-t0=0.8s-0.4s=0.4s,下滑的距离为 。 AB 间的距离为 sAB=s-s'=0.8m-0.16m=0.64m。故选 B。 4 答案及解析： 答案：A mgv k = 0 0 4 0.410 vt s sa = = = 2 2 0 4 0.82 20 vs m ma = = = 2 20.5 2 0.4 0.' 6'2 11 's a t m m× × == = 解析：开始三个物体在拉力 F 的作用下一起向右做匀速运动,可知地面对 B、C 总的摩擦力 f´=F,B 受地面的摩擦力为 F,C 受地面的摩擦力为 F;撤去 F 后,B、C 受地面的摩擦力不变, 由牛顿第二定律可知,aB= ,aC= ,B、C 以相同的加速度向右做匀减速运动,B、C 间作用力 FN=0,故③正确。分析 A、B,撤去 F 后,整个过程三物体无相对滑动,则 A 与 B 加速 度相同,B 对 A 有向左的摩擦力 f=maB= ,故②正确。故选:A 5 答案及解析： 答案：A 解析：在斜面体以大小为 g 的加速度水平向左做匀加速直线运动时,弹簧是处于伸直状态还 是压缩状态,无法直接判断,此时可采用假设法,假设弹簧处于压缩状态,若求得弹力 F 为正值, 则假设正确;设 FN 为斜面对小球的弹力,水平方向上由牛顿第二定律得 FNsinθ+Fcosθ=mg,① 竖直方向上由受力平衡得 FNcosθ=mg+Fsinθ,② ①②联立得 , 由胡克定律 F=kx 得 ,故选 A。 6 答案及解析： 答案：D 解析：因为甲沿水平面做直线运动,位移 和时间平方 的关系图象如图甲,由此可知,物体 甲做匀加速运动,且从正向位移处沿负方向运动,速度越来越大,故选项 AB 错误;由图乙可知, 物体乙从静止开始做加速度减小的加速运动,当 时加速度为零,速度最大,然后反向做 加速度越来越大的减速运动, 时速度为零,位移最大,故选项 C 错误 D 正确. 7 答案及解析： 答案：A 解析：在物块沿光滑斜面下滑的过程中,对小物块进行受力分析,设此过程物块的加速度大小 为 a1,物块沿斜面下滑的时间为 t1,到达斜面底端时的速度为 v,根据牛顿第二定律可得 mgsin37°=ma1,解得 a1=gsin37°=6m/s2,根据运动学公式 v=v0+at 可得 v=a1t1=6t1。在物块沿 粗糙水平面运动的过程中,对小物块进行受力分析,设此过程中物块的加速度大小为 a2,物块 2 3 1 3 1 5F mg= 5 mgx k = x 2t 2t s= 4t s= 运动时间为 t2,根据牛顿第二定律可得 f=ma2,f=μmg,可得 a2=μg=2m/s2,根据运动学公式可得 v=v0+at 可得 v=a2t2=2t2,2=2,2,得 a1=3a2,t2=3t1,故 A 正确。 8 答案及解析： 答案：D 解析：细线中的弹力方向一定沿着细线,而斜杆中弹力的方向可以沿任意方向,两小球均受重 力和弹力作用,因细线与竖直方向之间有夹角,因此小球 B 运动时必有水平向右方向的加速 度,根据牛顿第二定律可知 ,即 ,故选项 C 错误;对于小球 A,其受 到的合力为 ,由此可知,斜杆对小球 A 的作用力 与竖直方向间的夹角也为 β,所以 的大小为 ,选项 D 正确,B 错误;根据竖直方向两小球所受合力均为零可知, ,但 ,由于不知两小球的质量关系,因此 大小关系不确 定,故选项 A 错误. 9 答案及解析： 答案：AD 解析：对 a 木块进行受力分析,如图甲所示,受重力和支持力。木块 a 匀加速下滑,所以 a 木块 处于失重状态,同理 b 木块也处于失重状态,D 正确,C 错误;由力的合成与分解可得 N1=mgcos α,故 a 木块对模形木块的压力为 N’1=mgcosα,同理,b 木块对楔形木块的压力为 N’2=mgcos β,对楔形木块进行受力分析,如图乙所示,在水平方向上有 N’2=mgcosα=N’1=mgcosβ =mgcosαcosβ,所以楔形木块静止不动,故 A 正确,B 错误。 10 答案及解析： 2 2tanm g m aβ = tana g β= 1 tanm g β 1F 1F 1 cos m g β 1 1cosF m gα = 2 2cosF m gβ = 1 2F F、 答案：CD 解析：由牛顿第二定律得,对 B 有 mg-F=ma,对 A 有 F-mAgsinθ=mAa,联立得 。 不能根据图像求出 A 的质量 mA,故 A 错误。当 a=0 时,m=m0=mAsinθ,mA 未知,不能求出 m0, 故 B 错误。若 θ 已知,m=0 时,a=a2=-gsinθ,故 C 正确。若 θ 未知,由以上可知 ,当 m→∞时,a=a1=g,故 D 正确。 11 答案及解析： 答案：AC 解析： 12 答案及解析： 答案：CD 解析：对 B 分析：开始时,物块的速度大于传送带的速度,故物块相对传送带沿斜面向上运动, 受到的摩擦力沿传送带向下,所以物块受到沿传送带向下的合力,做减速运动,加速度大小为 ,当物块速度减小到 1m/s 时,物块沿斜面方向发生的位 移为 ,所用时间为 ;由于 μmgcos37°=4N