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(shí)作業(yè)（含解析）

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(shí)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(shí)，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(shí)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(shí)人對傳感器的壓力小于人的重力的大?。辉跍p速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時(shí)人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，A、B、C錯(cuò)誤；所以D正確2如圖1所示，一個(gè)箱子中放有一物體已知靜止時(shí)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1A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，MgkvMa，則ag，又整體向上做減速運(yùn)動v減小，所以a減??；再對物體單獨(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，mgFNma，則FNmamg，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(shí)，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的光滑斜面滑下，然后在不同的角條件下進(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Α⑿∏蜻\(yùn)動的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨變化的圖象分別對應(yīng)圖2乙中的()圖2A和B和C和D和【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agsin ，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 變化的關(guān)系圖象為圖線，重力加速度與其最大值的比值與傾角無關(guān)，為圖線，由受力分析可知小球?qū)π泵娴恼龎毫閙gcos ，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 變化的關(guān)系圖象為圖線，選項(xiàng)B正確4(xx·北京模擬)幾位同學(xué)為了探究電梯啟動和制動時(shí)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3A根據(jù)圖2和圖3可估測出電梯向上啟動時(shí)的加速度B根據(jù)圖1和圖2可估測出電梯向上制動時(shí)的加速度C根據(jù)圖1和圖5可估測出電梯向下制動時(shí)的加速度D根據(jù)圖4和圖5可估測出電梯向下啟動時(shí)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(shí)的加速度，根據(jù)圖1、圖5可估算出電梯向下制動時(shí)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，物塊與該斜面間的動摩擦因數(shù)>tan ，圖中表示該物塊的速度v和所受摩擦力f隨時(shí)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mgcos ，方向沿斜面向下，達(dá)到最高點(diǎn)后由于>tan 即mgsin <mgcos ，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滑分力mgsin ，小于上滑時(shí)的摩擦力mgcos ，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(shí)的加速度為0.5 m/s2.當(dāng)熱氣球上升到180 m時(shí)，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g10 m/s2.關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是()圖5A所受浮力大小為4 830 NB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/sD以5 m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230 N【答案】AD【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(shí)，受浮力和重力，根據(jù)牛頓第二定律得F浮mgma，解得F浮4 830 N，A項(xiàng)正確；因?yàn)闅馇蚴艿降母×椭亓Σ蛔?，而最后氣球做勻速運(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(cuò)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(shí)間t10 s，所以氣球做變加速運(yùn)動加速到5 m/s的時(shí)間大于10s，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氣球最后做勻速運(yùn)動時(shí)，根據(jù)平衡條件得F浮mgf0，解得f230 N，D項(xiàng)正確7(xx·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(shí)，乘客()圖6A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(shí)，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，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 )勻加速直線運(yùn)動，則()圖7A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 D小物塊受到的靜摩擦力的大小可能等于0【答案】BC9.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，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(shí)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(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是()圖8A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，方向一定豎直向下【答案】BD【解析】曉敏在這段時(shí)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(cuò)；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mgFNma，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(cuò)，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(shí)彈簧伸長10 cm，運(yùn)動時(shí)彈簧伸長9 cm，則升降機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)可能是()圖9A以a1 m/s2的加速度加速下降B以a9 m/s2的加速度加速上升C以a1 m/s2的加速度減速上升D以a9 m/s2的加速度減速下降【答案】AC【解析】當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)有kx1mg，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x10.1 m；當(dāng)彈簧伸長量x2為0.09 m時(shí)，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mgkx2ma，解得a1 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v4 m/s順時(shí)針運(yùn)行，傳送帶與水平面的夾角37°.現(xiàn)將質(zhì)量m2 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F20 N拉小物品，經(jīng)過一段時(shí)間物品被拉到離地面高為H1.8 m的平臺上，如圖10所示已知物品與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)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(shí)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(shí)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v4 m/s相等前，有：Fmgcos 37°mgsin 37°ma1解得a18 m/s2由va1t1得t10.5 s位移s11 m隨后有：Fmgcos 37°mgsin 37°ma2解得a20，即物品隨傳送帶勻速上升位移s2s12 mt20.5 s總時(shí)間為tt1t21 s.(2)撤去恒力F后有：mgcos 37°mgsin 37°ma3a32 m/s2假設(shè)物品向上勻減速到速度為0時(shí)，通過的位移為ss4 m>s2由s2vt3得：t3(2) st3(2) s>1 s舍去12如圖11甲所示，質(zhì)量為m1 kg的物體置于傾角為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(shí)間t11 s時(shí)撤去拉力，物體運(yùn)動的部分v­t圖象如圖乙所示，取g10 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的大小；(2)t6 s時(shí)物體的速度，并在乙圖上將t6 s內(nèi)物體運(yùn)動的vt圖象補(bǔ)畫完整，要求標(biāo)明有關(guān)數(shù)據(jù)【答案】(1)0.5F30 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v­t圖象可知：a1 m/s220 m/s2a2 m/s210 m/s2對物體在撤去拉力前用牛頓第二定律得Fmgsin 37°mgcos 37°ma1對物體在撤去拉力后上滑時(shí)用牛頓第二定律得mgsin 37°mgcos 37°ma2解得F30 N，0.5.(2)加速上滑的時(shí)間t11 s，撤去拉力時(shí)的速度為v20 m/s.設(shè)再經(jīng)過t2速度減至0.由0va2t2得t22 s.在最高點(diǎn)時(shí)，因mgsin 37°>mgcos 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°mgcos 37°ma3解得a32 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