2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練2 力與直線運(yùn)動(dòng)

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1、專題限時(shí)訓(xùn)練2 力與直線運(yùn)動(dòng) 時(shí)間:45分鐘 一、單項(xiàng)選擇題 1.物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時(shí),傳送帶突然順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的方向如圖中箭頭所示,則傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)后( B ) A.物塊將減速下滑 B.物塊仍勻速下滑 C.物塊受到的摩擦力變小 D.物塊受到的摩擦力變大 解析:當(dāng)傳送帶靜止時(shí),物塊勻速下滑,由物塊受力平衡可得:mgsinθ=μmgcosθ;當(dāng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)起來時(shí),由于物塊與傳送帶之間運(yùn)動(dòng)方向相反,可判斷物塊所受的滑動(dòng)摩擦力方向并沒有發(fā)生變化,仍然沿斜面向上,大小仍為μmgcosθ,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤;物塊受力仍然是平衡的,所以物塊仍勻速下滑,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.

2、2.(2018·石家莊模擬)質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小視為相等.從t=0時(shí)刻開始,物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用,F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示.重力加速度g取10 m/s2,則物體在t=0到t=10 s這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為( C ) A.6 m B.18 m C.30 m D.24 m 解析:物體所受的最大靜摩擦力f=μmg=6 N.在0~2 s內(nèi),拉力小于摩擦力,物體不動(dòng);在2~4 s內(nèi),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),a1== m/s2=3 m/s2,則位移x1=a1t=×3×4

3、m=6 m;在4~6 s內(nèi),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小a2=μg=3 m/s2,初速度v0=a1t1=6 m/s,則位移x2=v0t2-a2t=12 m-×3×4 m=6 m;物體的末速度v1=v0-a2t2=6 m/s-3×2 m/s=0 在6~8 s內(nèi),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移x3=6 m/s,末速度v2=6 m/s. 在8~10 s內(nèi),物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移x4=v2t4=12 m. 則0~10 s內(nèi)的位移x=6 m+6 m+6 m+12 m=30 m,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤. 3.(2018·福建四地六校聯(lián)考)圖甲是張明同學(xué)站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)

4、作的示意圖,點(diǎn)P是他的重心位置.圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力—時(shí)間圖線.兩圖中a~g各點(diǎn)均對(duì)應(yīng),其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒有畫出.重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)圖象分析可知( B ) A.張明所受重力為1 000 N B.e點(diǎn)位置張明處于超重狀態(tài) C.c點(diǎn)位置張明處于失重狀態(tài) D.張明在d點(diǎn)的加速度小于在f點(diǎn)的加速度 解析:開始時(shí)張明處于平衡狀態(tài),對(duì)傳感器的壓力是500 N,根據(jù)牛頓第三定律和力的平衡可知,張明所受重力也是500 N,故A錯(cuò)誤;e點(diǎn)時(shí)張明對(duì)傳感器的壓力大于其重力,處于超重狀態(tài),故B正確;c點(diǎn)時(shí)張明對(duì)傳感器的壓力大于其重力,處于超重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;張明在d點(diǎn)

5、時(shí)有a1== m/s2=20 m/s2,張明在f點(diǎn)時(shí)有a2== m/s2=10 m/s2,可知張明在d點(diǎn)的加速度大于在f點(diǎn)的加速度,故D錯(cuò)誤. 4.(2018·莆田模擬)如圖所示,在光滑水平面上有一靜止小車,小車上靜止地放置著一小物塊,物塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3,用水平恒力F拉動(dòng)小車,設(shè)物塊的加速度為a1,小車的加速度為a2.當(dāng)水平恒力F取不同值時(shí),a1與a2的值可能為(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10 m/s2)( D ) A.a(chǎn)1=2 m/s2,a2=3 m/s2 B.a(chǎn)1=3 m/s2,a2=2 m/s2 C.a(chǎn)1=5 m/s2,a2=3 m/s2 D.a(chǎn)1=3 m/s2,

6、a2=5 m/s2 解析:由受力分析可知物塊的加速度取決于小車對(duì)物塊的摩擦力,即Ff=ma1,且Ff的最大值為Ffm=μmg,即a1的最大值為a1m=μg=3 m/s2.當(dāng)二者相對(duì)靜止一起加速時(shí),a1=a2≤3 m/s2.當(dāng)F較大時(shí),物塊與小車發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),a1=3 m/s2,a2>3 m/s2.綜上所述只有選項(xiàng)D符合題意. 5.(2018·陜西渭南模擬)如圖甲所示,在傾角為30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上,有一質(zhì)量為m的物體,受到沿斜面方向的力F作用,力F按圖乙所示規(guī)律變化(圖中縱坐標(biāo)是F與mg的比值,力沿斜面向上為正).則物體運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律是下圖中的(物體的初速度為零,g取1

7、0 m/s2)( C ) 解析:在0~1 s內(nèi),由牛頓第二定律得a1==g,方向沿斜面向上,物體沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng);在1~2 s內(nèi),力F大小為零,由牛頓第二定律得a2==g,方向沿斜面向下,物體沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),2 s末速度為零;在2~3 s內(nèi),由牛頓第二定律得a3==g,方向沿斜面向下,物體沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),3 s末的速度大小v=a3t=15 m/s,故C正確. 6.目前交警部門開展的“車讓人”活動(dòng)深入人心,不遵守“車讓人”的駕駛員將受到罰款、扣分的嚴(yán)厲處罰,如圖所示,以8 m/s勻速行駛的汽車即將通過路口,有一老人正在過人行橫道,此時(shí)汽車的車頭距離停

8、車線8 m,該車減速時(shí)的加速度大小為5 m/s2.則下列說法中正確的是( D ) A.如果駕駛員立即剎車制動(dòng),則t=2 s時(shí),汽車離停車線的距離為2 m B.如果在距停車線6 m處開始剎車制動(dòng),汽車能在停車線處剎住停車讓人 C.如果駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0.4 s,汽車剛好能在停車線處剎住停車讓人 D.如果駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0.2 s,汽車剛好能在停車線處剎住停車讓人 解析:若汽車做勻減速運(yùn)動(dòng),速度減為零的時(shí)間t0== s=1.6 s<2 s,所以從剎車到停止的位移x== m=6.4 m,汽車離停車線的距離為Δx=8 m-6.4 m=1.6 m,故A錯(cuò)誤;如果在距停車線6 m處開始剎

9、車制動(dòng),剎車到停止的位移是6.4 m,所以汽車不能在停車線處剎住停車讓人,故B錯(cuò)誤;剎車的位移是6.4 m,所以車勻速運(yùn)動(dòng)的位移是1.6 m,則駕駛員的反應(yīng)時(shí)間t== s=0.2 s,故C錯(cuò)誤,D正確. 二、多項(xiàng)選擇題 7.(2018·湖北八校聯(lián)考)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同,將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接,如圖甲所示,繩子平行于傾角為α的斜面,M恰好能靜止在斜面上,不考慮M、m與斜面之間的摩擦.若互換兩物塊位置,按圖乙放置,然后釋放M,斜面仍保持靜止.則下列說法正確的是( BC ) A.輕繩的拉力等于Mg B.輕繩的拉力等于mg C.M運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(1-sin

10、α)g D.M運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g 解析:互換位置前,M靜止在斜面上,則有:Mgsinα=mg,互換位置后,對(duì)M有Mg-FT=Ma,對(duì)m有:FT′-mgsinα=ma,又FT=FT′,解得:a=(1-sinα)g,F(xiàn)T=mg,故A、D錯(cuò),B、C對(duì). 8.(2018·廣東惠州模擬)觀察水龍頭,在水龍頭出水口出水的流量(單位時(shí)間內(nèi)通過任一橫截面的水的體積)穩(wěn)定時(shí),發(fā)現(xiàn)自來水水流不太大時(shí),從水龍頭中連續(xù)流出的水會(huì)形成一水柱,現(xiàn)測(cè)得高為H的水柱上端面積為S1,下端面積為S2,重力加速度為g,以下說法正確的是( BC ) A.水柱是上細(xì)下粗 B.水柱是上粗下細(xì) C.該水龍頭的流量是S1S

11、2 D.該水龍頭的流量是 解析:由于單位時(shí)間內(nèi)通過任一橫截面的水的體積相等,設(shè)Δt時(shí)間內(nèi)通過水柱任一橫截面的水的體積為V,V=vΔtS,開始時(shí)水流速度小,橫截面積大,速度增大時(shí)橫截面積變小,所以水柱是上粗下細(xì),A錯(cuò)誤,B正確;高為H的水柱上端速度為v1=,下端速度為v2=,根據(jù)v-v=2gH,水的流量=S1S2,C正確,D錯(cuò)誤. 9.將一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球豎直向上拋出,最終落回拋出點(diǎn),運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小恒定,方向與運(yùn)動(dòng)方向相反.該過程的v-t圖象如圖所示,g取10 m/s2.下列說法中正確的是( BD ) A.小球上升與下落所用時(shí)間之比為23 B.小球落回到拋出點(diǎn)的速度

12、大小為8 m/s C.小球下落過程,受到向上的空氣阻力,處于超重狀態(tài) D.小球重力和阻力之比為51 解析:根據(jù)圖象可得,上升的過程中,加速度為a1= m/s2=-12 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律可得-(mg+f)=ma1,所以小球受到的阻力的大小為f=-ma1-mg=-1×(-12) N-1×10 N=2 N,在下降的過程中,小球受到的合力為F=mg-f=10 N-2 N=8 N,所以下降的過程中的加速度為a2=-=- m/s2=-8 m/s2,根據(jù)公式x=at2可得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=,所以時(shí)間之比為==,故A錯(cuò)誤;由圖象知小球勻減速上升的位移為x=×2×24 m=24 m,x′=-x=

13、-24 m,根據(jù)v2=2a2x′得:v== m/s=8 m/s,故B正確;小球下落過程,加速度向下,處于失重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;由A的分析可知,重力與阻力之比為mgf=10 N2 N=51,故D正確. 10.如圖所示,水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動(dòng),小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,t=0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度v2,P與定滑輪間的繩水平,t=t0時(shí)刻P離開傳送帶.不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦,繩足夠長(zhǎng).正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖象可能是( BC ) 解析:當(dāng)v1>v2時(shí),P相對(duì)于傳送帶向左滑動(dòng),受到的滑動(dòng)摩擦力向右,當(dāng)Ff>FT時(shí),合外力向右,P向右做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)達(dá)

14、到與傳送帶速度一樣時(shí),一起做勻速運(yùn)動(dòng),受力分析如圖甲,則B正確;當(dāng)Ff

15、擦因數(shù)μ=0.2;兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小,重力加速度g=10 m/s2,試求: (1)用水平向右的恒力F作用于小物塊,當(dāng)F滿足什么條件,兩物塊才能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)? (2)若一開始就用水平向右5.5 N的恒力作用于小物塊,則小物塊經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間從長(zhǎng)木板上掉下? 解析:(1)兩物體恰要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),它們之間的摩擦力大小達(dá)到最大靜摩擦Ffm;設(shè)它們一起運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1,此時(shí)作用于小物塊水平向右的恒力大小為F1,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知: 對(duì)整體:F1=(M+m)a1 對(duì)木板:Ffm=Ma1 其中Ffm=μmg 聯(lián)立解得F1=2.5 N 故當(dāng)F>2.5 N時(shí),兩物體

16、之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) (2)分析可知,當(dāng)一開始就用水平向右F2=5.5 N的恒力作用于小物塊時(shí),兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng); 設(shè)滑動(dòng)摩擦力的大小為Ff,小物塊、木板的加速度分別為a2、a3,由牛頓第二定律可得: 對(duì)小物塊:F2-Ff=ma2 對(duì)木板Ff=Ma3 其中Ff=μmg解得a2=3.5 m/s2;a3=0.5 m/s2 設(shè)小物塊滑下木板歷時(shí)為t,小物塊、木板相對(duì)于地面的位移大小分別為x1、x2,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何關(guān)系可知:x1=a2t2,x2=a3t2,x1-x2=L,解得:t=1 s. 答案:(1)F>2.5 N (2)1 s 12.(2017·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ)如圖,兩個(gè)

17、滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4 kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1.某時(shí)刻A、B兩滑塊開始相向滑動(dòng),初速度大小均為v0=3 m/s.A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求: (1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度; (2)A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離. 解析:(1)滑塊A和B在木板上滑動(dòng)時(shí),木板也在地面上滑動(dòng).設(shè)A、B所受的摩擦力大小分別為Ff1、Ff2,木板受 地面的摩擦力大小為Ff3,A和

18、B相對(duì)于地面的加速度大小分別為aA和aB,木板相對(duì)于地面的加速度大小為a1. 在滑塊B與木板達(dá)到共同速度前有Ff1=μ1mAg① Ff2=μ1mBg② Ff3=μ2(m+mA+mB)g③ 由牛頓第二定律得Ff1=mAaA④ Ff2=mBaB⑤ Ff2-Ff1-Ff3=ma1⑥ 設(shè)在t1時(shí)刻,B與木板達(dá)到共同速度,其大小為v1. 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=v0-aBt1⑦ v1=a1t1⑧ 聯(lián)立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知數(shù)據(jù)得v1=1 m/s,方向與B的初速度方向相同⑨ (2)在t1時(shí)間間隔內(nèi),B相對(duì)于地面移動(dòng)的距離為 sB=v0t1-aBt⑩ 設(shè)在B與木板達(dá)到共同速度v1

19、后,木板的加速度大小為a2.對(duì)于B與木板組成的系統(tǒng),由牛頓第二定律有 Ff1+Ff3=(mB+m)a2? 由①②④⑤式知,aA=aB;再由⑦⑧式知,B與木板達(dá)到共同速度時(shí),A的速度大小也為v1,但運(yùn)動(dòng)方向與木板相反.由題意知,A和B相遇時(shí),A與木板的速度相同,設(shè)其大小為v2.設(shè)A的速度大小從v1變到v2所用的時(shí)間為t2,則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,對(duì)木板有v2=v1-a2t2? 對(duì)A有:v2=-v1+aAt2? 在t2時(shí)間間隔內(nèi),B(以及木板)相對(duì)地面移動(dòng)的距離為 s1=v1t2-a2t? 在(t1+t2)時(shí)間間隔內(nèi),A相對(duì)地面移動(dòng)的距離為 sA=v0(t1+t2)-aA(t1+t2)2? A和B相遇時(shí),A與木板的速度也恰好相同.因此A和B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離為s0=sA+s1+sB? 聯(lián)立以上各式,并代入數(shù)據(jù)得s0=1.9 m? (也可用下圖中的速度—時(shí)間圖線求解) 答案:(1)1 m/s,方向與B的初速度方向相同 (2)1.9 m 9

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