2014年高考物理復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析單元小結(jié)練(含解析) 新人教版

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1、單元小結(jié)練 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析 (限時(shí):45分鐘) 1.牛頓第一定律和牛頓第二定律共同確定了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列相關(guān)描述正確的是(  ) A.力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,沒(méi)有力就沒(méi)有加速度 B.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,質(zhì)量決定著慣性的大小 C.速度變化越快的物體慣性越大,勻速運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)沒(méi)有慣性 D.質(zhì)量越小,慣性越大,外力作用的效果越明顯 答案 AB 2.放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖1所示.取重力加速度g=10 m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分

2、別為 (  ) 圖1 A.m=0.5 kg,μ=0.4 B.m=1.5 kg,μ=0.4 C.m=0.5 kg,μ=0.2 D.m=1.5 kg,μ=0.2 答案 A 3.如圖2所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起 做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的勻加速運(yùn)動(dòng).小車質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,加速 度大小為a,木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則在這個(gè)過(guò)程中, 木塊受到的摩擦力大小是 (  ) 圖2 A.μma B.ma C. D.F-Ma 答案 BCD 4.如圖3所示,小車上有一根固

3、定的水平橫桿,橫桿左端固定 的輕桿與豎直方向成θ角,輕桿下端連接一小鐵球;橫桿右 端用一根細(xì)線懸掛一相同的小鐵球,當(dāng)小車做勻變速直線運(yùn) 動(dòng)時(shí),細(xì)線保持與豎直方向成α角,若θ<α,則下列說(shuō)法中 圖3 正確的是 (  ) A.輕桿對(duì)小球的彈力方向沿著輕桿方向向上 B.輕桿對(duì)小球的彈力方向與細(xì)線平行向上 C.小車一定以加速度gtan α向右做勻加速運(yùn)動(dòng) D.小車一定以加速度gtan θ向右做勻加速運(yùn)動(dòng) 答案 B 5.如圖4所示,水平傳送帶足夠長(zhǎng),傳送帶始終順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng), 長(zhǎng)為1米的薄木板A的正中央放置一個(gè)小木塊B,A和B之間 的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,

4、A和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5, 圖4 薄木板的質(zhì)量是木塊質(zhì)量的2倍,輕輕把AB整體放置在傳送帶的中央,設(shè)傳送帶始終繃緊并處于水平狀態(tài),g取10 m/s2,在剛放上很短的時(shí)間內(nèi),A、B的加速度大小分別為 (  ) A.6.5 m/s2、2 m/s2 B.5 m/s2、2 m/s2 C.5 m/s2、5 m/s2 D.7.5 m/s2、2 m/s2 答案 A 6.在2010年上海世博會(huì)風(fēng)洞飛行表演上,若風(fēng)洞內(nèi)向上的風(fēng)速、風(fēng)量 保持不變,讓質(zhì)量為m的表演者通過(guò)身姿調(diào)整,可改變所受向上的 風(fēng)力大小,以獲得不同的運(yùn)動(dòng)效果.假設(shè)人體

5、受風(fēng)力大小與有效面 積成正比,已知水平橫躺時(shí)受風(fēng)力有效面積最大,站立時(shí)受風(fēng)力有 效面積最小,為最大值的1/8.風(fēng)洞內(nèi)人可上下移動(dòng)的空間總高度為H. 開(kāi)始時(shí),若人體與豎直方向成一定角度傾斜時(shí),受風(fēng)力有效面積是 圖5 最大值的一半,恰好可以靜止或勻速漂移.現(xiàn)人由靜止開(kāi)始從最高點(diǎn)A以向下的最大加速度勻加速下落,如圖5所示,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后,再以向上的最大加速度勻減速下落,到最低點(diǎn)C處速度剛好為零,則下列說(shuō)法中正確的有 (  ) A.人向上的最大加速度是g B.人向下的最大加速度是g C.BC之間的距離是H D.BC之間的距離是H 答案 BC 7.如圖6所示,質(zhì)量為m的

6、球置于斜面上,被一個(gè)豎直擋板擋?。? 現(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度為a的勻加 速直線運(yùn)動(dòng),忽略一切摩擦,以下說(shuō)法中正確的是 (  ) A.若加速度足夠小,豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零 圖6 B.若加速度足夠大,斜面對(duì)球的彈力可能為零 C.斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于ma D.斜面對(duì)球不僅有彈力,而且該彈力是一個(gè)定值 答案 D 解析 設(shè)球的質(zhì)量為m,斜面傾角為θ,斜面給球的彈力為F1, 豎直擋板給球的彈力為F2.對(duì)球受力分析,如圖所示.由牛頓第 二定律得:F1cos θ-mg=0,F(xiàn)2-F1sin θ=ma 解得F1=是定值,F(xiàn)2=mgtan θ+

7、ma,故A、B錯(cuò),D正確;球所受斜面、擋板的力以及重力的合力為ma,故C錯(cuò). 8.質(zhì)量為0.3 kg的物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng),圖7中a、b直線分別表示物體受水平拉力和不受水平拉力時(shí)的v-t圖象,則求:(取g=10 m/s2) 圖7 (1)物體受滑動(dòng)摩擦力多大? (2)水平拉力多大? 答案 見(jiàn)解析 解析 (1)由題圖知圖線a的加速度為 a1=- m/s2 圖線b的加速度為 a2=- m/s2 根據(jù)牛頓第二定律得,摩擦力Ff=ma2=-0.2 N,方向與運(yùn)動(dòng)方向相反 (2)根據(jù)牛頓第二定律得:F+Ff=ma1=-0.1 N 所以F=0.1 N,方向與運(yùn)動(dòng)方向相同.

8、9.如圖8甲所示,質(zhì)量為m=2 kg的物塊放在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)用一水平外力F作用在物塊上,物塊運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,已知物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力的大小為Ff=5 N,重力加速度g取10 m/s2,求: 圖8 (1)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ; (2)物塊所受拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式; (3)2 s末物塊的速度v. 答案 (1)0.25 (2)F=(5+4t) N (3)4 m/s 解析 (1)設(shè)地面對(duì)物塊的支持力為FN,則Ff=μFN 又FN=mg 解得μ=0.25 (2)根據(jù)牛頓第二定律,有 F-Ff=ma 由題圖乙可知a=kt

9、其中k=2 m/s3 所以F=(5+4t) N (3)a-t圖象所圍面積表示速度的變化量,2 s內(nèi)物塊速度的變化量為 Δv=×2×4 m/s=4 m/s 因?yàn)?時(shí)刻物塊速度為0,故2 s末物塊的速度v=4 m/s. 10.如圖9所示,質(zhì)量M=1 kg的木板靜止在粗糙的水平地面上, 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,在木板的左端放置一個(gè) 質(zhì)量m=1 kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦 圖9 因數(shù)μ2=0.4,取g=10 m/s2,試求: (1)若木板長(zhǎng)L=1 m,在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力F=8 N,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端? (2)

10、若在木板(足夠長(zhǎng))的左端施加一個(gè)大小從零開(kāi)始連續(xù)增加的水平向左的拉力F,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,在圖10中畫(huà)出鐵塊受到的摩擦力Ff隨F變化的圖象. 圖10 答案 (1)1 s (2)見(jiàn)解析圖 解析 (1)對(duì)鐵塊根據(jù)牛頓第二定律 F-μ2mg=ma1 x1=a1t2 對(duì)木板根據(jù)牛頓第二定律 μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2 x2=a2t2 x1-x2=L 聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù)解得:t=1 s (2)對(duì)鐵塊與木板組成的系統(tǒng):F≤μ1(M+m)g=2 N時(shí),拉力F小于地面對(duì)系統(tǒng)的摩擦力,系統(tǒng)不會(huì)滑動(dòng),鐵塊受到的摩擦力Ff=0. 當(dāng)系統(tǒng)所受拉力大于2 N時(shí),在木板與鐵塊之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)前,系統(tǒng)具有共同的加速度,有 F-μ1(M+m)g=(M+m)a ① 對(duì)m:Ff=ma ② 聯(lián)立①②解得F=2Ff+2,即Ff=(-1) N 因鐵塊與木板間的靜摩擦力與F成正比,且鐵塊的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,故此時(shí)拉力應(yīng)為F=2μ2mg+2 N=10 N,所以2 N≤F≤10 N.當(dāng)F>10 N時(shí),木板與鐵塊間有相對(duì)滑動(dòng),F(xiàn)f=μ2mg=4 N,圖象如圖所示.

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