2021年高考物理專題復習：牛頓運動定律的應用

1、如21年高考物理專題復習：牛頓運動定律的應用1 .在光滑水平面上以速度I，運動的物體，從某一時刻開始受到一個跟運動方向共線的力 的作用，其速度圖像如圖所示。那么它受到的外力廠隨時間變化的關系圖像是（）答案:A 解析:由修圖像可知物體先做勻加速直線運動，后做句減速運動,再反向做勻加速運動，所 以物體最初一段時間受到與速度方向相同的恒定外力作用,然后受到與速度方向相反的 恒力作用,故選項A正確。2 .（2019廣東中山月考）A、B兩物體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若兩物體的 質(zhì)量兩物體與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離SA 與SB相比為（）A.5A=5BB.SA>

2、;SBC.5A<5bD.不能確定答案:A解析:由牛頓第二定律得,可得再由運動學公式42 % 2 =2as得,由于 物體的初速度、末速度和加速度都相同，則物體能滑行的距離也相同，即sa=sb,故A正 確。3,用30 N的水平外力F,拉一個靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為20 kg的物體，力/作用3 S后消失。則第5 s末物體的速度和加速度大小分別是（）A.v=4.5 ni/s/=1.5 m/s2B.v=7.5 m/s,=L5 ni/s2C.v=4.5 m/s,a=0D.v=7.5 m/s,a=0答案:c解析:力/作用下a= = m/s2 =1.5 m/s2,3 s末的速度v=at=4.5 m/s

3、,3 s后撤去拉 m 20力尸=0,4=0,物體做勻速運動，故C正確。4.（2019遼寧沈陽質(zhì)量監(jiān)測）如圖所示，足夠長的水平傳送帶以v=2 m/s的速度逆時針勻 速轉(zhuǎn)動，一個物體以vo=4 m/s的初速度從左端A處水平滑上傳送帶，物體與傳送帶間的 動摩擦因數(shù)=02g取10 m/s那么物塊再次返回到A處所用的時間為（）6）一A.4 sB.2 sC.4.5 s D.3 s答案:c解析:物體在傳送帶上運動的加速度為a=g=2 m/s1則物塊向左運動速度減為零的時間為Zi=2 s,通過的距離x= = -m=4 m;物塊速度減為零后反向加速，加速到與傳送 a2a 2X2帶共速時的時間為/2=-=1 s,

4、位移xi= = m=l m;物體勻速運動回到原出發(fā)點的時 a2a 2X2間為f3=二 =±Z=L5s,則物塊再次返回到A處所用的時間為七八十-4.5 s,故選 v 2Co5.一架質(zhì)量/n=5.0x103 kg的飛機，從靜止開始在跑道上滑行，經(jīng)過距離x=5.0x IO2 m,達到起飛速度v=60 m/s,在這個過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的白。求飛機滑行時 D U受到的牽引力大小。(g JR 10 m/s2)答案：L9xlO4N 解析:飛機在加速過程中，由運動學公式得由牛頓第二定律得F-mg=fna所以= 1.9x 104 No6.戰(zhàn)士拉車胎進行100 m賽跑訓練體能。車胎的質(zhì)量

5、 =8.5 kg,戰(zhàn)士拉車胎的繩子與水 平方向的夾角為8=37。，車胎與地面間的動摩擦因數(shù)=0.7。某次比賽中,一名戰(zhàn)士拉著 車胎從靜止開始全力奔跑，跑出20 m達到最大速度(這一過程可看作勻加速直線運動)， 然后以最大速度勻速跑到終點,共用時15 s。重力加速度g取10m/s2,sin370 =0.6,cos 37° =0,8o 求：戰(zhàn)士加速所用的時間人和達到的最大速度v;戰(zhàn)士勻加速運動階段對車胎的拉力凡答案：(1)5 s 8 m/s(2)59.92 N 方向沿繩與水平方向成37°。解析：(1)勻加速階段位移為r二號h勻速階段位移為X2= 100 m-%i=v(15 s-

6、/i)聯(lián)立解得 v=8 m/s,ri=5 So(2)由速度公式v=at得 a= = 1 m/s2=1.6 m/s2車胎受力并正交分解如圖所示。在 x 方向,Feos 37° -Fi=ma在 y 方 i,FN+Fsin 30° -7g=0且 FfjiFn代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得F=59.92 N方向沿繩與水平方向成37° o選考奠基素養(yǎng)提升1 .一物塊從粗糙斜面底端,以某一初速度開始向上滑行，到達某位置后乂沿斜面下滑到底 端，則物塊在此運動過程中()A.上滑時的摩擦力小于下滑時的摩擦力B.上滑時的摩擦力等于下滑時的摩擦力C上滑時的加速度小于下滑時的加速度D.上滑的時間大于下

7、滑的時間答案:B7解析:設斜面傾角為a物塊受到的摩擦力a=zgcosa物塊上滑與下滑時的滑動摩擦力 大小相等,故選項A錯誤,B正確;上滑時的加速度a _t=gsin 6+gcos 6,下滑時的加速度a f=gsin a/zgcos 8,由此可知，上滑時的加速度大于下滑時的加速度,故選項C錯誤;由錯誤。仁J子,位移x相等，。上下，所以t ±<t下,故選項D2 .如圖所示，兩車廂的質(zhì)量相同，且到P點距離相等，其中某一個車廂內(nèi)有一人拉動繩子使 車廂相互靠近。若不計繩子質(zhì)量及車與軌道間的摩擦,下列對于哪個車廂有人的判斷中, 正確的是（）A ,先開始運動的車廂內(nèi)有人B.后開始運動的車廂內(nèi)

8、有人C.先到達尸點的車廂內(nèi)沒人D.不去稱質(zhì)量，無法確定哪個車廂內(nèi)有人答案:C解析:有拉力后，兩車同時受到拉力，同時開始運動，故A、B錯誤;兩車之間的拉力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律。二二,沒人的車廂 1總質(zhì)量小，加速度大，由尸可得相同時間內(nèi)位 m2移大，先到達中點，即先到達兩車中點尸的車廂里沒有人，故C正確。3 .（多選）如圖中所示，某人正通過定滑輪將質(zhì)量為?的貨物提升到高處。滑輪的質(zhì)量和 摩擦均不計，貨物獲得的加速度”與繩子對貨物豎直向上的拉力廠之間的函數(shù)關系如圖 乙所示。由圖可以判斷（）A.圖線與縱軸的交點P的值a/，=-gB.圖線與橫軸的交點。的值FQ=mgC圖線的斜率等于物體的質(zhì)量相D.

9、圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)上m答案:ABD解析:由尸圖像可知，與縱軸的交點尸表示拉力F為。時，物體僅受重力作用，其加速度 大小為重力加速度，即4/工-g,選項A正確;與橫軸的交點。表示物體加速度為。時，物體受到的拉力Fq=吆，選項B正確;由牛頓第二定律有尸-吆=?”，則由此式可知，圖線斜率為工故選項D正確，選項C錯誤。 m4.如圖所示,質(zhì)量為陽和m2的兩個材料相同的物體用細線相連，在大小恒定的拉力戶作 用下，先沿水平面，再沿斜面，最后豎直向上勻加速運動，不計空氣阻力，在三個階段的運動 中，線上的拉力大小（）7A.由大變小B.由小變大C.由大變小再變大D.始終不變且大小為上_F m1+m2答案

10、:D解析:設物體與接觸面的動摩擦因數(shù)為"，在水平面有。尸土心也=對如進行受力分析，則有尸21almJml+m2Wig,所以Fti=F;在斜面上有aim1+ m2F(mi+m2)gcos6-(mi + m2 居 sin。mi+m2，對八受力分析則有Fn-jUmigcos 8-migsin 6=71a2,解得Ft2 =江；豎直向上運動時有43 =F("中+ - 2)0 = g,對刀進行受力分析則有Ft3-7711+77127711+77121+2“g二h3,解得 后尸上£所以繩子的拉力始終不變且大小為1aF,故D正確。 m1+m2m1+m25.一個質(zhì)量為4 kg的物體

11、靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù) =0.1。從仁0開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F作用，力尸隨時 間的變化規(guī)律如圖所示(g取lOm/s?)。求：FN12848H(K 12114670-4物體在整個運動過程中的最大速度；79 s內(nèi)物體的位移大小。答案：(1)4 m/s(2)159 m解析:由力尸隨時間的變化規(guī)律圖和牛頓第二定律可求出物體在前半周期和后半周期的 加速度，進而判斷物體的運動狀態(tài)，然后根據(jù)速度時間公式求出物體在整個運動過程中的 最大速度;由力尸隨時間的變化規(guī)律圖可知，力的變化具有周期性,周期為4s,可以根據(jù)牛 頓第二定律求出一個周期內(nèi)的位移,79 s

12、為20個周期少1 s,我們可以算出80 s內(nèi)的總位 移再減去最后1 s的位移，即為79 s內(nèi)的位移。(1)當物體在前半周期時，由牛頓第二定律，得解得6/1=2 m/s2物體在前半周期做勻力口速運動，當物體在后半周期時,由牛頓第二定律，得解得 a2=2 m/s2物體在后半周期內(nèi)做勻減速運動，在2 s末的速度最大，最大速度為v=(=4 m/so(2)前半周期和后半周期位移相等=/1尸=4 m所以物體每4 s(即一個周期)的位移為5=251=8 m第80 s初，即79 s末的速度v=«2Xj=2 m/s第80 s的位移5o=- X -= 1 m 22所以79 s內(nèi)物體的位移大小為S2=20s-“=159 m<>6.如圖所示，長22.5 m、質(zhì)量為40 kg的木板置于水平地面上，木板與地面間的動摩擦因 數(shù)為0.1。質(zhì)量為60 kg的人立于木板左端，人與木板均靜止,當人以3 m/s2的加速度勻加 速向右奔跑時(g取lOm/s?),求：Z/Z/Z/ZZ/Z/ZZ/Z/Z/Z/ZZ/人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小和方向；(2)人在奔跑過程中木板的加速度大小和方向；(3)人從左端跑到木板右端所需要的時間。答案：(l)180N方向向右(2)2 m/s2方向向左(3)3 s解析：(1)設人的