高考總復(fù)習(xí)物理（人教版）練習(xí)微專題02牛頓運(yùn)動定律與圖象綜合問題（課時(shí)綜合訓(xùn)練）

課時(shí)綜合訓(xùn)練(十)牛頓運(yùn)動定律與圖象綜合問題1．(2018·濰坊統(tǒng)考)如圖甲所示，小物塊從足夠長的光滑斜面頂端由靜止自由滑下．下滑位移x時(shí)的速度為v，其x-v2圖象如圖乙所示，取g＝10m/s2，則斜面傾角θA．30° B．45°C．60° D．75°解析：選A結(jié)合公式v2＝2ax得x＝eq\f(1,2a)v2，由x-v2圖象可知小物塊的加速度a＝5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，小物塊的加速度a＝gsinθ，所以θ＝30°，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．2．(2018·衡水模擬)(多選)如圖甲所示，質(zhì)量為m的物塊放在豎直升降機(jī)的地板上，升降機(jī)從靜止開始勻加速運(yùn)動一段距離s后，速度為v，測得物塊對地板的壓力大小為F.改變升降機(jī)的加速度，勻加速上升相同距離，可以得到多組對應(yīng)的v和F，作出F-v2的關(guān)系圖象，如圖乙所示．下列說法正確的是()A．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹閑q\f(c,2s)B．當(dāng)v2＝c時(shí)，物塊一定處于完全失重狀態(tài)C．物塊的質(zhì)量m＝eq\f(2b,cs)D．d＝2b解析：選AD由圖乙可知，當(dāng)v2＝c時(shí)，F(xiàn)＝0，物塊僅在重力作用下做勻加速直線運(yùn)動，物塊處于完全失重狀態(tài)，由v2＝2gs，解得：g＝eq\f(c,2s)，選項(xiàng)A正確．由圖乙可知，F(xiàn)＝d時(shí)，v2＝c，此時(shí)物塊具有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由v2＝2as，解得：a＝eq\f(v2,2s).則F合＝F－mg＝ma＝eq\f(mv2,2s)，當(dāng)F＝b時(shí)，v＝0，代入上式可得物塊質(zhì)量m＝eq\f(b,g)＝eq\f(2bs,c)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．由圖乙可知，當(dāng)v2＝c時(shí)，F(xiàn)＝0，物塊僅在重力作用下做勻加速直線運(yùn)動，a＝g.當(dāng)v2＝c時(shí)，F(xiàn)＝d時(shí)F－mg＝ma＝eq\f(mc,2s)＝mg，所以d＝2b，選項(xiàng)D正確．3．(2017·西安一模)用同種材料制成的傾角為30°的斜面和水平面，斜面長2.4m且固定，如圖甲所示．一小物塊從斜面頂端以沿斜面向下的初速度v0開始自由下滑，當(dāng)v0＝2m/s時(shí)，經(jīng)過0.8s后小物塊停在斜面上，多次改變v0的大小，記錄下小物塊從開始運(yùn)動到最終停下的時(shí)間t，作出t－v0圖象，如圖乙所示．已知重力加速度大小為g＝10m/sA．小物塊在斜面上運(yùn)動時(shí)的加速度大小為2.5mB．小物塊在斜面上運(yùn)動時(shí)的加速度大小為0.4mC．小物塊與該種材料之間的動摩擦因數(shù)為0.5D．由圖乙可推斷，若小物塊的初速度繼續(xù)增大，小物塊的運(yùn)動時(shí)間也隨速度均勻增大解析：選A由題圖乙可知小物塊在斜面上運(yùn)動時(shí)的加速度大小為a＝eq\f(v0,t)＝2.5m/s2，A正確，B錯(cuò)誤；對小物塊應(yīng)用牛頓第二定律得ma＝μmgcosθ－mgsinθ，代入數(shù)據(jù)得μ＝eq\f(\r(3),2)，C錯(cuò)誤；若小物塊的速度足夠大，則小物塊將運(yùn)動到水平面上，題圖乙中的直線對小物塊不再適用，D錯(cuò)誤．4．(2017·鹽城一模)如圖所示，E為斜面的中點(diǎn)，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個(gè)小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時(shí)速度為零．以沿斜面向下為正方向，則物體下滑過程中的位移x、速度v、合力F、加速度a與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能正確的是()解析：選B物體在光滑的斜面上做勻加速直線運(yùn)動，位移—時(shí)間圖象的開口向上，物體在粗糙的斜面上做勻減速直線運(yùn)動，位移—時(shí)間圖象的開口向下，故A錯(cuò)誤；物體在斜面上半段做勻加速直線運(yùn)動，在下半段做勻減速直線運(yùn)動，由于到達(dá)底端的速度為零，則物體在上半段和下半段的平均速度相等，位移也相等，故物體在上半段和下半段的運(yùn)動時(shí)間相等，物體做勻加速和勻減速直線運(yùn)動的加速度大小相等，方向相反，故物體在上半段和下半段所受合外力大小相等，方向相反，B正確，C、D錯(cuò)誤．5．(多選)某司機(jī)在檢測汽車性能過程中，得到汽車減速過程中的位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖所示，并得出位移s與速度v的函數(shù)關(guān)系式為s＝m－nv2(m)，其中m、n為常數(shù)．重力加速度大小g取10m/s2A．汽車在此過程中做勻變速直線運(yùn)動B．汽車的末速度為20C．由題中所給條件可確定m、n的大小D．汽車對司機(jī)作用力的大小與司機(jī)重力大小的比值為eq\f(41,5)解析：選AC將s＝m－nv2(m)與2as＝0－v2對比發(fā)現(xiàn)此過程中汽車做勻變速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A正確；根據(jù)題設(shè)條件可知，汽車正在剎車，由題圖可知汽車的末速度為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從圖象取坐標(biāo)值(0,25m)和(20m/s,0)代入表達(dá)式中，得m－0＝25，m－400n＝0，可得m＝25，n＝eq\f(1,16)，選項(xiàng)C正確；對比方程可得汽車剎車時(shí)的加速度大小a＝8m/s2，對司機(jī)受力分析，由牛頓第二定律可得汽車對司機(jī)的作用力大小F＝m人eq\r(a2＋g2)，eq\f(m人\r(a2＋g2),m人g)＝eq\f(\r(41),5)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．(2018·南陽一中月考)(多選)如圖甲所示，粗糙斜面與水平面的夾角為30°，質(zhì)量為0.3kg的小物塊靜止在A點(diǎn)，現(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上，作用一段時(shí)間后撤去推力F，小物塊能達(dá)到的最高位置為C點(diǎn)，小物塊從A到C的v－t圖象如圖乙所示，g取10m/sA．小物塊到C點(diǎn)后將沿斜面下滑B．小物塊從A點(diǎn)沿斜面向上滑行的最大距離為1.8C．小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),3)D．推力F的大小為4N解析：選BCD當(dāng)撤去推力F后，物塊在滑動摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動，由v－t圖象可求得物塊在斜面上加速和減速兩個(gè)過程中的加速度大小分別為a1＝eq\f(10,3)m/s2，a2＝10m/s2，物塊在勻減速運(yùn)動階段，由牛頓第二定律知mgsin30°＋μmgcos30°＝ma2，解得μ＝eq\f(\r(3),3)，所以mgsin30°＝μmgcos30°，故小物塊到C點(diǎn)后將靜止，A錯(cuò)誤，C正確；物塊在勻加速運(yùn)動階段，有F－mgsin30°－μmgcos30°＝ma1，解得F＝4N，D正確；物塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動的位移大小與v－t圖線與t軸所圍成的面積相等，x＝eq\f(1,2)×1.2×3m＝1.8m，B正確．7．(2017·吉林吉大附中五模)從t＝0時(shí)刻開始，甲沿光滑水平面做直線運(yùn)動，速度隨時(shí)間變化的情況如圖甲所示；乙靜止于光滑水平地面上，從t＝0時(shí)刻開始受到如圖乙所示的水平拉力作用．則在0～4s的時(shí)間內(nèi)()A．甲物體所受合力不斷變化 B．甲物體的速度不斷減小C．2s末乙物體改變運(yùn)動方向 D．2s末乙物體速度達(dá)到最大解析：選D速度—時(shí)間圖象的斜率表示加速度，從圖甲中可知甲運(yùn)動的速度—時(shí)間圖象的斜率不變，即加速度恒定，所以合力恒定，A錯(cuò)誤；由圖甲可知甲的速度先減小后反向增大，B錯(cuò)誤；由圖乙知，乙所受的拉力先沿正方向后沿負(fù)方向，說明乙在0～2s內(nèi)做加速度減小的加速運(yùn)動，2～4s內(nèi)沿原方向做加速度增大的減速運(yùn)動，2s末運(yùn)動方向沒有改變，2s末乙物體速度達(dá)到最大，C錯(cuò)誤，D正確．8．(2018·蘭州模擬)(多選)靜止于粗糙水平面上的物體，最大靜摩擦力大于滑動摩擦力，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖甲所示，在拉力F從0逐漸增大的過程中，物體的加速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，A．物體與水平面間的摩擦力先增大，后減至某一值并保持不變B．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1C．物體的質(zhì)量為6D．4s末物體的速度大小為4解析：選ABDA．由乙知，0～2s內(nèi)物體靜止不動，物體所受的靜摩擦力與拉力平衡，則知摩擦力逐漸增大．t＝2s時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值，t＝2s后物體開始運(yùn)動，受到滑動摩擦力作用，滑動摩擦力小于最大靜摩擦力，并且保持不變，所以物體所受的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變．故A正確．BC．在2～4s內(nèi)，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma ①由圖知：當(dāng)F＝6N時(shí)，a＝1m/s2，代入6－10μm＝m ②當(dāng)F＝12N時(shí)，a＝3m/s2，代入12－10μm＝3m 由②③解得μ＝0.1，m＝3kg，故B正確，C錯(cuò)誤．D．根據(jù)a－t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度的變化量，可知4s內(nèi)物體速度的變化量為Δv＝eq\f(1＋3,2)×2＝4m/s，由于初速度為0，所以4s末物體的速度為4m/s，故D正確9．(2018·江西三市七校聯(lián)考)某同學(xué)用位移傳感器研究木塊在斜面上的滑動情況，裝置如圖(a)．已知斜面傾角θ＝37°.他使木塊以初速度v0沿斜面上滑，并同時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，繪得木塊從開始上滑至最高點(diǎn)，然后又下滑回到出發(fā)處過程中的x－t圖線如圖(b)所示．圖中曲線左側(cè)起始端的坐標(biāo)為(0,1.4)，曲線最低點(diǎn)的坐標(biāo)為(0.5,0.4)．重力加速度g取10m/s2.求：(1)木塊上滑時(shí)的初速度v0和上滑過程中的加速度a；(2)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(3)木塊滑回出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度vt．解析：(1)木塊勻減速上滑，由圖象得到：末速度v＝0，位移x＝1.4m－0.4m＝1.0根據(jù)位移時(shí)間公式，有：x＝v0t＋eq\f(1,2)at2；根據(jù)速度時(shí)間公式，有：v＝v0＋at，聯(lián)立解得：v0＝4m/s，a＝－8m/s(2)上滑過程．木塊受重力、支持力和滑動摩擦力、根據(jù)牛頓第二定律，有：mgsin37°