2013屆高考物理 專題沖刺集訓(xùn) 第2講《牛頓運(yùn)動定律與直線運(yùn)動》(含解析)

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1、 第二講 牛頓運(yùn)動定律與直線運(yùn)動 一、單項選擇題 1.一物體做勻加速直線運(yùn)動,通過一段位移Δx所用的時間為t1,緊接著通過下一段位移Δx所用的時間為t2,則物體運(yùn)動的加速度為(  ) A.  B. C. D. 解析:選A.物體做勻變速直線運(yùn)動,由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律: =v=知:v= ① v= ② 由勻變速直線運(yùn)動速度公式vt=v0+at知 v=v+a· ③ ①②③式聯(lián)立解得a=. 2. 如圖所示,甲、乙兩人在冰面上“拔河”.兩人中間位置處有一分界線,約定先使對方過分界線者為贏.若繩子質(zhì)量不計,冰面可看成光滑,則下列說法正確的是(  )

2、 A.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力 B.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力 C.若甲的質(zhì)量比乙大,則甲能贏得“拔河”比賽的勝利 D.若乙收繩的速度比甲快,則乙能贏得“拔河”比賽的勝利 解析:選C.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是作用力與反作用力,故選項A錯誤.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力作用在同一物體上,不是作用力與反作用力,故選項B錯誤.設(shè)繩子的張力為F,則甲、乙兩人受到繩子的拉力大小相等,均為F,若m甲>m乙,則由a=得,a甲

3、正確.收繩速度與“拔河”比賽勝負(fù)無關(guān),故選項D錯誤. 3.在一豎直磚墻前讓一個小石子自由下落,小石子下落的軌跡距離磚墻很近.現(xiàn)用照相機(jī)對下落的石子進(jìn)行拍攝.某次拍攝的照片如圖所示,AB為小石子在這次曝光中留下的模糊影跡.已知每層磚(包括磚縫)的平均厚度約為6 cm,A點(diǎn)距石子開始下落點(diǎn)的豎直距離約1.8 m,估算照相機(jī)這次拍攝的“曝光時間”最接近(  ) A.2.0×10-1 s B.2.0×10-2 s C.2.0×10-3 s D.2.0×10-4 s 解析:選B.石子落到A點(diǎn)速度v==6 m/s,A→B速度變化不大,可近似看做勻速運(yùn)動,故t==0.02 s.選

4、項B正確. 4.從地面以一定的速度豎直向上拋出一小球,小球從拋出點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時刻為t1,下落到拋出點(diǎn)的時刻為t2.若空氣阻力的大小恒定,則在下圖中能正確表示被拋出物體的速率v隨時間t的變化關(guān)系的圖線是(  ) 解析:選C.小球在上升過程中做勻減速直線運(yùn)動,其加速度為a1=,下降過程中做勻加速直線運(yùn)動,其加速度為a2=,即a1>a2,且所分析的是速率與時間的關(guān)系,所以選項C正確. 5.如圖所示,一根輕繩跨過光滑定滑輪,兩端分別系一個質(zhì)量為m1、m2的物塊.m1放在地面上,m2離地面有一定高度.當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生改變時,m1的加速度a的大小也將隨之改變.以下的四個圖象,最能準(zhǔn)確反映a與

5、m2間的關(guān)系的是(  ) 解析:選D.當(dāng)m2≤m1時,系統(tǒng)靜止,a=0,當(dāng)m2>m1時,對整體有m2g-m1g=(m1+m2)a即a=g-g,可見m2→∞時 ,a→g,故D正確. 6.一物體自t=0時開始做直線運(yùn)動,其速度圖線如圖所示.下列選項錯誤的是(  ) A.在0~5 s內(nèi),物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)為35 m B.在0~6 s內(nèi),物體經(jīng)過的路程為40 m C.在0~4 s內(nèi),物體的平均速率為7.5 m/s D.在5~6 s內(nèi),物體所受的合外力做負(fù)功 解析:選D.根據(jù)v t圖象的“面積”表示位移和v t圖象的意義知,物體在第5 s時離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為xm=×(5

6、+2)×10 m=35 m;0~6 s內(nèi)的路程為x=xm+×1×10 m=40 m;0~4 s內(nèi)的位移s=×(4+2)×10 m=30 m,故平均速率為== m/s=7.5 m/s;在5~6 s內(nèi),物體的速度增加,根據(jù)動能定理,合外力做正功.綜上所述A、B、C正確,D錯誤. 7.a(chǎn)、b兩車在兩條平行的直車道上同方向行駛,它們的vt圖象如圖所示.在t=0時刻,兩車間距離為d;t=5 s時刻它們第一次相遇.關(guān)于兩車之間的關(guān)系,下列說法正確的是(  ) A.t=15 s的時刻兩車第二次相遇 B.t=20 s的時刻兩車第二次相遇 C.在5~15 s時間內(nèi),先是a車在前,而后是b車在前

7、D.在10~15 s時間內(nèi),兩車間距離逐漸變大 解析:選A.由vt圖象可知:0時刻b車在前a車在后,因為t=5 s時a、b第一次相遇,且5 s至10 s內(nèi)a車速度大于b車速度,故10 s時a車在前b車在后,兩車間距最大.又因vt圖象與時間軸圍成的“面積”表示物體在一段時間內(nèi)發(fā)生的位移,10 s后b車速度大于a車速度,可知15 s時兩車第二次相遇. 8. DIS是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)組成的信息采集處理系統(tǒng),某課外實驗小組利用DIS系統(tǒng)研究電梯的運(yùn)動規(guī)律,他們在電梯內(nèi)做實驗,在電梯天花板上固定一個力傳感器,傳感器的測量掛鉤向下,在掛鉤上懸掛一個質(zhì)量為1.0 kg的鉤碼,在電梯

8、由靜止開始上升的過程中,計算機(jī)屏上顯示如圖所示的圖象,則(g取10 m/s2)(  ) A.t1到t2時間內(nèi),電梯勻速上升 B.t2到t3時間內(nèi),電梯處于靜止?fàn)顟B(tài) C.t3到t4時間內(nèi),電梯處于超重狀態(tài) D.t1到t2時間內(nèi),電梯的加速度大小為5 m/s2 解析:選D.0~t1時間內(nèi),F(xiàn)1=mg,電梯靜止,t1~t2時間內(nèi),F(xiàn)2>mg,電梯加速上升,加速度a== 5 m/s2,A錯誤,D正確;t2~t3時間內(nèi),F(xiàn)3=mg,電梯勻速上升,B錯誤;t3~t4時間內(nèi),F(xiàn)4<mg,電梯減速上升,處于失重狀態(tài),C錯誤. 9. 細(xì)繩拴一個質(zhì)量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小

9、球與彈簧不粘連.平衡時細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示.以下說法正確的是(已知cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)(  ) A.小球靜止時彈簧的彈力大小為mg B.小球靜止時細(xì)繩的拉力大小為mg C.細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為g D.細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為g 解析:選D.細(xì)繩燒斷前對小球進(jìn)行受力分析,小球受到三個力的作用:重力mg,豎直向下;彈簧的彈力F,水平向右;細(xì)繩的拉力FT,沿細(xì)繩斜向上. 由平衡條件得:FTcos 53°=mg,F(xiàn)Tsin 53°=F. 解得FT=mg,F(xiàn)=mg 細(xì)繩燒斷瞬間,細(xì)繩的拉力突然為零,而彈簧的彈力不變,此時小球所

10、受的合力與FT等大反向,所以小球的加速度立即為a= g.故選D. 10. 如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等.現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(  ) 、解析:選A.剛開始木塊與木板一起在F作用下加速,且F=kt,a==,當(dāng)相對滑動后,木板只受滑動摩擦力,a1不變,木塊受F及滑動摩擦力,a2==-μg,故a2=-μg,at圖象中斜率變大,故選項A正確,選項B、C、D錯誤. 二、非選

11、擇題 11.一輛值勤的警車停在直公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v=10 m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時,決定前去追趕,經(jīng)t0=2 s警車發(fā)動起來,以加速度a=2 m/s2做勻加速運(yùn)動,試問: (1)在警車追上貨車之前,兩車間的最大距離是多少? (2)若警車能達(dá)到的最大速度是vm=12 m/s,達(dá)到最大速度后勻速運(yùn)動.則警車發(fā)動起來后至少要多長時間才能追上違章的貨車? 解析:(1)在警車追上貨車之前,兩車速度相等時,兩車間的距離最大,設(shè)警車發(fā)動起來經(jīng)時間t′兩車速度相等.兩車間的距離最大為s. 則t′==5 s,s=v(t0+t′)-at′2=45 m. (2)若警車的最大速度

12、是vm=12 m/s,則警車發(fā)動起來后加速時間為t1,加速位移為s1 t1==6 s,s1=at21=36 m<v(t0+t1)=80 m 所以警車還沒追上貨車,這以后勻速運(yùn)動追趕,設(shè)再經(jīng)時間t2追上: 則s1+vmt2=v(t0+t1+t2),解得t2=22 s 所以警車發(fā)動起來后追上貨車經(jīng)歷的時間為 t=t1+t2=28 s. 答案:(1)45 m (2)28 s 12.某公共汽車的運(yùn)行非常有規(guī)律,先由靜止開始勻加速啟動,當(dāng)速度達(dá)到v1=10 m/s時再做勻速運(yùn)動,進(jìn)站前開始勻減速制動,在到達(dá)車站時剛好停?。财囋诿總€車站停車時間均為Δt=25 s.然后以同樣的方式運(yùn)行至

13、下一站.已知公共汽車在加速啟動和減速制動時加速度大小都為a=1 m/s2,而所有相鄰車站間的行程都為s=600 m,有一次當(dāng)公共汽車剛剛抵達(dá)一個車站時,一輛電動車剛經(jīng)過該車站一段時間t0=60 s,已知該電動車速度大小恒定為v2=6 m/s,而且行進(jìn)路線、方向與公共汽車完全相同,不考慮其他交通狀況的影響,試求: (1)公共汽車從車站出發(fā)至到達(dá)下一站所需的時間t是多少? (2)若從下一站開始計算,公共汽車在剛到達(dá)第n站時,電動車也恰好同時到達(dá)此車站,n為多少? 解析:(1)公共汽車啟動時加速所用的時間為t1 t1=v1/a,得t1=10 s 啟動加速時行駛的路程為s1 s1=at21,得s1=50 m 上面所求時間和路程同時也是制動減速所用的時間和路程,所以汽車每次勻速行駛所經(jīng)過的路程為s2 s2=s-2s1,得s2=500 m 勻速行駛所花時間為t2 t2=s2/v1,得t2=50 s 所以公共汽車在每兩站之間運(yùn)動所經(jīng)歷的時間為 t=2t1+t2=70 s. (2)電動車到達(dá)第n站所用的總時間為T T=n(t+Δt)+t0 所以有v2T=ns 代入數(shù)據(jù)可求得n=12. 答案:(1)70 s (2)12

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