2018高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 2 輕松處理單體的多過程問題練習(xí) 新人教版必修1.doc

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輕松處理單體的多過程問題 （答題時(shí)間：25分鐘） 1. 如圖所示，是某同學(xué)站在力傳感器上，做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)記錄的力隨時(shí)間變化的圖線，縱坐標(biāo)為力（單位為牛頓），橫坐標(biāo)為時(shí)間（單位為秒），由圖可知，該同學(xué)的體重約為650 N，除此以外，還可以得到的信息有（　　） A. 該同學(xué)做了兩次下蹲－起立的動(dòng)作 B. 該同學(xué)做了一次下蹲－起立的動(dòng)作，且下蹲后約2 s起立 C. 下蹲過程中人處于失重狀態(tài) D. 下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) 2. 如圖所示，物塊的質(zhì)量m＝1kg，初速度v0＝10m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻后恒力F突然反向，整個(gè)過程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g＝10 m/s2，下列說法中正確的是（　?。? A. 0～5 s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng) B. 在t＝1 s時(shí)刻，恒力F反向 C. 恒力F大小為10 N D. 物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 3. 如圖所示，一連同裝備總重力為G的滑雪愛好者從滑雪坡道上由靜止開始沿坡道ABC向下滑行，滑到B點(diǎn)時(shí)滑雪者通過改變滑雪板角度的方式來增大摩擦力的大小，使其到底端C點(diǎn)時(shí)速度剛好減為零，已知AB>BC，設(shè)兩段運(yùn)動(dòng)過程摩擦力均為定值，下列分別為滑雪者位移、速度、加速度、摩擦力隨時(shí)間變化的圖象，其中正確的是（　?。? 4. 如圖所示，傾角為37，長為l＝16 m的傳送帶，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v＝10 m/s，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，在傳送帶頂端A處無初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為m＝0.5 kg的物體，已知sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g＝10 m/s2。求： （1）傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體從頂端A滑到底端B的時(shí)間； （2）傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體從頂端A滑到底端B的時(shí)間。 5. 如圖所示，光滑水平面上靜止放著長L＝4 m，質(zhì)量為M＝3 kg的木板（厚度不計(jì)），一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，今對(duì)木板施加一水平向右的拉力F，（g取10 m/s2） （1）為使兩者保持相對(duì)靜止，F(xiàn)不能超過多少？ （2）如果F＝10 N，求小物體離開木板時(shí)的速度。 6. 中央電視臺(tái)推出了一個(gè)游戲節(jié)目——推礦泉水瓶，選手們從起點(diǎn)開始用力推瓶一段時(shí)間后，放手讓瓶向前滑動(dòng)，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若瓶最后不能停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下，均視為失敗，其簡化模型如圖所示，AC是長度為L1＝5 m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域，已知BC長度為L2＝1 m，瓶子質(zhì)量為m＝0.5 kg，瓶子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，某選手作用在瓶子上的水平推力F＝20 N，瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)（g取10 m/s2），假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，那么該選手要想獲得游戲成功，試問： （1）推力作用在瓶子上的時(shí)間最長不得超過多少？ （2）推力作用在瓶子上的距離最小為多少？ 7.（昆明模擬）我國第一艘航空母艦“遼寧號(hào)”已經(jīng)投入使用，為使戰(zhàn)斗機(jī)更容易起飛，“遼寧號(hào)”使用了滑躍技術(shù)，如圖甲所示，其甲板可簡化為乙圖模型：AB部分水平，BC部分傾斜，傾角為θ，戰(zhàn)斗機(jī)從A點(diǎn)開始滑跑，C點(diǎn)離艦，此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和飛機(jī)所受甲板和空氣阻力的合力大小恒為F，ABC甲板總長度為L，戰(zhàn)斗機(jī)質(zhì)量為m，離艦時(shí)的速度為vm，重力加速度為g，求AB部分的長度。 1. B 解析：在3～4 s下蹲過程中，先向下加速再向下減速，故人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；在6～7 s起立過程中，先向上加速再向上減速，故人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確。 2. BD 解析：由圖象得物塊在前5 m位移內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在5～13 m位移內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，且由圖象斜率得勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a1＝＝m/s2＝10 m/s2，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2＝＝ m/s2＝4 m/s2，勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝＝1 s，又由牛頓第二定律得，F(xiàn)＋μmg＝ma1和F－μmg＝ma2，聯(lián)立解得F＝7 N，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，選項(xiàng)B、D正確。 3. B 解析：滑雪者在AB段加速，在BC段減速，在B點(diǎn)速度最大，在st圖象中，圖線的斜率表示物體的速度，滑雪者在B位置的速度最大而不是零，A錯(cuò)誤；由于滑雪者在AB段和BC段所受摩擦力恒定，且重力沿斜面向下的分力大小不變，故滑雪者在AB段和BC段所受合力大小均不變，即加速度大小均不變，滑雪者先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤；AB段，滑雪者加速下滑，則Gsin θ>f，又sin θ<1，則AB段下滑過程中f比G要小得多，而不是D項(xiàng)表示的f比G略小，D錯(cuò)誤。 4. 解：（1）傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，則物體所受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上，相對(duì)傳送帶向下勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有 mg（sin 37－μcos 37）＝ma 則a＝gsin 37－μgcos 37＝2 m/s2， 根據(jù)l＝at2得t＝4 s； （2）傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物體下滑速度小于傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，則物體所受滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向下，設(shè)物體的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得，mgsin 37＋μmgcos 37＝ma1 則有a1＝＝10 m/s2 設(shè)當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度等于傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間為t1，位移為x1，則有 t1＝＝s＝1s，x1＝a1t12＝5 mμmgcos 37，則下一時(shí)刻物體相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，受到傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力——摩擦力發(fā)生突變，設(shè)當(dāng)物體下滑速度大于傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)物體的加速度為a2，則a2＝＝2 m/s2 x2＝l－x1＝11 m 又因?yàn)閤2＝vt2＋a2t22，則有10t2＋t22＝11， 解得：t2＝1 s（t2＝－11 s舍去） 所以t總＝t1＋t2＝2 s。 5. 解：（1）要保持兩者相對(duì)靜止，兩者之間的摩擦力不能超過最大靜摩擦力，故小物塊最大加速度a＝μg＝1 m/s2 由牛頓第二定律對(duì)整體有Fm＝（m＋M）a＝4 N （2）當(dāng)F＝10 N>4 N時(shí)，兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 對(duì)小物體：a1＝μg＝1 m/s2 對(duì)木板：F合＝F－μmg＝Ma2 代入數(shù)據(jù)解得a2＝3 m/s2 由位移關(guān)系有：L＝a2t2－a1t2 代入數(shù)據(jù)解得t＝2 s 則小物塊的速度v1＝a1t＝2 m/s。 6. 解：（1）要想獲得游戲成功，瓶滑到C點(diǎn)速度正好為零時(shí)，推力作用時(shí)間最長，設(shè)最長作用時(shí)間為t1，有推力作用時(shí)瓶做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，t1時(shí)刻瓶的速度為v，推力停止作用后瓶做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1，μmg＝ma2， 加速運(yùn)動(dòng)過程中的位移x1＝， 減速運(yùn)動(dòng)過程中的位移x2＝， 位移關(guān)系滿足：x1＋x2＝L1，又：v＝a1t1， 由以上各式解得：t1＝s； （2）要想獲得游戲成功，瓶滑到B點(diǎn)速度正好為零時(shí)，推力作用距離最小，設(shè)最小距離為d，則：＝L1－L2 v′2＝2a1d，聯(lián)立解得：d＝0.4 m。 7. 解：在AB段，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得 F＝ma1 設(shè)B點(diǎn)速度大小為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得： v2＝2a1x1 在BC段，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得： F－mgsin θ＝ma2 從B到C，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得： v－v2＝2a2x2 據(jù)題意：L＝x1＋x2 聯(lián)立以上各式解得：x1＝L－