精品-2019高考物理三轮冲刺大题提分大题精做5牛顿运动定律的综合应用问题
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(备战2019)高考物理重点题分类解析专项05牛顿运动定律一、2018高考题1.〔2018·新课标理综〕伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。
早期物理学家关于惯性有以下说法,其中正确的选项是A、.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B、.没有力作用,物体只能处于静止状态C、.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D、.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动2.〔2018·安徽理综〕如下图,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,假设在物块上再施加一竖直向下的恒力F,那么A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑3.〔2018·海南物理〕根据牛顿第二定律,以下表达正确的选项是A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受作用力中任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比二、2018模拟题1、(2018年3月陕西渭南市质检)2017年11月24日早,一辆载有30吨“工”字型钢材的载重汽车在西安市由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室。
关于这起事故原因的物理分析正确的选项是A、由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,继续向前运动,压扁驾驶室B、由于汽车紧急制动,使其惯性减小,而钢材惯性较大,所以继续向前运动C、由于车厢上的钢材所受阻力太小,不足以克服其惯性,所以继续向前运动2.〔2018年4月上海普陀区调研〕如下图,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。
假设不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,以下对于哪个车厢里有人的判断正确的选项是A、绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B、先开始运动的车厢里有人C、后到达两车中点的车厢里有人D、不去称量质量无法确定哪个车厢有人2.答案:C解析:绳子对两车厢拉力大小相同,两车厢同时开始运动,选项AB错误;由s=1at2,后到达两车中点的车厢加速度小,质量大,车2厢里有人,选项C正确D错误。
备战2019高考物理-三轮复习-提分冲刺综合训练一(含答案)一、单选题1. ( 2分) 如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m.两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2.则下列说法中正确的是()A. 下滑的整个过程中A球机械能守恒B. 下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒C. 两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/sD. 系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J2. ( 2分) 如图是表示在同一电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是()A. 这个电场是匀强电场B. a、b、c、d四点的场强大小关系是E d>E a>E b>E cC. a、b、c、d四点的场强大小关系是E a>E c>E b>E dD. a、b、d三点的场强方向不相同3. ( 2分) 在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。
过c点的导线所受安培力的方向()A. 与ab边平行,竖直向上B. 与ab边平行,竖直向下C. 与ab边垂直,指向左边D. 与ab边垂直,指向右边4. ( 2分) 在如下图电路中,E、r为电源电动势和内阻,R1 和R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。
现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()A. I1增大,I2不变,U增大B. I1减小,I2增大,U减小C. I1增大,I2减小,U增大D. I1减小,I2不变,U减小5. ( 2分) 如图所示,有一磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场,一束电子流以初速度v0从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的方向大小和方向是()A. ,竖直向上B. ,水平向左C. Bv0,垂直纸面向外D. Bv0,垂直纸面向里6. ( 2分) 如图所示为马车模型,马车质量为m,马的拉力F与水平方向成θ角,在拉力F 的拉力作用下匀速前进了时间t,则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分别为()A. Ft,0,FtsinθB. Ftcosθ,0,FtsinθC. Ft,mgt,FtcosθD. Ftcosθ,mgt,Ftcosθ二、多选题7. ( 3分) 小球以v0竖直上抛,不计空气阻力,上升的最大高度为H,从抛出点到距最高点为H时所需的时间是()A. B. C. D.8. ( 3分) 为了测出楼房的高度,让一块石头从房顶自由落下,测出下列哪些物理量能算出楼房的高度()A. 石块下落到地面的总时间B. 石块落地时的速度C. 石块落地前最后一秒的位移D. 石块自由下落最初一秒的位移9. ( 3分) 汽车发动机的额定功率为40KW,质量为2000kg,汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,取g=10m/s2,若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶,则()A. 汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB. 汽车匀加速的运动时间为10sC. 当汽车速度达到16m/s时,汽车的加速度为0.5m/s2D. 汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s10. ( 3分) 如图所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔弛的马背上沿跑道AB 运动,拉弓放箭射向他左侧的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭速度为v2,跑道离固定目标的最近距离OA=d.若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则()A.运动员放箭处离目标的距离为B. 运动员放箭处离目标的距离为B.C. 箭射到靶的最短时间为 D. 箭射到靶的最短时间为11. ( 3分) 某科技兴趣小组用实验装置来模拟火箭发射卫星.火箭点燃后从地面竖直升空,t1时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落,t2时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落,此后不再有燃料燃烧.实验中测得火箭竖直方向的速度﹣时间图象如图所示,设运动中不计空气阻力,燃料燃烧时产生的推力大小恒定.下列判断正确的是()A. t2时刻火箭到达最高点,t3时刻火箭落回地面B. 火箭在0~t1时间内的加速度大于t1~t2时间内的加速度C. t1~t2时间内火箭处于超重状态,t2~t3时间内火箭处于失重状态D. 火箭在t2~t3时间内的加速度大小等于重力加速度12. ( 3分) 关于摩擦力正确的说法是()A. 有弹力一定有摩擦力B. 摩擦力的方向可能与物体运动方向相同C. 摩擦力的方向可能与物体运动方向相反D. 压力越大,摩擦力越大13. ( 3分) 质量一定的物体()A. 速度发生变化时,其动能一定变化B. 速度发生变化时,其动能不一定变化C. 动能不变时,其速度一定不变D. 动能不变时,其速度不一定不变三、计算题14. ( 5分) 一个平行板电容器,使它每板电荷量从Q1=3.0×10-5 C增加到Q2=3.6×10-5 C时,两板间的电势差从U1=10 V增加到U2=12 V。
大题精做一直线运动问题1.【2019山东省模拟】随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。
分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。
一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。
发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。
⑴若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?⑵若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s 后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?【解析】(1)货车刹车时的初速是v0=15m/s,末速是0,加速度分别是2.5m/s2和5m/s2,根据位移推论式v t2−v02=2as得:S=220 2tv va代入数据解得:超载时的位移S1=45m不超载是的位移S2=22.5m(2)、根据位移推论式v t2−v02=2as可求出货车与轿车相撞时的速度为=225-2×2.5×25=10m/s相撞时两车的内力远远大于外力,动量守恒,根据 Mv=(M+m)V共得:V共=9.8m/s以轿车为研究对象,根据动量定理有ft=mV共解得:f=9.8×104N1.【2019安徽省模拟】强行超车是道路交通安全的极大隐患之一。
下图是汽车超车过程的示意图,汽车甲和货车均以36km/h的速度在路面上匀速行驶,其中甲车车身长L1=Sm、货车长L2 =8m,货车在甲车前s= 3m。
若甲车司机开始加速从货车左侧超车,加速度大小为2m/s2。
假定货车速度保持不变,不计车辆变道的时间及车辆的宽度。
求:(1)甲车完成超车至少需要多长时间;(2)若甲车开始超车时,看到道路正前方的乙车迎面驶来,此时二者相距110m,乙车速度为54km/h。
甲车超车的整个过程中,乙车速度始终保持不变,请通过计算分析,甲车能否安全超车。
【解析】(1)甲经过t刚好完成超车,在t内甲车位移v1t+12at2货车的位移v2t根据几何关系x2+L1+L2+s带入数值得甲车最短的超车时间为4s(2)假设甲车能安全超车,在最短4s内甲车位移m乙车位移v3t=60m由于x3=116m>110m,故不能安全超车。
备战2019高考物理-三轮复习-牛顿运动定律与电磁学综合(含答案)一、单选题1. ( 2分) 用同样的材料、不同粗细导线绕成两个质量面积均相同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落,如图所示.线圈平面与磁感线垂直,空气阻力不计,则()A. 两线圈同时落地,线圈发热量相同B. 细线圈先落到地,细线圈发热量大C. 粗线圈先落到地,粗线圈发热量大D. 两线圈同时落地,细线圈发热量大2. ( 2分) 某个质量为m、带电量为﹣q(q>0)的小球仅在重力作用下从静止开始沿竖直向下方向做匀加速直线运动,一段时间后在小球运动的空间中施加竖直方向的匀强电场,小球又经过相等的时间恰好回到出发点,则()A. 电场强度方向竖直向下,大小为B. 电场强度方向竖直向下,大小为C. 电场强度方向竖直向上,大小为D. 电场强度方向竖直向上,大小为3. ( 2分) 如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动.AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径.已知重力加速度为g,电场强度E= .下列说法正确的是()A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到D点时的机械能最小C. 若将小球在A点由静止开始释放,它将在ACBD圆弧上往复运动D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,它将能够到达B点4. ( 2分) 质量为m的物块,带电荷量为+Q,开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在水平方向、大小为E= 的匀强电场中,如图所示,斜面高为H,释放物块后,物块落地时的速度大小为()A. 2B.C. 2D. 25. ( 2分) 如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其它部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用Ff表示,则关于图乙中F1与Ff随时间t变化的关系图象可能的是()A. B. C.D.6. ( 2分) 如图所示,足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同,处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中,电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B.一个质量为m,电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑,下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x、运动时间t之间的关系图象中正确的是()A. B. C. D.7. ( 2分) 如图所示,质量为m、带电荷量为+q的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为(已知qE<mg)()A. 继续匀速下滑B. 将加速下滑C. 将减速下滑D. 上述三种情况都有可能发生8. ( 2分) 如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直.一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下到最右端,则下列说法中正确的是( )A. 滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B. 滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小C. 滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D. 滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等9. ( 2分) 如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块,a、b叠放与粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F拉b物块,使a、b一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段()A. a、b一起运动的加速度不变B. a、b一起运动的加速度增大C. a、b物块间的摩擦力减少D. a、b物块间的摩擦力增大二、多选题10. ( 3分) 如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的.两个相同的带正电小球同球从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,则()A. 两小球到达轨道最低点的速度vM=vNB. 两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM>FNC. 小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端11. ( 3分) 两块水平放置的平行金属板,带等量异种电荷,一个带电油滴恰悬浮在平行板间.如果使油滴产生大小等于的加速度,两板电荷量应是原来的()A. 2倍B.C. 倍D.12. ( 3分) 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0﹣x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2﹣x3段是直线,则下列说法正确的是()A. x1处电场强度为零B. 粒子在0﹣x2段做匀变速运动,x2﹣x3段做匀速直线运动C. 在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2=φ0>φ1D. x2﹣x3段的电场强度大小方向均不变13. ( 3分) 如图所示,在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器,板间距离为d,电容为C,上板B接地.现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴,以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P 点.如果能落到A板的油滴仅有N滴,且第N+1滴油滴刚好能飞离电场,假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收,不考虑油滴间的相互作用,重力加速度为g,则()A. 落到A板的油滴数B. 落到A板的油滴数C. 第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于D. 第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于14. ( 3分) 质量为m、带电量为+q的小金属块A以初速度v0从光滑水平高台上飞出.已知在高台边缘的右面空间中存在水平向左的匀强电场,场强大小.则()A. 金属块在做平抛运动B. 经过足够长的时间金属块一定会与高台边缘相碰C. 金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为D. 金属块运动过程的最小速度为15. ( 3分) 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,将压敏电阻及各电路元件和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个光滑的绝缘重球.已知0到t1时间内小车静止,重球对压敏电阻和挡板均无压力.此后小车沿水平面向右做直线运动,整个过程中,电流表示数随时间的变化图.线如图乙所示,则下列判断正确的是()A. 从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动B. 从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动C. 从t3到t4时间内,小车做匀加速直线运动D. 从t4到t5时间内,小车可能做匀减速直线运动16. ( 3分) 如图所示,甲带负电,乙是不带电的绝缘物块,甲乙叠放在一起,置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现加一水平向左的匀强电场,发现甲、乙无相对滑动一起向右加速运动.在加速运动阶段()A. 甲、乙两物块间的摩擦力不变B. 甲、乙两物块做加速度减小的加速运动C. 乙物块与地面之间的摩擦力不断变大D. 甲、乙两物体可能做匀加速直线运动三、综合题17. ( 10分) 如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C 点时速度为多大?(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小.18. ( 15分) 质量为0.1kg的小物块,带有0.5C的电荷量,放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,物块开始离开斜面(设斜面足够长,g=10m/s2)问:(1)物块带电性质?(2)物块离开斜面时的速度为多少?(3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少?19. ( 15分) 如图所示,两平行光滑金属导轨由两部分组成,左面部分水平,右面部分为半径r=0.5m的竖直半圆,两导轨间距离d=0.3m,导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中,两导轨电阻不计.有两根长度均为d的金属棒ab、cd,均垂直导轨置于水平导轨上,金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg,电阻分别为R1=0.1Ω,R2=0.2Ω.现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动,cd棒进入圆轨道后,恰好能通过轨道最高点PP′,cd棒进入圆轨道前两棒未相碰,重力加速度g=10m/s2 ,求:(1)ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0;(2)cd棒进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1;(3)cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W.20. ( 10分) 如图,虚线PQ、MN间存在水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10﹣11 kg、电荷量为q=+1.0×10﹣5 C,从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后,经过b点垂直于匀强电场进入匀强电场中,从虚线MN的某点c (图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成60°角.已知PQ、MN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计.求:(1)水平匀强电场的场强E的大小;(2)bc两点间的电势差Ubc .答案部分一、单选题1.【答案】A【解析】【解答】由v= 得知,两个线圈进入磁场时的速度相等.根据牛顿第二定律得:mg﹣F=ma,得a=g﹣又安培力F=得a=g﹣将R= ,m=ρ密•4LS代入上式得a=g﹣可见,上式各量都相同,则两个线圈下落过程中加速度始终相同,运动情况相同,故运动时间相同,同时落地.根据能量守恒定律得:Q=mgH﹣,下落的总高度H和落地速度v都相同,则发热量也相同.故A正确.故选A【分析】根据牛顿第二定律、安培力公式F= 、电阻定律、密度公式结合,推导出线框的加速度的表达式,分析加速度与导线截面积的关系,判断加速度的大小,分析线框的运动情况,就能确定下落时间的关系.根据能量守恒定律分析线圈发热量的关系.2.【答案】A【解析】【解答】解:电场力大小为F=qE,设匀加速直线运动的时间为t.向下的过程中:h= ①对于匀变速直线运动,有a= ②据题有:③解得F=4mg所以:E= .故A正确,BCD错误.故选:A【分析】物体先向上匀加速直线运动,撤去拉力后的运动可以看成一种有往复的匀减速直线运动,两个过程的位移大小相等、方向相反,由牛顿第二定律和位移公式结合求解.【解析】【解答】解:A、由于电场强度E= ,故mg=Eq,物体的加速度大小为a= g,故若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为v,则有:mg=m ,解得,v= ,故A错误;B、除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值,若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时,电场力做功最多,故到B点时的机械能最大,故B错误;C、小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下,故若将小球在A点由静止开始释放,它将沿合力方向做匀加速直线运动,故C错误;D、若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,小球将不会沿圆周运动,因此小球在竖直方向做竖直上拋,水平方向做匀加速,因Eq=mg,故水平加速度与速度加速大小均为g,当竖直方向上的位移为零时,时间t= ,则水平位移x= gt2=2L,则说明小球刚好运动到B点,故D正确.故选:D.【分析】掌握重力做功与重力势能变化的关系,掌握合外力做功与动能变化的关系,除重力和弹力外其它力做功与机械能变化的关系,注意将重力场和电场的总和等效成另一个“合场”,将重力场中的竖直面内的圆周运动与本题的圆周运动进行类比4.【答案】C【解析】【解答】解:对物块进行受力分析,物块受重力和水平向左的电场力.电场力F=QE= mg重力和水平向左的电场力合力与水平方向夹角β=30°运用动能定理研究从开始到落地过程,mgH+F• H= mv2﹣0可得v=2故选:C.【分析】对物块进行受力分析,找出力的关系,判断合外力的方向,判断物体的运动,运用动能定理或牛顿第二定律和运动学公式解决问题.【解析】【解答】解:根据安培力大小表达式Ff= ,可知安培力与速率成正比.图中安培力随时间均匀增大,则速度随时间均匀增大,说明导体棒应做匀加速运动,加速度a一定,根据牛顿第二定律得:F1﹣Ff=ma,得F1= +ma,可见外力F1与速度是线性关系,速度随时间均匀增大,则外力F1也随时间均匀增大,故B正确.故选B【分析】根据安培力大小表达式Ff= ,可知安培力与速率成正比,安培力均匀增大,速度均匀增大,可分析出导体棒应做匀加速运动,根据牛顿第二定律推导出外力F1与速度的关系式,再选择图象.6.【答案】A【解析】【解答】解:小球向下运动的过程中,在水平方向上受向右的电场力qE和水平向左的洛伦兹力qvB和管壁的弹力N的作用,水平方向上合力始终为零,则有:N=qE﹣qvB…①在竖直方向上受重力mg和摩擦力f作用,其中摩擦力为:f=μN=μ(qE﹣qvB)…②在运动过程中加速度为:a= =g﹣…③A、由①式可知,N﹣v图象是一条直线,且N所v的增大而减小,选项A正确.B、由①②③可知,小球向下运动的过程中,速度的变化不是均匀的,所以加速度的变化也不是均匀的,选项B错误.C、由②可知,在速度增大的过程中,摩擦力是先减小后增大的(在达到最大速度之前),结合③式可知加速度先增大后减小,C图体现的是加速度先减小后增大,所以选项C错误.D、在速度增到到最大之前,速度是一直增大,而图D体现的是速度先减小后增大,所以选项D错误.故选:A【分析】先分析小球的受力情况,来判断其运动情况:小球受重力、摩擦力(可能有)、弹力(可能有)、向左的洛伦兹力、向右的电场力,当洛伦兹力等于电场力时,合力等于重力,加速度最大;当洛伦兹力大于电场力,且滑动摩擦力与重力平衡时,速度最大;结合相关的式子进行分析推导即可得知正确选项.7.【答案】A【解析】【分析】当没有运动到电场区域时,物体做匀速滑动,即物体在沿斜面方向上受力平衡,所以,故。
高中物理牛顿运动定律的应用综合题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、综合题(共20题)1、(10分)物体以12m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡,已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25,g取10m/s2,求:sin37°=0.6,cos37°=0.8(1)物体沿斜面上滑的最大位移;(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小;(3)物体在斜面上运动的时间。
2、(10分)某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,突然受到强大的垂直气流的作用,使飞机在10 s内下降高度为1800 m,造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究在竖直方向上的运动,且假设这一运动是匀变速直线运动.(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度多大?(2)试估算质量为65 kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅.3、(10分)在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为F/3,该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示.求:(1)物体受到的拉力F的大小.(2)物体与地面之间的动摩擦因素.(g取10m/s2)4、(8分)楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10N,刷子的质量为,刷子可视为质点,刷子与板间的动摩擦因数为0.5,天花板长为,取,试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间5、(8分)如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块重G=6N,木块与墙壁的动摩擦因数=0.25。
则:(1)当F=25N时,木块静止不动,木块受到的摩擦力是多大?(2)当F=35N时,木块静止仍不动,木块受到的摩擦力是多大?(3)当F=10N时,木块沿竖直墙壁滑动,木块受到的摩擦力是多大?6、(10分)如图 10 所示,质量m= 2kg 的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ = 0.75。
大题精做二物体的静态与动态平衡问题1.【2019浙江省模拟】如图所示,在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧,弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高。
质量m=0.5kg的篮球静止在弹簧正上方,其底端距A点高度h1=1.10m。
篮球静止释放,测得第一次撞击弹簧时,弹簧的最大形变量x1=0.15m,第一次反弹至最高点,篮球底端距A点的高度h2=0.873m,篮球多次反弹后静止在弹簧的上端,此时弹簧的形变量x2=0.01m,弹性势能为E p=0.025J。
若篮球运动时受到的空气阻力大小恒定,忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变,弹簧形变在弹性限度范围内。
求:(1)弹簧的劲度系数;(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力;(3)篮球在整个运动过程中通过的路程;(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。
【解析】(1)球静止在弹簧上,根据共点力平衡条件可得;(2)球从开始运动到第一次上升到最高点,动能定理,解得;(3)球在整个运动过程中总路程s:,解得;(4)球在首次下落过程中,合力为零处速度最大,速度最大时弹簧形变量为;则;在A点下方,离A点1.【2018年全国模拟】一热气球体积为V,内部充有温度为的热空气,气球外冷空气的温度为已知空气在1个大气压、温度为时的密度为,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g.(1)求该热气球所受浮力的大小;(2)求该热气球内空气所受的重力;(3)设充气前热气球的质量为,求充气后它还能托起的最大质量.【解析】(i)设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0,密度为①温度为T时的体积为V T,密度为:②由盖-吕萨克定律可得:③联立①②③解得:④气球所受的浮力为:⑤联立④⑤解得:⑥(ⅱ)气球内热空气所受的重力:⑦联立④⑦解得:⑧(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件可知:mg=f–G–m0g⑨联立⑥⑧⑨可得:2.【2018年浙江省模拟】如图所示,在竖直方向上,A、B两物体通过劲度系数为k=16 N/m的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在倾角α= °的固定光滑斜面上。
2019年高考物理三轮冲刺提分练习卷功与能量1. 假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )A.4倍 B.2倍 C.3倍 D.2倍【答案】D2. 起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图像如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是(不计空气阻力)( )【答案】B3. 质量为2 kg的物体放在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.1,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g取10 m/s2.下列说法中正确的是( )A.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 WB.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 WC.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 WD.物体在OA段运动过程中拉力的平均功率大于AB段运动过程中拉力的平均功率【答案】CD4. 如图甲所示,静止在水平地面上的物块M,在t=0时刻起受到拉力F的作用,Ft关系如图乙所示.设物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力f.关于M的受力和运动情况,下列说法正确的是( )A.t2时刻M的加速度和速度都最大B.0~t1时间内M所受的合外力在增大,速度为零C .t 3时刻M 所受的合外力功率为零,动能最大D .t 1~t 3时间内,M 的位移一直在增大,机械能也一直在增大 【答案】CD5. 如图所示,质量为m 的小车在水平恒力F 推动下,从山坡(粗糙)底部A 处由静止运动至高为h 的坡顶B ,获得速度为v ,A 、B 之间的水平距离为x ,重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .小车克服重力所做的功是mghB .合外力对小车做的功是12mv 2C .推力对小车做的功是12mv 2+mghD .阻力对小车做的功是12mv 2+mgh -Fx【答案】ABD6. 如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连接着一轻弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F 作用下物体处于静止状态,当撤去力F 后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是( )A .弹簧的弹性势能逐渐减少B .物体的机械能不变C .弹簧的弹性势能先增加后减少D .弹簧的弹性势能先减少后增加 【答案】D7. 如图所示,物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A 、B 的质量都为m .现用手托着物体A 使弹簧处于原长,细绳刚好竖直伸直,A 与地面的距离为h ,物体B 静止在地面上.放手后物体A 下落,与地面即将接触时速度大小为v ,此时物体B 对地面恰好无压力.若物体A 落地后不反弹,则下列说法中正确的是( )A .弹簧的劲度系数为mg hB .A 落地时,弹簧的弹性势能等于mgh +12mv 2C .与地面即将接触时A 的加速度大小为g ,方向竖直向上D .物体A 落地后B 能上升到的最大高度为h 【答案】A8. 如图所示,一个质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度由A 点冲上倾角为30°的固定斜面,做匀减速直线运动,其加速度的大小为g ,在斜面上上升的最大高度为h ,则在这个过程中,物体( )A .机械能损失了mghB .动能损失了2mghC .动能损失了12mghD .机械能损失了12mgh【答案】AB9. 如图所示,将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端,弹簧处于自然状态时上端位于A 点.质量为m 的物体从斜面上的B 点由静止下滑,与弹簧发生相互作用后,最终停在斜面上.下列说法正确的是( )A .物体最终将停在A 点B .物体第一次反弹后不可能到达B 点C .整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功D .整个过程中物体的最大动能大于弹簧的最大弹性势能 【答案】BC10. 如图所示,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O 点,另一端与小球相连.现将小球从M 点由静止释放,它在下降的过程中经过了N 点.已知在M 、N 两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM <∠OMN <π2.在小球从M 点运动到N 点的过程中( )A.弹力对小球先做正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D.小球到达N 点时的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差 【答案】BCD11. 轻质弹簧原长为2l ,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l .现将该弹簧水平放置,一端固定在A 点,另一端与物块P 接触但不连接.AB 是长度为5l 的水平轨道,B 端与半径为l 的光滑半圆轨道BCD 相切,半圆的直径BD 竖直,如图所示.物块P 与AB 间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P ,将弹簧压缩至长度l ,然后放开,P 开始沿轨道运动,重力加速度大小为g .(1)若P 的质量为m ,求P 到达B 点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB 上的位置与B 点之间的距离; (2)若P 能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P 的质量的取值范围. 【答案】(1)6gl 22l (2)53m≤M<52m12.如图所示,一轻弹簧原长为2R ,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC 的底端A 处,另一端位于直轨道上B 处,弹簧处于自然状态,直轨道与一半径为56R 的光滑圆弧轨道相切于C 点,AC =7R ,A 、B 、C 、D 均在同一竖直平面内.质量为m 的小物块P 自C 点由静止开始下滑,最低到达E 点(未画出),随后P 沿轨道被弹回,最高到达F 点,AF =4R .已知P 与直轨道间的动摩擦因数μ=14,重力加速度大小为g .(取sin 37°=35,cos 37°=45)(1)求P 第一次运动到B 点时速度的大小; (2)求P 运动到E 点时弹簧的弹性势能;(3)改变物块P 的质量,将P 推至E 点,从静止开始释放.已知P 自圆弧轨道的最高点D 处水平飞出后,恰好通过G点.G 点在C 点左下方,与C 点水平相距72R 、竖直相距R ,求P 运动到D 点时速度的大小和改变后P 的质量.【答案】(1)2 gR (2)125mgR (3)355gR 13m。
大题精做五牛顿运动定律的综合应用问题1.【2019广西柳州市模拟】如图所示,传送带与地面的夹角θ=37°,以4m/s速度顺时针转动,在传送带下端轻轻地放一个质量m=1kg的物块,设它与传送带间的动摩擦因数μ=1,已知传送带从A到B的长度L=6m,g 取10m/s2,物块从A到B过程中,求:(1)物块相对传送带滑动时的加速度大小;(2)物块相对传送带滑动的时间(3)传送带对物块所做的功。
【解析】(1)对滑块有:解得:(2)假设滑块仍为运动到传送带顶端,当滑块加速度到传送带速度时有:,解得:显然,显然此后滑块随传送带一起匀加速到传送带顶端故有或,解得:(3)由(2)可知,滑块运动到传送带顶端时,速度为由动能定理有:解得:=44J2.【2019山东省模拟】某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落,他打开降落伞后的速度-时间图象如图(a)所示。
降落伞用8根对称的悬绳悬挂运动员,每根悬绳与中轴线的夹角为37°,如图(b)所示。
已知运动员和降落伞的质量均为50 kg,不计运动员所受的阻力,打开降落伞后,降落伞所受的阻力f与下落速度v成正比,即f=kv。
重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
求:(1)打开降落伞前运动员下落的高度;(2)阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度;(3)降落伞的悬绳能够承受的拉力至少为多少。
【解析】(1)打开降落伞前运动员做自由落体运动,根据速度位移公式可得运动员下落的高度为:h=,由题图(a)可知:v0=20 m/s解得:h=20 m。
(2)由题图(a)可知,当速度为v=5 m/s时,运动员做匀速运动,受力达到平衡状态,由平衡条件可得:kv=2mg即,解得:k=200 N•s/m。
在打开降落伞瞬间,由牛顿第二定律可得:kv0-2mg=2ma,解得:a=30 m/s2,方向竖直向上。
(3)根据题意可知,打开降落伞瞬间悬绳对运动员拉力最大,设此时降落伞上每根悬绳的拉力为T,以运动员为研究对象,则有:8Tcos 37°-mg=ma,代入数据可解得:T=312.5 N,故悬绳能够承受的拉力至少为312.5 N。
3.【2019安徽模拟】如图所示,物体ab放置在光滑的水平桌面上,a、b上表面水平,在a、b上分别放置着物体d和c,a、b间用轻质细线相连,开始细线刚好被拉直,此时细线水平,已知b、c之间和a、d之间动摩擦因数均为μ,物体a、b、c、d的质量均为m。
现在d通过轻质细线绕过光滑滑轮与小物体e相连,用手托住e,d与滑轮间的细线刚好拉直成水平,e到地面的距离为h。
要求a、b、c、d相对静止,释放物体ε后,欲使ε在最短的时间到达地面。
已知最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,求:(1)c到地面的最短时间?(2)此时物体e的质量?【解析】(1)a、d之间的静摩擦力是a、b、c三个物体加速运动的动力,其最大值为F m=μmg,则运动的最大加速度为,又e到地面的距离h一定,加速度最大运动的时间最短,设最短时间为t m,,则h=at m2,解得(2)隔离abc可知最大加速度,对物体e有:M e g-F=M e a;对物体abcd整体有:F=4ma解得4.【2019河南省模拟】如图所示,质量M=1kg的木板置于足够长的水平合上,木板的左端与平台左端对齐。
在平台的左侧有一水平面,水平面上有一固定的滑块,滑块的上表面有一段光滑水平面和一段光滑圆弧PQ,圆弧和水平面平滑相切于P点,圆弧半径R=1m,所对圆心角为θ=37°,滑块上表面左端有一质量m=2kg的小物块,小物块和滑块左端的固定直挡板间有一根压缩的轻弹簧,小物块和挡板间通过细线连接。
Q点与平台间的高度差为h=0.45m。
现剪断细线,小物块滑到P点时已经与弹簧脱离,小物块从Q点飞出后恰好沿水平方向从木板左端滑上木板。
木板长x=2.5m,小物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与平台间以及小物块与平台间的动摩擦因数均为μ2=0.1。
设小物块滑到平台的瞬间速度没有变化,木板的厚度不计。
取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)小物块在Q点时对滑块的压力大小;(2)弹簧的最大弹性势能;【解析】(1)设小物体在Q点时的速度大小为,滑上木板的左端速度为,小物块从Q点飞出到水平滑上木板的左端,有:解得:小物块在Q点,由牛顿第二定律有:解得:F=66N(2)设弹簧的最大弹性势能为,根据功能关系有:(3)小物块滑上木板后,物体与木板间的滑动摩擦力薄木板与平台间的滑动摩擦力,小物块向右做匀减速直线运动,木板向右做匀加速直线运动,有:,,小物块从滑上木板到滑离木板时间设为,由运动学公式有:解得:小物块滑离木板时,物块速度设为,木板速度设为,有:小物块滑离木板后两者分别在平台上做匀减速直线运动直到停止,由动能定理有:解得:所以,小物块滑离木板后,木块的右端与滑块间的最大距离为:(3)小物块滑离木板后,木板的右端与小物块间的最大距离。
5.【陕西省2019模拟】实验小组想要探究电磁刹车的效果,在遥控小车底面安装宽为0.1m、长为0.4m的10匝矩形线框abcd,总电阻为R=2Ω,面积可认为与小车底面相同,其平面与水平地面平行,小车总质量为m=0.2kg.如图是简化的俯视图,小车在磁场外以恒定的功率做直线运动,受到地面阻力恒为f=0.4N,进入磁场前已达到最大速度υ=5m/s,车头(ab边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力,车尾(cd边)刚出磁场时速度恰好为零.已知有界磁场宽度为0.4m,磁感应强度为B=1.4T,方向竖直向下。
求:(1)进入磁场前小车所受牵引力的功率P;(2)车头刚进入磁场时,小车的加速度大小;(3)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q。
【解析】(1)进入磁场前小车匀速运动时速度最大,则有:F=f牵引力的功率为:P=Fv=fv=2W;(2)车头刚进入磁场时,产生的感应电动势为:E=NBLv=7V感应电流的大小为:车头刚进入磁场时,小车受到阻力、安培力,安培力为F安=NBIL=4.9N小车的加速度(3)根据能量守恒定律得:Q+f•2s=mv2可得电磁刹车过程中产生的焦耳热为Q=2.18J6.【2019上海市崇明区模拟】我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始,在无助力的情况下以加速度m/s2匀加速滑下,到达B点时速度m/s,A与B的竖直高度差m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台D点之间用一段弯曲滑道BCD衔接,B与C点的高度差m,C与D点的高度差m,忽略BCD上的摩擦(m/s2).求:(1)运动员离开起跳台时的速度;(2)AB段的倾斜角度;(3)运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小;(4)实际上,BCD段上的摩擦力,以及运动过程中的空气阻力是不可避免的.运动员为了能在离开跳台后,跳得更高,如果你是教练员,请用学习过的物理知识指导运动员(至少提出两点意见).【解析】(1)因为忽略BCD上的摩擦,所以运动员在滑道BCD上运动只有重力做功,所以根据机械能守恒定律则有:代入数据得:(2)由于运动员在AB滑道上做初速为零的匀加速直线运动,根据运动学公式:所以:设AB段的倾斜角度为θ,则有:故:(3)运动员在AB段受力分析如图所示:根据牛顿第二定律,运动员在沿滑道AB方向有:所以:【小题4详解】①可以在AB滑道增加助力,以增加到达B点的速度②改变人体的姿势,减小与空气接触的正对面积也可以减小运动员与空气的阻力③在跳台D点利用撑杆增加助力,可以增加起跳高度④尽量减小滑板的摩擦力7.【2019广东省模拟】如图甲所示,水平放置的导轨左侧接有定值电阻R=2Ω,导轨间距L=1m整个装置置于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1T。
一根质量为m=2kg,阻值为r=2Ω的金属棒在水平拉力F作用下,由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的v-x图像如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,重力加速度g=10m/s2,不计导轨电阻,求:(1)安培力FA与位移x的函数关系式;(2)从起点到位移x=lm的过程中,拉力做的功W。
【解析】(1)由速度图像得:金属棒所受的安培力电路中的电流整理得(2)由上式可知与是线性关系。
当时,安培力;当时,安培力,则从起点发生位移的过程中,安培力做功为:即金属棒克服安培力做的功为:金属棒克服摩擦力做的功为:根据动能定理得:其中,,,代入解得拉力做的功为:8.【2019山东省日照模拟】如图(a)所示,足够长的光滑平行金属导轨JK、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L=l.0 m,导轨平面与水平面间的夹角为θ=30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的J、P两端连接阻值为R=3.0Ω的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连,金属棒ab 的质量m=0.20 kg,电阻r=0.50 Ω,重物的质量M=0.60 kg,如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑距离与时间的关系图像如图(b)所示,不计导轨电阻, g=10 m/s 2。
求:(1)t=0时刻金属棒的加速度(2)求磁感应强度B的大小以及在0.6 s内通过电阻R的电荷量;(3)在0.6 s内电阻R产生的热量。
【解析】(1) 对金属棒和重物整体Mg-mgsinθ=(M+m)a解得:a=6.25m/s2 ;(2) 由题图(b)可以看出最终金属棒ab将匀速运动,匀速运动的速度感应电动势E=BLv感应电流金属棒所受安培力速运动时,金属棒受力平衡,则可得联立解得:在0.6 s内金属棒ab上滑的距离s=1.40m通过电阻R的电荷量;(3) 由能量守恒定律得解得Q=2.1 J又因为联立解得:Q R=1.8J。