高考物理二轮复习专题03牛顿运动定律(测)(含解析)
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专题03 牛顿运动定律(测) 【满分:110分 时间:90分钟】 一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中, 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 1.如图,一截面为椭圆形的容器内壁光滑其质量为M,置于光滑水平面上,内有一质量为m的小球,当容器受到一个水平向右的力F作用时,小球偏离平衡位置如图,则由此可知,此时小球对椭圆面的压力大小为: ( )
A.22)(mMFgm B.22)(mMFgm C.22)(mFgm D.条件不足,以上答案均不对 【答案】B
【名师点睛】本题是连接体问题,两个物体的加速度相同,采用整体法和隔离法相结合进行研究.先以整体为研究对象,根据牛顿第二定律求出加速度,再对小球研究,求出椭圆面对小球的支持力大小,由牛顿第三定律得到小球对椭圆面的压力大小.
2.如图所示,A、B两球质量相同,光滑斜面的倾角为,图甲中,A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间有: ( ) A.两图中两球的加速度均为sing B.两图中A球的加速度均为0 C.图乙中轻杆的作用力一定不为0 D.图甲中B球的加速度是图乙中B球的加速度的2倍 【答案】D
【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时,一定要注意,哪些力不变,(弹簧的的形变量来不及变化,弹簧的弹力不变),哪些力变化(如绳子断了,则绳子的拉力变为零,或者撤去外力了,则外力变为零,)然后结合整体隔离法,应用牛顿第二定律分析解题
3.如图所示,物块M在静止的足够长的传送带上以速度0v匀速下滑,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,在此传送带的速度由零逐渐增加到02v后匀速运动的过程中,则以下分析正确的是: ( )
A.M下滑的速度不变 B.M开始在传送带上加速到02v后向下匀速运动 C.M先向下匀速运动,后向下加速,最后沿传送带向下匀速运动 D.M受的摩擦力方向始终沿传送带向上 【答案】C 【解析】传送带静止时,物体匀速下滑,故sinmgf,当传送带转动时,由于传送带的速度大于物块的速度,故物块受到向下的摩擦力,根据受力分析可知,物体向下做加速运动,当速度达到传送带速度,物块和传送带具有相同的速度匀速下滑,故C正确. 【名师点睛】解决本题的关键通过分析M所受摩擦力的大小,判断出摩擦力和重力沿斜面的分力相等,然后判断出物体的运动特点. 4.甲、乙两球质量分别为1m、2m,从同一地点(足够高)处同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率成正比,与球的质量无关,即kvf(为正的常量)。两球的tv图象如图所示。落地前,经时间两球的速度都已达到各自的稳定值、2v。则下列判断正确的是 : ( ) A.释放瞬间甲球加速度较大 B.1221vvmm C.甲球质量大于乙球 D.0t时间内两球下落的高度相等 【答案】C
【名师点睛】由图看出两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,重力与空气阻力平衡,根据平衡条件和牛顿第二定律列式分析。 5.一个质量为2kg的物体,在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态.现同时撤去大小分别为15N和20N的两个力,关于此后该物体运动的说法中正确的是: ( ) A.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5m/s2 B.可能做匀减速直线运动,加速度大小是2m/s2 C.一定做匀变速运动,加速度大小可能是15m/s2 D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小可能是5m/s2 【答案】C 【解析】 由平衡条件得知,余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为25N和10N的两个力后,物体的合力大小范围为5N≤F合≤35N,物体的加速度范围为:2.5m/s2≤a≤17.5m/s2;撤去两个力后,加速度可能为5m/s2,但是若速度与合加速度方向不在一条直线上,则物体做曲线运动,选项A错误;撤去两个力后,加速度不可能为5m/s2,选项B错误;若物体原来做匀速直线运动,撤去两个力后,剩下力的合力恒定,物体做匀变速直线运动,加速度大小可能是15m/s2,选项C正确,D错误。 【名师点睛】难度较易。物体在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态,故六个力的合力为零,撤去大小分别为15N和20N的两个力,剩下的四个力没有改变,故这四个力的合力也不变,其合力与撤去的两个力的合力等值、反向、共线,根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小,根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。
6.如图所示,质量为M的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而物体M始终保持静止,则在物块m上、下滑动的整个过程中: ( )
A.地面对物体M的摩擦力大小相同B.地面对物体M的支持力总小于(M十m)g C.地面对物体M的摩擦力先向右后向左 D.地面对物体M的摩擦力先向左后向右 【答案】B
1cossinmgmgma…③,物体下滑时,受力如图,根据牛顿第二定律,有 2cossinmgmgma…④,由上分析可知,地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变,向左,但大小
不同,故ACD错误;由②式,地面对物体M的支持力总小于Mmg,故B正确; 【名师点睛】本题关键是对整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出支持力和静摩擦力的表达式后进行分析讨论;整体法不仅适用与相对静止的物体系统,同样也适用与有相对运动的物体之间. 7.如图所示,质量分别为m和2m的物体AB由轻质弹簧相连后放置在一箱子C内,箱子质量为m,整体悬挂处于静止状态;当剪断细绳的瞬间,以下说法正确的是(重力加速度为g): ( )
A.物体A的加速度等于g B.物体B和C之间的弹力为零 C.物体C的加速度等于g D.物体B的加速度大于g 【答案】D
【名师点睛】本题是瞬时问题,关键在于BC的加速度相等,要将BC当作整体来研究,同时要知道弹簧的弹力是不能突变的.
8.如图所示,质量M=8kg的小车静止在光滑水平面上,在小车右端施加一水平拉力F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的右端、由静止轻放一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,物体从放上小车开始经t=1.5s的时间,则物体相对地面的位移为(g取10m/s2): ( ) A.1m B.2.1m C.2.25m D.3.1m 【答案】B
【名师点睛】该题是相对运动的典型例题,要认真分析两个物体的受力情况,正确判断两物体的运动情况,再根据运动学基本公式求解,难度适中。
9.如图所示,弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上,下端用小钩钩住质量为m的小球C,弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计.静止时p、q与竖直方向的夹角均为60°.下列判断正确的有: ( )
A.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mg B.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为32g C.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为12mg D.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为g 【答案】BD 【解析】原来p、q对球的拉力大小均为mg.p和球脱钩后,球将开始沿圆弧运动,将q受的力沿法向和切线正交分解(见图1),
得2600mvFmgcosr=,即F=12mg,合力为mgsin60°=ma,A错误,B正确;q和球突然脱钩后瞬间,p的拉力未来得及改变,仍为mg,因此合力为mg(见图2),球的加速度为大小为g.故C错误,D正确;故选BD。 【名师点睛】本题考查绳子和弹簧的性质,要注意弹簧的弹力是不能突变的,而绳子的弹力可以在瞬间发生变化,根据牛顿定律进行讨论。 10.将一质量为1kg的物体以一定的初速度竖直向上抛出,假设物体在运动过程中所受空气阻力的大小恒定不变,其速度时间图像如图所示,取重力加速度210/gms,则: ( )
A、物体下降过程中的加速度大小为为29/ms B、物体受到的阻力为1N C、图中110/vms D、图中122/vms 【答案】ABD
【名师点睛】在速度时间图像中,需要掌握三点,一、速度的正负表示运动方向,看运动方向是否发生变化,只要考虑速度的正负是否发生变化,二、图像的斜率表示物体运动的加速度,三、图像与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标轴上方表示正方向位移,在坐标轴下方表示负方向位移 11.如图所示,三个可视为质点的金属小球A、B、C,质量分别为m、2m和3m,B球带负电,电荷量为﹣q,A、C不带电,不可伸长的绝缘细线将三球连接,最上边的细线连接在斜面顶端的O点,三球均处于场强大小为E的竖直向上的匀强电场中,三段细线均伸直,三个金属球均静止于倾角为30°的绝缘光滑斜面上,则下列说法正确的是: ( ) A.A、B球间的细线的张力为52mgqE B.A、B球间的细线的张力可能为0 C.将线OA剪断的瞬间,B、C间的细线张力12qE
D.将线OA剪断的瞬间,A、B球间的细线张力6qE 【答案】AD
【名师点睛】本题主要是剪断OA线瞬间,对A、B、C三个球的运动状态的确定及受力分析,知道绳子一旦剪短之后,绳子的拉力立即为零,难度适中。
12.用一水平力F拉静止在水平面上的物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,加速度a随外力F变化的图象如图所示,g取10m/s2,则可以计算出: ( )
A.物体与水平面间的最大静摩擦力 B.F等于14N时物体的速度 C.物体与水平面间的动摩擦因数 D.物体的质量 【答案】ACD 【解析】物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力,根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma
解得: Fagm由a与F图线,得到70.510? m ①