2015高考物理 直線運(yùn)動(dòng)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律沖關(guān)訓(xùn)練（含解析）

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1、直線運(yùn)動(dòng)與牛頓運(yùn)動(dòng)定律 一、選擇題 1．一物體從高x處做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)地面，落地速度為v，那么當(dāng)物體下落時(shí)間為時(shí)，物體的速度和距地面的高度分別是(　　) A.，　　　　　　　　 B.， C.，x D.，x 【解析】　根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v＝gt得，速度v與時(shí)間t成正比，所以下落時(shí)的速度為v′＝v·＝.根據(jù)公式x＝gt2得，下落位移x與時(shí)間的平方t2成正比，所以下落時(shí)下落的高度為x′＝x·＝x.所以距地面高度x距＝x－x′＝x－x＝x，選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 2．(多選)(2013·四川高考)甲、乙兩物體在t＝0時(shí)刻經(jīng)過同一位置沿x軸運(yùn)動(dòng)，其v－t圖象如圖1－2－16

2、所示，則(　　) 圖1－2－16 A．甲、乙在t＝0到t＝1 s之間沿同一方向運(yùn)動(dòng) B．乙在t＝0到t＝7 s之間的位移為零 C．甲在t＝0到t＝4 s之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．甲、乙在t＝6 s時(shí)的加速度方向相同 【解析】　題目給出了v－t圖象，根據(jù)v－t圖象正、負(fù)的含義、斜率、面積的意義解決問題． 在0～1 s內(nèi)甲沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，乙先沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)后沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在0～7 s內(nèi)乙的位移x＝－×0.5＋×0.5＋×3－×3＝0，選項(xiàng)B正確；在0～4 s內(nèi)甲的速度恒為正值，始終沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t＝6 s時(shí)，甲、乙速度圖象的斜率均為負(fù)值，即甲、乙的

3、加速度方向沿x軸負(fù)方向，選項(xiàng)D正確． 【答案】　BD 3．(2013·安徽高考)如圖1－2－17所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行．在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)(　　) 圖1－2－17 A．T＝m(gsin θ＋acos θ)　FN＝m(gcos θ－asin θ) B．T＝m(gcos θ＋asin θ)　FN＝m(gsin θ－acos θ) C．T＝m(acos θ－gsin θ)　FN＝m(gcos θ＋a

4、sin θ) D．T＝m(asin θ－gcos θ)　FN＝m(gsin θ＋acos θ) 【解析】　準(zhǔn)確分析受力情況，分解加速度是比較簡便的求解方法．選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受重力mg、拉力T和支持力FN三個(gè)力作用，將加速度a沿斜面和垂直于斜面兩個(gè)方向分解，如圖所示．由牛頓第二定律得 T－mgsin θ＝macos θ ① mgcos θ－FN＝masin θ ② 由①式得T＝m(gsin θ＋acos θ)． 由②式得FN＝m(gcos θ－a sin θ)．故選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 4. (2013·江西四市聯(lián)考)如圖1－2－18所示，質(zhì)量滿足mA＝2m

5、B＝3mC的三個(gè)物塊A、B、C，A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細(xì)繩相連，當(dāng)系統(tǒng)靜止后，突然剪斷AB間的細(xì)繩，則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)(　　) 圖1－2－18 A．－g、2g、0 B．－2g、2g、0 C．－g、g、0 D．－2g、g、g 【解析】　系統(tǒng)靜止時(shí)，A物塊受重力GA＝mAg，彈簧向上的拉力F＝(mA＋mB＋mC)g，A、B間細(xì)繩的拉力FAB＝(mB＋mC)g，B、C間彈簧的彈力FBC＝mCg；剪斷細(xì)繩瞬間，彈簧形變來不及恢復(fù)，即彈力不變，由牛頓第二定律，對(duì)物塊A有：F－GA＝mAaA，解得：aA＝g，方向豎直向上；對(duì)物塊

6、B有：FBC＋GB＝mBaB，解得：aB＝g，方向豎直向下；剪斷細(xì)繩的瞬間C的受力不變，其加速度為零．C選項(xiàng)正確． 【答案】　C 5．如圖1－2－19所示，穿在水平直桿上質(zhì)量為m的小球開始時(shí)靜止．現(xiàn)對(duì)小球沿桿方向施加恒力F0，垂直于桿方向施加豎直向上的力F，且F的大小始終與小球的速度成正比，即F＝kv(圖中未標(biāo)出)．已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小球運(yùn)動(dòng)過程中未從桿上脫落，且F0>μmg.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)中的速度—時(shí)間圖象正確的是(　　) 圖1－2－19 【解析】　小球剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度a1＝，故當(dāng)速度v增大時(shí)，加速度增大．速度v增大到符合kv>mg后，加速度a2＝，所以當(dāng)速度

7、v繼續(xù)增大時(shí)，加速度減小，當(dāng)a2減小到0時(shí)，小球做勻速運(yùn)動(dòng)，則圖象C正確. 【答案】　C 6．如圖1－2－20所示，水平傳送帶水平部分長度為L，以速率v順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在其左端無初速度釋放一個(gè)小物體P，若P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則P從左端到傳送帶右端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不可能為(　　) 圖1－2－20 A. B. C. D.＋ 【解析】　若v＝，則P一直加速到右端且到最右端時(shí)速度為v，則L＝t，B可能；若v>，則P一直加速到右端且到最右端時(shí)速度小于v、則有μgt2＝L，C可能；若v<，則P先加速后勻速，加速到v所用時(shí)間t1＝，運(yùn)動(dòng)位移s1＝，則勻速運(yùn)動(dòng)位移為s2＝L－

8、s1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2＝s2/v，則總時(shí)間為t＝t1＋t2，D可能． 【答案】　A 7．(2013·河北保定調(diào)研)如圖1－2－21所示，A、B兩物體的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為θ的斜面光滑．系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是(　　) 圖1－2－21 A．兩物體的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsin θ B．物體B的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零 C．物體A的瞬時(shí)加速度沿斜面向上，大小為2gsin θ D．物體B的瞬時(shí)加速度向上，物體A的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零 【解析】　在細(xì)線被燒斷前A、B都處于靜止，彈簧的彈力F＝mg

9、sin θ.細(xì)線的拉力F1＝2mgsin θ.當(dāng)細(xì)線被燒斷的瞬間，物體A的位置沒變，彈簧的彈力不變，物體B的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零，細(xì)線的拉力立刻為零，物體A所受的合力為2mgsin θ，方向沿斜面向下，由F＝ma知，物體A的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為2gsin θ，B正確． 【答案】　B 8．(多選)如圖1－2－22所示，傾角為30°的斜面體置于水平地面上，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的滑輪O(可視為質(zhì)點(diǎn))．A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m.開始時(shí)，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜面，此時(shí)B靜止不動(dòng)．將A由靜

10、止釋放，在其下擺過程中斜面體和物塊B始終保持靜止．則在繩子到達(dá)豎直位置之前，下列說法正確的是(　　) 圖1－2－22 A．物塊B受到的摩擦力一直沿著斜面向上 B．物塊B受到的摩擦力先減小后增大 C．繩子的張力一直增大 D．地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直水平向右 【解析】　OA段繩處于水平伸直狀態(tài)時(shí)繩中張力F1＝0，B物塊受到的摩擦力沿斜面向上，大小為2mg.A球擺到最低點(diǎn)時(shí)mgR＝mv2，F(xiàn)2－mg＝，解得F2＝3mg，B物塊受到的摩擦力沿斜面向下，大小為mg，故物塊B受到的摩擦力應(yīng)先減小后增大，繩中張力隨小球A速度的增大而不斷增加，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B、C項(xiàng)正確．以B和斜面體為研究對(duì)象

11、，在A下擺的過程中受到繩子向左下方的拉力作用，因此斜面體有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，受到地面向右的摩擦力作用，D項(xiàng)正確．或者對(duì)A、B、斜面體組成的系統(tǒng)進(jìn)行分析，A球有向右的水平加速度分量，這恰恰是地面對(duì)系統(tǒng)水平向右的摩擦力提供的． 【答案】　BCD 二、非選擇題 9．高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛，甲車在前，乙車在后，速度均為v0＝30 m/s，相距s0＝100 m，t＝0時(shí)刻甲車遇緊急情況，隨后甲、乙兩車的加速度隨時(shí)間變化的圖象如圖1－2－23(a)(b)所示，取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍ㄟ^計(jì)算說明兩車在0～9 s內(nèi)會(huì)不會(huì)相撞. 　　 　　a　　　　　　　　　　　

12、b 圖1－2－23 【解析】　解法一　(公式解法)：令a1＝－10 m/s2，a2＝5 m/s2，a3＝－5 m/s2，t1＝3 s，t＝3 s時(shí)甲車速度：v1＝v0＋a1t1＝0 設(shè)前3 s過后再經(jīng)過時(shí)間t2甲、乙兩車速度相等：a2t2＝v0＋a3t2, 此時(shí)距離最近兩車等速時(shí)，甲車位移：x甲＝t1＋a2t，乙車位移：x乙＝v0t1＋v0t2＋a3t 解得x乙－x甲＝90 m

13、m＋×30×(6－3) m＝90 m

14、度分別為am、aM，由牛頓第二定律有： μmg＝mam F－μmg＝MaM 代入數(shù)據(jù)解得：am＝2 m/s2 aM＝0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1兩者達(dá)到相同的速度， 由amt1＝v0＋aMt1 解得：t1＝1 s. (2)當(dāng)兩者達(dá)到相同的速度后，假設(shè)兩者保持相對(duì)靜止，以共同的加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)． 對(duì)小物塊和小車整體，由牛頓第二定律有： F＝(M＋m)a 解得：a＝0.8 m/s2 此時(shí)小物塊和小車之間的摩擦力f＝ma＝1.6 N 而小物塊和小車之間的最大靜摩擦力fm＝μmg＝4 N f＜fm，所以兩者達(dá)到相同的速度后，保持相對(duì)靜止． 從小物塊放上小車開始， 小物塊的位移sm＝amt 小車的位移sM＝v0t1＋aMt 小車的長度至少為L＝sM－sm 代入數(shù)據(jù)解得：L＝0.75 m. 【答案】　(1)1 s　(2)0.75 m