河北省高考物理二轮复习 考点综述 牛顿运动定律的应用

牛顿运动定律的应用
1．我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐
的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为( )．A．系好安全带可以减小惯性
B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响
C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
2．如图1所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出( )．
图1
A．抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向
B．抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向
C．抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向
D．抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向
3．我国自行研制的磁悬浮列车在上海投入运营，磁悬浮列车在行进时会“浮”
在轨道上方，从而可高速行驶．下列说法正确的是( )．A．列车能浮起，是靠列车向下喷气
B．列车浮起后，减小了列车的惯性
C．列车浮起后，减小了列车与铁轨间的摩擦力
D．列车浮起后，减小了列车所受的空气阻力
4．(多选)如图2所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在这段时间内小车可能是( )．A．向右做加速运动B．向右做减速运动
C．向左做加速运动D．向左做减速运动
5．原来静止的物体受到外力F的作用，如图3所示为力F随时间变化的图象，则与Ft图象对应的vt图象是下图中的( )．
6．(多选)如图4甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度－时间图象如图4乙所示，下列判断正确的是
( )．
图4
A．在0～1 s内，外力F不断增大
B．在1 s～3 s内，外力F的大小恒定
C．在3 s～4 s内，外力F不断减小
D．在3 s～4 s内，外力F的大小恒定
7．高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象．现利用这架照相机对MD-2000家用汽车的加速性能进行研究，图5为汽车做匀加速直线运动时的三次曝光照片，图中的标尺单位为m，照相机每两次曝光的时间间隔为1.0 s，已知该汽车的质量为2 000 kg，额定功率为80 kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1 600 N.
图5
(1)试利用上图，求该汽车的加速度大小；
(2)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间？
(3)求汽车所能达到的最大速度是多大？
8．根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是( )．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的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
9．如图所示，滑轮A 可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G 的物体B ，下滑时，物体B 相对于A 静止，则下滑过程中 ( )．
A ．
B 的加速度为gsin θ
B ．绳的拉力为Gcos θ
C ．绳的方向保持竖直
D ．绳的拉力为G
10．(多选)质量为0.3 kg 的物体在水平面上做直线运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的v －t 图象，则下列说法中正确的是(g 取10 m/s2) ( )．
A ．水平拉力大小可能等于0.3 N
B ．水平拉力大小一定等于0.1 N
C ．物体的摩擦力大小一定等于0.1 N
D ．物体的摩擦力大小可能等于0.2 N
11.质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v －t 图象如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34
.设球受到的空气阻力大小恒为f ，取g ＝10 m/s2，求：
(1)弹性球受到的空气阻力f 的大小；
(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.
12．中央电视台曾推出一个游戏节目——推矿泉水瓶．选手们从起点开始用力
推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后没有停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败．其简化模型如图所示，AC 是长度为L1＝5 m 的水平桌面，选手们将瓶子放在A 点，从A 点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC 为有效区域．
已知BC 长度L2＝1 m ，瓶子质量m ＝0.5 kg ，瓶子与桌面间的动摩擦因数μ＝0.4，g ＝10 m/s2.某选手作用在瓶子上的水平推力F ＝20 N ，瓶子沿AC 做直线运动，假设瓶子可视为质点，该选手要想游戏获得成功，试问：
(1)推力作用在瓶子上的时间最长为多少？
(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？
参考答案
1．D
2．C
3．C
4．AD
5．B
6．BC
7．解析 (1)汽车做匀加速运动，由运动学关系，得
Δs＝aT2，得
a ＝s2－s1T2＝3.00－1.8012
m/s2＝1.20 m/s2. (2)由牛顿第二定律：F －f ＝ma 得
F ＝ma ＋f ＝4 000 N ，由功率关系P ＝F·v1，得v1＝P F ＝80×1034 000
m/s ＝20 m/s 由v1＝at 得t ＝v1a ＝201.2
s ＝16.67 s. (3)当达到最大速度时，汽车匀速运动
F1＝f ＝1 600 N ，由P ＝F1·vm 得vm ＝P F1＝80×1031 600
m/s ＝50 m/s. 答案 (1)1.20 m/s2 (2)16.67 s (3)50 m/s
8．D [物体加速度的大小与质量和速度大小的乘积无关，A 项错误；物体
所受合力不为0，则a≠0，B 项错误；加速度的大小与其所受的合力成正比，C 项错误．]
10．AB [分析滑轮A 受力知a ＝gsin θ，由于下滑时，物体B 相对于A 静止，
因此物体B 的加速度也为gsin θ；对物体B 受力分析得绳的拉力为Gcos θ，绳的方向保持与斜面垂直．]
11．BD [因为未知F 方向是否与v 同向，也未知a 、b 两线哪个对应有F 拉，
哪个对应无F 拉，所以由图只可以知道a 线对应合外力为0.1 N ，b 线对应合外力为0.2 N ，所以C 不对，通过分情况讨论，A 错，B 、D 对．]
12．解析 (1)由v －t 图象可知，小球下落过程的加速度为
a1＝Δv Δt ＝4－00.5
m/s2＝8 m/s2 根据牛顿第二定律，得mg －f ＝ma1
所以弹性球受到的空气阻力
f ＝m
g －ma1＝(0.1×10－0.1×8)N＝0.2 N.
(2)小球第一次反弹后的速度v1＝34
×4 m/s＝3 m/s ， 根据牛顿第二定律，得弹性球上升的加速度为
a2＝mg ＋f m ＝0.1×10＋0.20.1
m/s2＝12 m/s2， 根据v2－v20＝－2ah ，得弹性球第一次反弹的高度
h ＝v212a ＝322×12
m ＝0.375 m. 答案 (1)0.2 N (2)0.375 m
13．解析 (1)要想获得成功，瓶子滑到C 点时速度恰好为0，力作用时间最
长，设最长时间为t1，力作用时的加速度为a1、位移为x1，撤力时瓶子的速度为v1，撤力后瓶子的加速度为a2、位移为x2，则：
F －μmg＝ma1，－μmg＝ma2，v1＝a1t1，
2a1x1＝v21，2a2x2＝－v21，x1＋x2＝L1，
解得：t1＝16
s. (2)要想获得成功，瓶子滑到B 点时速度恰好为0，力作用距离最小，设最小距离为x3，撤力时瓶子的速度为v2，则：
2a1x3＝v22，2a2(L1－L2－x3)＝－v22，
解得：x3＝0.4 m
答案 (1)16
s (2)0.4 m。