赢在高考答案(含解析) 物理(人教版)3.1

第三章 牛顿运动定律

第一节 牛顿运动定律

随堂演练巩固

1.第二十二届世界大学生冬季运动会自由滑比赛中,中国小将张丹、张昊毫无争议地再夺第一名,为中国队夺得第一枚本届大冬会金牌.花样滑冰表演刚开始时他们静止不动,随着优美的音乐响起,他们在相互猛推一下后分别向相反方向运动,假定两人的冰刀和冰面间的动摩擦因数相同,已知张丹在冰面上滑行的距离比张昊滑行得远,这是由于 ( ) A.在推的过程中,张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力

B.在推的过程中,张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间

C.在刚分开时,张丹的初速度大于张昊的初速度

D.在分开后,张丹的加速度的大小小于张昊的加速度的大小

【解析】 在推的过程中,相互的推力大小相等,动摩擦因数相同,他们的加速度均为a g μ=,张丹滑行距离远,是因为在刚分开时,张丹的初速度较大. 【答案】 BC

2.(2012山东兖州高三入学检测)如图所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a 、b 均静止.弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力0fa F b ≠,所受摩擦力0fb F =,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )

A.fa F 大小不变

B.fa F 方向改变

C.fb F 仍然为零

D.fb F 方向向右

【解析】 剪断绳瞬间,弹簧的弹力不变,所以a 的受力不变fa F ,大小不变fb F ,方向向右,选项A 、D 正确.

【答案】 AD

3.(2012山东实验中学月考)质量为m 的物体,在1F 、

2F 、3F 三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持1F 、2F 不变,仅将3F 的方向改变90○

(大小不变)后,物体可能做 ( )

A.加速度大小为3

F m

的匀变速直线运动

B.

C.

D.匀速直线运动

【解析】 由牛顿第二定律得:F m

a =

=

显然a 恒定,应为匀变速运动.若a 的方向与v 的方向

在一条直线上,则是匀变速直线运动,否则是匀变速曲线运动. 【答案】 BC

4.(2012江苏苏州高三月考)一个单摆悬挂在小车上,随小车沿斜面下滑.图中虚线①垂直于斜面,虚线②平行于斜面,虚线③沿竖直方向.下列说法中正确的是( )

A.如果斜面是光滑的,摆线将与虚线①重合

B.如果斜面是光滑的,摆线将与虚线③重合

C.如果斜面粗糙且μ

D.如果斜面粗糙且μ>tan θ,摆线将位于②③之间

【解析】 如果斜面是光滑的,对整体知a=gsin θ,而重力沿斜面向下的分力产生的加速度正好是gsin θ,此时绳沿斜面方向不产生加速度,绳与斜面应垂直,选项A 正确B 错误;当μ=tan θ时,a=0,摆线将与虚线③重合;如果斜面粗糙且μ,合力方向沿斜面向下,摆线将位于①③之间;如果斜面粗糙且μ>tan θ,对整体知a=gsin g θμ-cos 0θ<,合力方向沿斜面向上,摆线将位于②③之间,因为垂直斜面方向没有加速度,摆线不能越过②. 【答案】 AD

5.质量为2 kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t 图象如图所示.g 取10 m/s 2,求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ; (2)水平推力F 的大小;

(3)0 -10 s 内物体运动位移的大小.

【解析】 (1)由图象知撤去F 后物体做匀减速运动,加速度为2a ,

2202

2t 2t v v a -∆=

=- m/s 2

根据牛顿第二定律得:2mg ma μ-= 所以20a g

μ-=

=.2.

(2)物体在F 作用下做匀加速直线运动,加速度

1101

1t 1t v v a -∆=

= m/s 2

根据牛顿第二定律有1F mg ma μ-= 代入数据得16F mg ma μ=+= N. (3)根据vt 图象围成的面积得:

1012(t v v

x +=⨯∆11202t v +⨯⨯

∆2)46t = m. 【答案】 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m

6.在水平足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t 后停止.现将该木板

改置成倾角为45○的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ.则小物块上滑到最高位置所需时间为多少?

【解析】 木板水平时,小物块的加速度1a g μ=,设滑行初速度为0v ,则滑行时间为0

v t =;木板

改成斜面后,小物块上滑的加速度sin45mgcos452mg m a μ︒+︒

=

=滑行时间

2

v a =

因此t′=.

【答案】

7.(2012武汉市部分学校高三调研测试)如图所示,质量M=1 kg 的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数10μ=.1,在木板的左端放置一个质量m=1 kg 、大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数20μ=.4,g 取10 m/s 2,

(1)若木板长L=1 m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木块的右端?

(2)若在铁块右端施加一个从零开始连续增大的水平向右的力F,假设木板足够长,在图中画出铁块受到木板的摩擦力2f 随拉力F 大小的变化而变化的图象.

【解析】 (1)假设铁块和木板以及木板和地面都有相对滑动,则铁块的加速度大小

214F mg

m

a μ-== m/s 2 木块的加速度大小21()22mg M m g

M

a μμ-+=

= m/s 2

由20a >可见,假设成立.

设经过时间t 铁块运动到木块的右端,则有

22

1

1122

2a t a t L

-= 解得t=1 s.

(2)①当1()F M m g μ≤+=2 N 时,m 、M 相对静止且对地静止2f F ,=; ②设1F F =时,m 、M 恰保持相对静止,此时系统的加速度为22a a == m/s 2

. 以系统为研究对象,据牛顿第二定律有 11()(F M m g μ-+=M+m)a 解得16F = N

所以,当2 N 6F <≤ N 时,m 、M 相对静止,系统向右做匀加速运动, 其加速度1()F M m g

M m

a μ-++=

以M 为研究对象,据牛顿第二定律有 21()f M m g μ-+=Ma 解得22

1F f =

+ N;

③当F>6 N 时,m 、M 发生相对运动, 224f mg μ== N

所以2f ,随拉力F 大小的变化而变化的图象如图所示