1、优质文档优质文档第一部分 锁定高考六专题专题一 力与运动第 2 讲 直线运动规律及牛顿运动定律的应用一、单项选择题1(2013广东卷， 13)某航母跑道长 200 m，飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2，起飞需要的最低速度为 50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为 ( ) A5 m/s B10 m/s C15 m/s D20 m/s解析 由 v v 2as 得：2t 20v0 m/s10 m/s.v2t 2as 502 26200答案 B2(2013重庆卷， 4)图 1214 为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为 的光滑斜面滑下，然后在不同
2、的 角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值 y 随 变化的图象分别对应图 1215 中的 ( )图 1214 图 1215A、和 B、和 优质文档优质文档C 、和 D、和解析 由题意知，小球对斜面的压力 FNmgcos ，随 增大， FN 逐渐变小直至为零，y 1 cos ，对应 ；小球的加速度 agsin mgcos mg，y2 sin ，最大为 1，对应.重力加速度为 g 不变，y 3 1，对应gsin g gg.所以选项 B 正确答案 B3某实验小组为了测量两种纸之间的动摩擦因数，他
3、先将一张纸贴在一平板上，另一张纸贴在另一木块下表面，并在木块上装如图 1216a 所示的支架ABC，其中 BC 与木块下表面平行，支架上固定一个量角器，在量角器圆心处固定一根细线，线下系一小球现将平板倾斜放置，如图 b 所示，将木块支架放在平板上，让其加速下滑，稳定时小球连线与 OB 的夹角为 ，则两纸之间的动摩擦因数为 ( )图 1216Asin Bcos Ctan Dcot 解析 以小球为研究对象，设小球的质量为 m，平板的倾角为 ，线的拉力为T，由牛 顿第二定律得mgsin Tcos ma，mg cos Tsin .联立解得 agsin gcos cot ，以装置(木块支架) 整体为研究
4、对象，由牛顿第二定律得gsin gcos a.优质文档优质文档又因小球的加速度与装置(木块支架)整体的加速度大小相等，所以 cot .答案 D4一辆汽车正以 v030 m/s 的速度在平直路面上行驶，驾驶员突然发现正前方约 50 m 处有一个障碍物，立即以大小为 8 m/s2 的加速度刹车甲、乙、丙、丁四位同学根据已知条件进行了有关问题的讨论你认为下列说法正确的是( )A甲同学认为汽车经过 2 s 已撞上障碍物，理由是在 2 s 时间内汽车通过的位移 xv 0t at2302 m 84 m76 m50 m12 12B乙同学也认为经过 2 s 汽车已撞上障碍物，理由是在 2 s 时间内汽车通过的
5、位移 x m56.25 m50 mv2 v202a 0 3022 8C丙同学认为汽车经过 2 s 不会撞上障碍物D丁同学认为条件不足，无法判断解析 甲把加速度 a 代入正值，乙认为 2 s 末车的速度为零，A 、B 错误车停止时间 t s3.75 s2 s，所以 2 s 时间内汽车通过的位移0 v0a 30 8xv 0t at2302 m 84 m44 m50 m，因此 2 s 内车不会撞上障12 12碍物，C 正确，D 错误答案 C5(2013安徽卷， 14)如图 1217 所示，细线的一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在倾角为 的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度 a 水平
6、向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力 T 和斜面的支持力 FN 分别为( 重力加速度为 g) ( )图 1217优质文档优质文档ATm(gsin acos ) F Nm(gcos asin)BTm(gcos asin ) F Nm(gsin acos )CTm(acos gsin ) F Nm(gcos asin )DTm(asin gcos ) F Nm(gsin acos )解析 小球受力如图所示，由牛顿第二定律得水平方向：Tcos F Nsin ma竖直方向：Tsin F Ncos mg解以上两式得Tm(gsin acos )FNm (gcos asin
7、 )所以正确选项为 A.答案 A二、多项选择题6一频闪仪每隔 0.04 秒发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的小球，于是胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置如图 1218 是小球从 A 点运动到 B 点的频闪照片示意图由图可以判断，小球在此运动过程中 ( )图 1218A速度越来越小B速度越来越大C受到的合力为零D受到合力的方向由 B 点指向 A 点解析 频闪照片中相邻闪光时刻对应位置之间用的时间相同，而相邻间距越优质文档优质文档来越小，故小球的速度越来越小，A 对，B 错；由小球的速度越来越小，可知小球的加速度(合力) 方向由 B 点指向 A 点，即 C 错，D 对答案 AD7(2013大纲卷
8、， 19)将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔 2 s，它们运动的 vt 图象分别如直线甲、乙所示则 ( )图 1219At2 s 时，两球高度相差一定为 40 mBt 4 s 时，两球相对于各自抛出点的位移相等C两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等解析 运动过程与 vt 图象相结合甲、乙两小球抛出后均做竖直上抛运动，只是乙的运动滞后 2 s因初始位置高度不同，所以无法确定 t2 s 时两小球的高度差，选项 A 错误；v t 图象中位移的大小等于图线与 t 轴所围的面积，从图象中可以看出 t4 s 时两球相对
9、于各自抛出点的位移相等，选项 B 正确；同时因抛出速度相同，所以从抛出至达到最高点的时间相同，从 vt 图象知，该时间间隔均为 3 s，选项 D 正确；因两球抛出时 高度不同且高度差不确定，运动时间就不确定，选项 C 错误答案 BD8静止在光滑水平面上的物体，在如图 1220 所示的水平力 F 作用下朝某一方向运动，且图中有 t1t 0，t 22t 0，t 33t 0，则与 Ft 图象相对应的vt 图象和 at 图象分别是 ( 优质文档优质文档)图 1220解析 设物体质量为 m，在 0t 1时间内，加速度 aF 0/m，物体做初速度为零的匀加速直线运动，在 t1t 0时刻，速度 v0at 0
10、F 0t0/m，所以这段时间对应的 vt 图象是经过原点的倾斜线段，对应的 a t 图象是平行于时间轴的水平线段；在 t1t 2时间内，合外力 F0，加速度 a0，物体以速度 v0 做匀速直线运动，所以这段时间对应的 vt 图象是平行于 时间轴的水平线段，对应的 at 图象与时间轴重合；同理，可分析出在 t2t 3时间内的 vt 图象和at 图象由以上分析可知 选项 A、C 正确答案 AC9如图 1221 所示，是某同学站在力传感器上，做下蹲起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为牛顿)，横坐标为时间由图线可知，该同学的体重约为 650 N，除此以外，还可以得到的信息有 ( )
11、图 1221A该同学做了两次下蹲起立的动作优质文档优质文档B该同学做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约 2 s 起立C下蹲过程中人处于失重状态D下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态解析 根据图象可以看出力一开始的一个变化是先小后大，对应状态是先失重后超重，即先有向下加速度，再有向上加速度，可以判断有一个下蹲动作，约 2 s 后力先大后小，则先有向上加速度，再有向下加速度，可以判断有一个起立动作，故整个过程只有一次下蹲起立动作， 选项 A 错误，B 正确；由于下蹲过程先失重后超重，故选项 C 错误，D 正确答案 BD三、非选择题10(2013四川卷， 9)近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过
12、马路”行为每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才能保证行人的生命安全如图 1222 乙所示，停车线 AB 与前方斑马线边界 CD 间的距离为 23 m质量 8 t、车长 7 m 的卡车以 54 km/h 的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线 AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯甲优质文档优质文档乙图 1222(1)若此时前方 C 处人行横道路边等待的行人就抢先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为 3104 N求卡车的制动距离；(2)若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界 CD.为确保
13、行人安全，D 处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？解析 此题运用动能定理解答较简单，也可根据卡车刹车做匀减速直线运动，应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题已知卡车质量 m8 t810 3 kg、初速度 v054 km/h15 m/s(1)设卡车减速的加速度 为 a，由牛顿第二定律得：fma 由运动学公式得：v 2as 1， 20联立式，代入数据解得 s130 m (2)已知车长 l7 m，AB 与 CD 的距离为 s023 m设卡车驶过的距离为s2，D 处人行横道信号灯至少需要经过时间 t 后变 灯，有s2s 0l s2v 0t 联立式，代入数据解得 t2 s.答
14、案 (1)30 m (2)2 s11(2013山东卷， 22)如图 1223 所示，一质量 m0.4 kg 的小物块，以v02 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力 F 作用下，沿斜面向上做优质文档优质文档匀加速运动，经 t2 s 的时间物块由 A 点运动到 B 点，A、B 之间的距离L10 m已知斜面倾角 30，物块与斜面之间的动摩擦因数 .重33力加速度 g 取 10 m/s2.图 1223(1)求物块加速度的大小及到达 B 点时速度的大小(2)拉力 F 与斜面夹角多大时，拉力 F 最小？拉力 F 的最小值是多少？解析 (1)设物 块加速度的大小为 a，到达 B 点时速度的大小 为
15、v，由运 动学公式得Lv 0t at2 12vv 0at 联立式，代入数据得a3 m/s 2 v8 m/s (2)设物块所受支持力为 FN，所受摩擦力为 Ff，拉力与斜面间的夹角为 ，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得Fcos mgsin F fma Fsin F N mgcos 0 又 FfF N 联立式得优质文档优质文档F mgsin cos macos sin 由数学知识得cos sin sin(60) 33 233由式可知对应 F 最小的夹角30 联立式，代入数据得 F 的最小值为Fmin N 1335答案 见解析12(2013杭州二次质检，24)风洞实验室在航空航天飞行器的研究中发挥
16、着重要的作用，用它可以分析、研究影响飞行器飞行速度的各种因素风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况现将一套有木球的细折杆 ABC 固定在风洞实验室中，球的质量为 m，重力加速度为 g，球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的弹力成正比，比例系数为 k，设 AB、BC 的交接处 B 点用一段小圆弧平滑连接(即认为小球过 B 点的瞬间速度大小不会突然变化)，如图1224 所示实验时，先在无风的情况下让小球从斜杆上 h 高处由静止释放，小球最后滑到水平面上的 C 点停下，测得 AC 两点间水平距离为 L；接着调节合适的风速大小，再将小球从杆的上端同一位置由静止释放，小球最后停在水平面上的 D 点，测得 AD 两点间水平距离为 ，如果小球在运动L2过程中始终受到恒定的水平风力的作用，试求：图 1224(1)比例系数 k 值的大小；
