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2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案

 许愿真 2016-11-13
1、如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m,P向右加速运动的过程中,桌面以上的绳子始终是水平的,关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是(  )

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A.P受到的拉力的施力物体就是m,大小等于mg

B.P受到的拉力的施力物体不是m,大小等于mg

C.P受到的摩擦力方向水平向左,大小一定小于mg

D.P受到的摩擦力方向水平向左,大小有可能等于mg

答案:C
解析:P向右加速运动,P受到的摩擦力水平向左且小于绳的拉力,而绳的拉力又小于mg,因为小盘与砝码加速度方向向下,小盘与砝码处于失重状态,故选项C正确.

2、一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度和时间的关系图线如图所示,(  )

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A.t3时刻火箭距地面最远

B.t2~t3的时间内,火箭在向下降落

C.t1~t2的时间内,火箭处于失重状态

D.0~t3的时间内,火箭始终处于失重状态

答案:A
解析:由速度图像可知,0t3内速度始终大于零,表明这段时间内火箭一直在上升,t3时刻速度为零,停止上升,高度达到最高,离地面最远,选项A正确,选项B错误.t1t2的时间内,火箭在加速上升,具有向上的加速度,火箭应处于超重状态,而在t2t3时间内,火箭在减速上升,具有向下的加速度,火箭处于失重状态,故选项CD错误.

3、如图()所示,有一水平外力F推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图()所示,若重力加速度g10 m/s2.根据图()中所提供的信息可以计算出

(sin 37°=0.6)(  )

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A.物体的质量

B.斜面的倾角

C.物体能静止在斜面上所施加的外力

D.加速度为6 m/s2时物体的速度

答案:ABC
解析:分析物体受力,由牛顿第二定律得Fcos θ-mgsin θ=ma,F=0,a=-6 m/s2,解得θ=37°.a=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客F-gsin θ和a2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客F图像知:图像斜率2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客,解得m=2 kg,物体静止时的最小外力Fmincos θ=mgsin θ,Fmin=mgtan θ=15 N,但由题给条件无法求出物体加速度为6 m/s2时的速度,故选项ABC正确,D错误.

4、一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中,v2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客t图像如图所示.下列说法正确的是(  )

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A.前2 s内该同学处于超重状态

B.前2 s内该同学的加速度是最后1 s内的2倍

C.该同学在10 s内的平均速度是1 m/s

D.该同学在10 s内通过的位移是17 m

答案:D
解析:该同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中,2 s内电梯向下加速运动,该同学处于失重状态,2 s内该同学的加速度是最后1 s内的1/2,选项AB错误;该同学在10 s内的位移为17 m,平均速度是1.7 m/s,选项D正确,C错误.

5、用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉同一质量为m的物块,且每根橡皮条的伸长量均相同,物块m在橡皮条拉力的作用下所产生的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图所示.下列措施中能使图线的纵截距改变的是(  )

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A.仅改变橡皮条的伸长量

B.仅改变物体与水平面间的动摩擦因数

C.仅改变橡皮条的劲度系数

D.仅改变物块的质量

答案:B
解析:由牛顿第二定律得:nkx-μmg=ma,a=n2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客-μg,图线的纵截距为-μg,故选B.

6、一根质量分布均匀的长绳AB,在水平外力F的作用下,沿光滑水平面做直线运动,如图()所示.绳内距Ax处的张力FTx的关系如图()所示,由图可知(  )

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A.水平外力F=6 N     B.绳子的质量m=3 kg

C.绳子的长度l=3 m  D.绳子的加速度a=2 m/s2

答案:A
解析:x=0,A端进行受力分析,F-FT=ma,A端质量趋近于零,F=FT=6 N,选项A正确;由于不知绳子的加速度,其质量也无法得知,选项BD均错误;由题图知绳长度为2 m,选项C错误.

点评 无论对哪种图像,都可以从图线在两坐标轴的截距的物理意义来理解.有的图像的斜率、面积也具有物理意义,这都要结合物理规律仔细推敲,认真求解.


7、()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θ的光滑斜面滑下,然后在不同的θ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θ变化的图像分别对应图()中的(  )

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A.①、②和③    B.③、②和①

C.②、③和①    D.③、①和②

答案:B解析:小球在光滑斜面上时,对斜面的压力N=mgcos θ,其最大值为mg,y=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=cos θ,对应于图线③;小球运动的加速度a=gsin θ,其最大值为g,y=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=sin θ,对应于图线②;重力加速度是恒定值,y=1,对应于图线①,故选项B正确.

8、某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N,他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t0t3时间段内,弹簧秤的示数如图所示,电梯运行的v2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)(  )

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答案:AD
解析:由图可知,t0t1时间内,弹簧秤的示数小于实际重量,则处于失重状态,此时具有向下的加速度,t1t2阶段弹簧秤示数等于实际重量,则既不超重也不失重,t2t3阶段,弹簧秤示数大于实际重量,则处于超重状态,具有向上的加速度.若电梯向下运动,t0t1时间内向下加速,t1t2阶段匀速运动,t2t3阶段减速下降,选项A正确,B错误;若电梯向上运动,t0t1减速上升为失重状态,t1t2静止,t2t3又加速上升为超重状态,由此知D也是可能的,Ct0t1内超重,不符合题意.

9、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图()所示,物块速度v与时间t的关系如图()所示.取重力加速度g=10 m/s2.由此两图线可以得出物块(  )

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A.质量为1.5 kg

B.与地面之间的动摩擦因数为0.2

C.在t=3 s时刻的加速度为2 m/s2

D.在t=3 s时刻的速度为3 m/s

答案:C
解析:根据题图,46 s,水平推力F1=2 N,物块以v=4 m/s的速度做匀速直线运动,这说明物块受到的滑动摩擦力f=F1=2 N,f=

μmg,所以μmg=2 N;在2~4 s内,水平推力F2=3 N,物块做匀加速直线运动,加速度a=2 m/s2.根据牛顿第二定律,有F2-f=ma,联立以上各式并代入数据可得m=0.5 kg,μ=0.4,选项A、B错误,选项C正确.由图(乙),可知t=3 s时刻的速度为2 m/s,选项D错误.


10、如图()所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接.()中分别表示物体速度大小v、加速度大小a、摩擦力大小f和物体运动路程s随时间t变化的关系.()中可能正确的是(  )

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答案:AD
解析:在斜面上做匀加速直线运动,在水平面上做匀减速直线运动,故选项A正确,B错误;在斜面上受的摩擦力小,故选项C错误;在斜面上s=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客at2,在水平面上s=v0t-2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客at2,故选项D正确.


11、质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10 m/s2)

(1)升降机匀速上升;

(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升;

(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降.

解析:(1)当升降机匀速上升时,由平衡条件得人受到的支持力N=mg=600 N.

根据牛顿第三定律,人对体重计的压力即体重计的示数为600 N.

(2)根据牛顿第二定律N-mg=ma,

得出N=mg+ma=60×(10+4)N=840 N.

此时体重计的示数为840 N.

(3)据牛顿第二定律可得mg-N=ma

得出N=mg-ma=60×(10-5)N=300 N,

此时体重计的示数为300 N.

答案:(1)600 N (2)840 N (3)300 N


12、一质量为m=0.4 kg的电动遥控玩具车在水平地面上做直线运动,如图所示为其运动的v2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客t图像的一部分,已知0.4 s以前车做匀变速运动,之后做变加速运动直到速度最大,2 s时刻关闭发动机,玩具车开始做匀减速运动最终停止.小汽车全过程中所受阻力可视为恒定.

(1)关闭发动机后小车运动的时间;

(2)求匀加速阶段小汽车的驱动力;

(3)估算全过程小汽车行驶的距离.

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解析:(1)设2 s后小汽车加速度大小为a2,据图像得

a2=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 m/s2=2 m/s2.

设减速阶段时间为t,

由vt=v0-a2t,

解得t=4 s.

(2)设0~0.4 s内,小汽车加速度大小为a1

a1=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客 m/s2=10 m/s2

据牛顿第二定律得:F-f=ma1

关闭发动机后:f=ma2

解得F=4.8 N.

(3)0~0.4 s内的位移

x1=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客a12015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客×10×0.42 m=0.8 m

根据图像可得0.4~2 s内的位移

x2=58×0.2×1 m=11.6 m

2 s以后的位移x3=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客a2t2=2015一轮复习第三章 牛顿运动定律第3课时牛顿运动定律的应用一(超重、失重、动力学图像)课时练试题及解析答案 - dsl62389 - 学苑博客×2×42 m=16 m

小汽车的总位移x=x1+x2+x3=28.4 m(计算结果在27.6~29.2间均给分)

答案:(1)4 s (2)4.8 N (3)28.4 m

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