高三物理知识点复习训练题文档格式.docx
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2.(2018·
浙江卷,19)如图3-3-11所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2.关于热气球,下列说法正确的是( ).
图3-3-11
A.所受浮力大小为4830N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s
D.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为240N
解析 热气球刚开始上升时,速度为零,不受空气阻力,只受重力、浮力,由牛顿第二定律知F-mg=ma,得F=4830N,选项A正确;
随着热气球速度逐渐变大,其所受空气阻力发生变化(变大),故热气球并非匀加速上升,其加速度逐渐减小,故上升10s后速度要小于5m/s,选项B、C错误;
最终热气球匀速运动,此时热气球所受重力、浮力、空气阻力平衡,由F=mg+f得f=230N,选项D错误.
答案 A
3.(2018·
陕西西工大附中适应性训练,24)中央电视台推出了一个游戏节目——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;
若瓶最后不能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3-3-12所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在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长度为L2=1m,瓶子质量为m=0.5kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动(g取10m/s2),假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:
图3-3-12
(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?
(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?
解析
(1)要想游戏获得成功,瓶滑到C点速度正好为零时,推力作用时间最长,设最长作用时间为t1,有推力作用时瓶做匀加速运动,设加速度为a1,t1时刻瓶的速度为v,推力停止作用后瓶做匀减速运动,设此时加速度大小为a2,由牛顿第二定律得:
F-μmg=ma1,μmg=ma2
加速运动过程中的位移x1=
减速运动过程中的位移x2=
位移关系满足:
x1+x2=L1,又:
v=a1t1
由以上各式解得:
t1=
s
(2)要想游戏获得成功,瓶滑到B点速度正好为零时,推力作用距离最小,设最小距离为d,则:
+
=L1-L2
v′2=2a1d,联立解得:
d=0.4m.
答案
(1)
s
(2)0.4m
题组二 超重、失重问题
4.如图3-3-13是一种升降电梯的示意图,A为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为M,上下均有跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中乘客的质量为m,匀速上升的速度为v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升h高度后停止,在不计空气和摩擦阻力的情况下,重力加速度为g,下列说法正确的是( ).
图3-3-13
A.关闭电动机后,乘客处于超重状态
B.关闭电动机后,乘客处于失重状态
C.由于A、B质量相等,故关闭电动机后,乘客的加速度大小为g
D.关闭电动机后,电梯上升的高度h一定小于
解析 关闭电动机后,乘客减速上升,处于失重状态,选项A错误、B正确;
对系统由牛顿第二定律得mg=(2M+m)a,选项C错误;
由运动学公式得h=
=
,选项D错误.
5.如图3-3-14所示,小车上有一个定滑轮,跨过定滑轮的绳一端系一重球,另一端系在弹簧测力计上,弹簧测力计下端固定在小车上,开始时小车处于静止状态.当小车沿水平方向运动时,小球恰能稳定在图中虚线位置,下列说法中正确的是( ).
图3-3-14
A.小球处于超重状态,小车对地面压力大于系统总重力
B.小球处于失重状态,小车对地面压力小于系统总重力
C.弹簧测力计读数大于小球重力,但小球既不超重也不失重
D.弹簧测力计读数大于小球重力,小车一定向右匀加速运动
解析 小球稳定在题图中虚线位置,则小球和小车有相同的加速度,且加速度方向水平向右,故小球既不超重也不失重,小车既可以向右匀加速运动也可以向左匀减速运动.
答案 C
6.如图3-3-15所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动.下列各种情况中,体重计的示数最大的是( ).
图3-3-15
A.电梯匀减速上升,加速度的大小为1.0m/s2
B.电梯匀加速上升,加速度的大小为1.0m/s2
C.电梯匀减速下降,加速度的大小为0.5m/s2
D.电梯匀加速下降,加速度的大小为0.5m/s2
解析 当电梯匀减速上升或匀加速下降时,电梯处于失重状态,设人受到体重计的支持力为FN,体重计示数大小即为人对体重计的压力FN′.由牛顿运动定律可得mg-FN=ma,FN=FN′=m(g-a);
当电梯匀加速上升或匀减速下降时,电梯处于超重状态,设人受到体重计的支持力为FN1,人对体重计的压力FN1′.由牛顿运动定律可得FN1-mg=ma,FN1=FN1′=m(g+a),代入具体数据可得B正确.
7.(2018·
安徽三联,22)据2018年10月12日新浪网消息,安徽凤阳县7岁“大力士”杨金龙声名鹊起后,南京、天津等地诸多体育专业学校纷纷向他抛出橄榄枝.最终在安徽省举重队推荐下,小金龙选择了铜陵市业余体校举重队.教练盛红星称在省队测试的时候,小金龙不仅举起45kg杠铃,还背起体重高达120kg的王军教练,简直能“秒杀同龄的施瓦辛格”,g=10m/s2,请计算:
(1)在以a=2m/s2匀加速下降的电梯中小金龙能举起杠铃的质量是多少?
(2)在以a=2m/s2匀加速上升的电梯中小金龙能背起的质量又是多少?
解析
(1)小金龙的举力是一定的,则有F1=mg=450N
在以a=2m/s2匀加速下降的电梯中,设其能举起杠铃的质量为m1,则有m1g-F1=m1a,解得m1=56.25kg
(2)小金龙能背起的重量是一定的,则有F2=Mg=1200N
在以a=2m/s2匀加速上升的电梯中,设其能背起的质量为m2,则有F2-m2g=m2a,解得m2=100kg
答案
(1)56.25kg
(2)100kg
B 深化训练——提高能力技巧
8.(2018·
福建省四地六校联考)一水平传送带以2.0m/s的速度顺时针传动,水平部分长为2.0m,其右端与一倾角为θ=37°
的光滑斜面平滑相连,斜面长为0.4m,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,试问:
图3-3-16
(1)物块到达传送带右端的速度;
(2)物块能否到达斜面顶端?
若能则说明理由,若不能则求出物块上升的最大高度.(sin37°
=0.6,g取10m/s2)
解析
(1)物块在传送带上先做匀加速直线运动.
由μmg=ma1,x1=
,可得x1=1m<
L
故物块到达传送带右端前已匀速运动,速度为2m/s.
(2)物块以速度v0冲上斜面,之后做匀减速直线运动,
由mgsinθ=ma2,x2=
可得x2=
m<
0.4m.
故物块没有到达斜面的最高点,
物块上升的最大高度hm=x2sinθ=0.2m
答案
(1)2m/s
(2)不能 0.2m
9.(2018·
山东卷,22)如图3-3-17所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m.已知斜面倾角θ=30°
,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=
.重力加速度g取10m/s2.
图3-3-17
(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v,由运动学公式得L=v0t+
at2①
v=v0+at②
联立①②式,代入数据得a=3m/s2③
v=8m/s④
(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α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得
Fcosα-mgsinθ-Ff=ma⑤
Fsinα+FN-mgcosθ=0⑥
又Ff=μFN⑦
联立⑤⑥⑦式得F=
⑧
由数学知识得cosα+
sinα=
sin(60°
+α)⑨
由⑧⑨式可知对应F最小的夹角α=30°
⑩
联立③⑧⑩式,代入数据得F的最小值为
Fmin=
N⑪
答案
(1)3m/s2 8m/s
(2)30°
N
10.如图3-3-18所示,一长木板质量为M=4kg,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,质量为m=2kg的小滑块放在木板的右端,小滑块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4.开始时木板与滑块都处于静止状态,木板的右端与右侧竖直墙壁的距离L=2.7m.现给木板以水平向右的初速度v0=6m/s使木板向右运动,设木板与墙壁碰撞时间极短,且碰后以原速率弹回,取g=10m/s2,求:
图3-3-18
(1)木板与墙壁碰撞时,木板和滑块的瞬时速度各是多大?
(2)木板与墙壁碰撞后,经过多长时间小滑块停在木板上?
解析
(1)木板获得初速度后,与小滑块发生相对滑动,木板向右做匀减速运动,小滑块向右做匀加速运动,加速度大小分别为:
am=
=μ2g=4m/s2①
aM=
=5m/s2②
设木板与墙碰撞时,木板的速度为vM,小滑块的速度为vm,根据运动学公式有:
v
-v
=-2aML③
解得vM=3m/s④
=0.6s⑤
vm=amt1=2.4m/s⑥
(2)设木板反弹后,小滑块与木板达到共同速度所需时间为t2,共同速度为v,以水平向左为正方向,
对木板有v=vM-aMt2⑦
对滑块有v=-vm+amt2⑧
代入公式有3-5t2=-2.4+4t2,
解得t2=0.6s
答案
(1)3m/s 2.4m/s
(2)0.6s
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- 物理 知识点 复习 训练