上海高三物理一模牛顿运动定律专题汇编.docx
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上海高三物理一模牛顿运动定律专题汇编
上海市各区县2020届高三物理一模牛顿运动定律专题分类精编
一、选择题
1、(2020长宁区第8题)用图像可以反映物体的运动状态或其所受合外力的情况。
甲是位移随时间变化图像,乙是速度随时间变化图像,丙是加速度随时间变化图像,丁是合外力随时间变化图像。
图像均为直线。
下列根据这些图像对物体作出的判断中,正确的是()
(A)图甲物体的加速度越来越大(B)图乙物体受到的合外力越来越大
(C)图丙物体的速度均匀增大(D)图丁物体的加速度均匀增大
2、(2020奉贤区第3题)某跳高运动员在运动会中成功跳过了1.7m的髙度。
不计空气阻力,则运动员在空中()
(A)一直处于超重状态(B)一直处于失重状态
(C)上升处于超重,下降处于失重(D)上升处于失重,下降处于超重
3、(2020虹口第1题)由于实验器材简陋,伽利略将自由落体实验转化为著名的“斜面实验”,主要是考虑到()
A.便于测量小球运动的速度
B.便于测量小球运动的时间
C.便于测量小球运动的路程
D.便于直接测量小球运动的加速度
4、(2020虹口第12题)在光滑水平面上,一个物块同时受到两个水平力F1与F2的作用。
若F1、F2随时间的变化如图所示,且第1s内物块处于静止状态,则()
A.第2s内加速度逐渐减小,速度逐渐增大
B.第3s内加速度逐渐减小,速度逐渐减小
C.第4s内加速度逐渐减小,速度逐渐增大
D.第5s末物块的速度为零,且离出发点最远
5、(2020崇明第4题)设a、v和s分别代表物体运动的加速度、速度和位移.现有初速度均为零的四个物体,他们的运动图像分别如下图所示,则哪个物体在做单向直线运动?
()
6、(2020浦东新区第11题)
②
O
④
③
①
π/2
1
y
θ
θ
如图所示,小球沿不同倾角θ的光滑斜面滑下,小球的加速度a及对斜面的压力N与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应y-θ图中的()
(A)①和②
(B)①和④
(C)②和③
(D)③和④
7、(2020松江区第6题)下列图像能反映牛顿第二定律的是()
8、(2020黄浦区第4题)从牛顿第一定律可直接演绎得出()
(A)质量是物体惯性的量度(B)一个物体的加速度与所受合外力成正比
(C)物体的运动需要力来维持(D)物体有保持原有运动状态的性质
9、(2020徐汇区第4题)设想如能创造一理想的没有摩擦的环境,用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮,由于巨轮惯性太大,则会出现的情况()
(A)完全无法拖动巨轮(B)要经过较长时间才会产生明显的速度
(C)一施力就会产生明显位移(D)要经过较长时间才会产生明显的加速度
10、(2020杨浦区第4题)运动员在立定跳远时,脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是()
(A)(B)(C)(D)
二、填空题
1、(2020长宁区第15题)倾斜索道与水平面夹角为37º,质量为m的人站在车厢内沿钢索匀加速向上运动,他对箱底压力为1.25mg。
那么,车厢沿钢索匀加速向上运动的加速度a=________,车厢对人的摩擦力Ff=_________。
2、(2020青浦区第16题)客运电梯简化模型如图(a)所示,在t=0时电梯由静止开始上升,最初一段时间内电梯的加速度a随时间t变化的关系如图(b)所示。
已知电梯总质量为2.0×103kg,忽略空气阻力,则电梯在上升过程中受到的最大拉力为_______N,电梯在11s时的速度为________m/s。
3、(2020徐汇区第14题)利用如图所示的装置做如下实验:
小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。
斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。
根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是:
____________________;由此进一步外推,可得到推论是:
_____________________。
三、综合题
1、(2020长宁区第19题)如图,小环套在与水平地面成θ=30°的固定光滑杆上,用水平拉力F=N从h1=0.20m高处由静止起拉动小环,直到杆的最高端h2=1.20m处撤去F,小环在空中上升到最高处h3=1.25m后开始下落并最终落到地面。
不计空气阻力,测得小环在空中运动的最小速度为m/s。
(g=10m/s2)
(1)小环在空中运动时哪个位置速度最小?
写出必要的分析过程。
(2)小环在h2高度处的速度大小为多少?
(3)小环的质量为多少?
2、(2020嘉定区第20题)中国籍80后极限爱好者叶晨光身披国旗完成了万米高空跳伞挑战,打破了国人高空跳伞最高纪录。
叶晨光从10000m的高度从飞机下落,并在离地800m左右的低空开伞。
若他和伞的总质量为m,请思考下列问题(本题数据运算g取9.8m/s2):
(1)开始时叶晨光做自由落体运动,求出他在3s末的速度以及前3s内的位移。
(2)当降落伞完全打开后,叶晨光和伞所受空气阻力f的大小与速度的平方成正比,即f=kv2(k为常数)。
设伞完全打开时速度为,对应的空气阻力,求此时的加速度。
(3)当降落伞完全打开后,分析叶晨光做怎样的运动,并画出对应的v-t图。
(4)若空气阻力f=27.4v2,叶晨光和伞的总质量m=70kg,则叶晨光落地速度为多大?
落地瞬间重力的瞬时功率为多少?
3、(2020奉贤区第20题)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为水平面夹角为θ(小角度)的斜面。
一辆长L=12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床。
当车速为v1=23m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动。
当货物在车厢内滑动了s=4m时,车头距制动坡床顶端d=38m。
再过一段时间,货车停止。
已知空货车质量M是货物质量m的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数μ=0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。
货物与货车分别视为小滑块和平板,取cosθ=1,sinθ=0.1,g=10m/s2。
(1)请画出货物在车厢内滑动时受力示意图,并求货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;
(2)请画出当货物在车厢内滑动时货车的受力示意图,并求出货车此时的的加速度的大小和方向;
(3)求出制动坡床的长度。
4、(2020静安区第20题)如图所示,长s的粗糙水平面AB与足够高的光滑曲面BC平滑连接,一质量m的小物块静止于A点,对小物块施加与水平方向成θ角、大小为F的恒力,当小物块到达曲面底端B点时撤去F,小物块与水平面间的动摩擦因数为μ。
(1)求小物块在水平面AB上运动时的加速度a;
(2)求小物块在曲面BC上能到达的最大高度h;
(3)当恒力F满足什么条件时,小物块能回到A点(F与m、θ、μ的关系)?
5、(2020虹口第19题)如图(a)所示,倾角为37°的斜面足够长。
质量m=1kg的滑块,从斜面底端以v0=8m/s的初始速度冲上斜面,前1s内的v-t图像如图(b)所示,重力加速度g取10m/s2。
求:
(1)滑块沿斜面上滑的最大距离。
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数。
(3)滑块上升过程中损失的机械能,以及返回到斜面底端时的动能。
6、(2020崇明区第19题)如图,质量kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经s拉至B处.(已知,,g取10m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;
(2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动到达B处,在图上画出物体的受力图,并求到达B处时速度?
(3)上题中,若到达B处后撤销外力,则物体还能运动多长时间?
7、(2020浦东新区第19题)一个质量m=0.1kg的小物块由静止开始沿倾角α的斜面匀加速滑下,然后在粗糙水平面上做匀减速直线运动,直到停止。
小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ,下表给出了不同时刻小物块的速率。
g取10m/s2,求小物块
时刻t(s)
0
……
0.3
0.4
0.5
……
1.4
1.5
1.6
……
速率v(m/s)
0
……
1.5
2.0
2.5
……
3.0
2.5
2.0
……
(1)在斜面上的加速度大小a1和水平面上的加速度大小a2;
(2)与水平面间的动摩擦因数μ和斜面的倾角α;
(3)滑到斜面底端时的速率v1;
(4)损失的机械能。
8、(2020青浦区第19题)跳伞员常常采用“加速自由降落”(即AFF)的方法跳伞。
如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从飞机上跳出(初速为零),降落40s时,竖直向下的速度达到50m/s,假设这一运动是匀加速直线运动。
求:
(1)运动员平均空气阻力为多大?
(2)降落40s时打开降落伞,此时他离地面的高度是多少?
(3)打开降落伞后,运动员受的阻力f大于重力,且f与速度v成正比,即f=kv(k为常数)。
请简述运动员接下来可能的运动情况。
α
A
B
9、(2020松江区第19题)如图,质量1kg的物块从倾角α=370的斜面顶端A点由静止开始沿斜面匀加速下滑,到达B点的速度为2m/s,已知AB长2m(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)。
求:
(1)物块下滑过程中加速度的大小;
(2)物块下滑过程中受到的阻力大小;
(3)物块下滑过程中损失的机械能;
(4)若要使物块沿斜面下滑过程中机械能守恒,可加一恒力F,求F的大小和方向。
10、(2020黄浦区第20题)20.如图(a)所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具:
“上坐一人,双手握铁篙,向后下方用力点冰,则冰床前进如飞。
”在空旷的水平冰面上,有一小孩从静止开始,连续三次“点冰”后,爬犁沿直线继续滑行了24m后停下。
某同学用v-t图像描述了上述运动过程,如图(b)所示。
(1)求爬犁减速滑行时加速度的大小a2和运动中的最大速率vmax;
(2)求小孩“点冰”时爬犁加速度的大小a1;
(3)通过受力分析,说明“点冰”过程中爬犁加速的原因;
(4)该同学把小孩每次“点冰”使爬犁加速的过程视为匀加速直线运动,他做了哪些近似的处理。
11、(2020宝山区第20题)如图所示,轨道ABCD在竖直平面内,其中AB段为光滑斜面,BC段为粗糙水平面,动摩擦因素为μ,CD是光滑曲面,D为曲面上半径为R的小部分球面的顶点,顶点切线水平,离水平面高为h。
质量为m的小物块P在斜面上,若在距水平面高H处由静止释放,物块能沿着轨道ABCD到达D处。
不计小物块在B转折处能量的损失。
(1)求物块在水平面上滑行时加速度的大小;
(2)若物块运动到D处时刚好能脱离,求它在C处时的速度;
(3)证明:
物块不脱离D点的条件为。
12、(2020徐汇区第19题)
F
α
如图,ABC为金属杆做成的轨道,固定在竖直平面内。
轨道的AB段水平粗糙,BC段由半径为R=0.1m的两段光滑圆弧平滑连接而成。
一质量m=0.2kg的小环套在杆上,在与水平方向成α=37°的恒定拉力F作用下,从A点由静止开始运动,经时间t=0.4s到达B点,然后撤去拉力F,小环沿轨道上滑,到达C处恰好掉落做自由落体运动。
小环与水平直杆间动摩擦因数μ=0.5。
求:
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)小环到达B点时的速度大小vB;
(2)
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