2021届高考物理二轮复习 牛顿运动定律的应用 巩固训练 含答案

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2021届高考物理二轮复习 牛顿运动定律的应用 巩固训练 含答案

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2021届高三物理二轮综合巩固强化训练
牛顿运动定律的应用
1.2019年5月25日,2019年全国蹦床锦标赛在天津科技大学滨海校区体育馆落下帷幕,上海选手高磊加冕男子网上个人和团体双冠王。测得一位仅在竖直方向上运动的蹦床运动员受到蹦床的弹力F随时间t的变化规律如图所示,已知该运动员的最大加速度为,重力加速度为,不计空气阻力。下列说法正确的是(

A.该运动员接触蹦床过程中受到的最大弹力为
B.该运动员双脚离开蹦床后的最大速度为
C.该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态
D.该运动员由接触蹦床到最低点的过程中一直处于失重状态
2.
一辆装满石块的货车在某段平直道路上遇到险情
司机以加,速度
紧急刹车。
货箱中石块
B
的质量为,
则石块周围与它接触的物体对石块的作用力为(

A.3000N
B.4000N
C.5000N
D.7000N
3.如图所示,电视剧拍摄时,要制造雨中场景,剧组工作人员用消防水枪向天空喷出水龙,降落时就成了一场“雨”。若忽略空气阻力,以下分析正确的是(
)
A.水枪喷出的水在上升时超重
B.水枪喷出的水在下降时超重
C.水枪喷出的水在最高点时,速度方向斜向下
D.水滴在下落时,越接近地面,速度方向越接近竖直方向
4.如图所示,水平粗糙传送带距离地面的高度为,以恒定速率顺时针运行。甲、乙两滑块(可视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计),在的正中间位置轻放它们时,弹簧立即弹开,两滑块以相同的速率分别向左、右运动。下列判断不正确的是(

A.甲、乙滑块可能同时从两端离开传送带
B.甲、乙滑块刚离开弹簧时可能一个减速运动、一个加速运动
C.甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定不相等
D.甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,且距释放点的水平距离相等
5.一个物块放置在粗糙的水平地面上,受到的水平拉力随时间变化的关系如图甲所示,速度随时间变化的关系如图乙所示,,则由图中信息可判定(
)
A.内物块所受摩擦力
B.物块的质量为
C.物块在前内的平均速度为
D.物块与水平地面间的动摩擦因数
6.关于曲线运动,下列说法中正确的是(
)
A.曲线运动一定是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.匀速运动可能是曲线运动
7.如图所示,以9.8m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直撞在倾角为θ=30°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是(??
)
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,一小球从斜面顶端沿水平方向飞出,后又落回到斜面上.已知斜面的倾角为θ,小球初速度大小为,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(
)
A.小球从飞出到落回到斜面上的时间为
B.小球落回到斜面上时的速度大小为
C.减小小球的初速度,则小球落回到斜面上时速度方向与斜面的夹角也减小
D.若小球以水平飞出,且小球仍能落回到斜面上,则小球落回到斜面上的速度大小是原来落回到斜面上速度大小的2倍
9.如图所示,一可看作质点的小球从一台阶顶端以4
m/s的水平速度抛出,每级台阶的高度和宽度均为1
m,如果台阶数足够多,重力加速度g取,则小球将首先落在标号为几的台阶上?(
)
A.3
B.4
C.5
D.6
10.如图所示,一个半径为的半圆柱体放在水平地面上,一小球从圆柱体左端A点正上方的B点水平抛出(小球可视为质点),恰好从半圆柱体的右上方C点掠过.已知O为半圆柱体侧面半圆的圆心,与水平方向夹角为53°,重力加速度g取,则(
)
A.小球从B点运动到C点所用时间为0.3
s
B.小球从B点运动到C点所用时间为0.5
s
C.小球做平抛运动的初速度为4
m/s
D.小球做平抛运动的初速度为6
m/s
11.某实验小组利用如图1所示的实验装置测量小滑车和木板之间的动摩擦因数.主要实验步骤如下:
i.将带滑轮的长木板固定在水平桌面上,按图连接实验装置,小滑车置于打点计时器附近,牵引端只挂一个钩码.
ii.接通电源,由静止释放小滑车,小滑车运动至木板左端附近时制动小滑车,关闭电源,取下纸带,计算加速度;
iii.依次从小滑车上取下第一个、第二个、第三个……钩码挂在牵引端,重复步骤ii,分别计算加速度、、……
iv.在坐标系中描点,用直线拟合,计算动摩擦因数(m为牵引端钩码总质量,每个钩码质量均为).
请回答下列问题:
(1)关于实验原理及操作,下列说法正确的是______;
A.实验中必须平衡摩擦力
B.滑轮与小滑车间的细绳应与木板平行
C.必须保证牵引端钩码的总质量远小于小滑车和车上钩码的总质量
D.还需要测得小滑车的质量
(2)某条纸带测量数据如图2所示,为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为、、、、、。已知打点计时器的工作频率为,则小滑车的加速度值为________(结果保留2位有效数字);
(3)测得图线在a轴上的截距为b,已知重力加速度为g,则小滑车与木板间的动摩擦因数表达式为_____.
12.如图所示,图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验情况图,其中为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,和为细绳。图乙是某实验小组在白纸上根据实验结果画出的图。
?
(1)本实验采用的科学方法是_____。
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
D.建立物理模型法
(2)实验中,小张同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力和,图中小正方形的边长表示为根据平行四边形定则作出的合力(图中未画出)与的夹角分别为和,下列说法正确的是_____。
A.
B.
C.
D.
(3)为提高实验结论的可靠性,在重复进行实验时,结点的位置_____(填“可以”或“不可以”)变动。
13.一支探险队在探险时遇到一条山沟,山沟的一侧竖直,另一侧呈抛物线形状的坡面与一个平台相连,如图所示.已知山沟竖直一侧的高度为,平台离沟底的高度为点离的水平距离为.以沟底的O点为原点建立坐标系,坡面的抛物线方程为.质量为m的探险队员在山沟的竖直一侧从A点沿水平方向跳向平台.人可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g.
(1)若探险队员从A点以初速度水平跳出时,掉在坡面的某处,则他在空中运动的时间为多少?
(2)为了能跳在平台上,他在A点的初速度应满足什么条件?请计算说明.
14.如图所示,长为的细绳一端连接一质量为5kg的小球,另一端系在固定点O,将小球拉到A点并使细绳水平,给小球一竖直向下的初速度,小球开始绕固定端O点做圆周运动,运动至O点正下方B点时绳子刚好断了,之后做平抛运动,绳子能承受的最大拉力为450N.在B点右侧平地上固定一个倾角为37°的斜面小球做平抛运动至斜面的最高点C时的速度方向恰好沿斜面方向,然后沿滑梯滑至D点,小球与斜面间动摩擦因数为0.5,长度为s=11m.已知sin37?=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力影响,重力加速度g取10m/s.求:
(1)小球刚运动到B点时的速度大小;
(2)两点间的高度差;
(3)小球从B点运动到D点的时间.
15.2018年11月23日,北京国际雪联单板滑雪大跳台世界杯在国家体育场举办。如图1,运动员经过一段加速滑行后从点以水平速度飞出,落到斜坡上的点,已知两点距离,斜坡与水平面的夹角,不计空气阻力。求
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员在点水平速度的大小;
(3)若运动员从点以不同的水平速度飞出落到斜坡上,请写出两点距离和水平速度的关系式,并在图2
中定性画出的图像?。
16.攀岩被很多极限运动员所喜爱和挑战。运动员在攀爬过程中,常常要协调手足之间的发力,才能更好地保持平衡。如甲图所示,某攀岩者正停留在悬崖的某处,双手分上下扣住岩壁,双脚做支撑。为方便地分析此时手脚的受力,将攀岩者简化成乙图情景:攀岩者简化为重球,其质量为40
kg,与两根轻细绳和连接,两绳另一端连接于竖直墙上,细绳与水平线成角,细绳垂直于墙,轻杆一端固定于重球上,另一端链接在竖直墙上,杆对重球产生一个方向与水平线成角的弹力,,若要使两绳都能伸直有两种临界可能,一种情况是绳上的拉力刚好为零,一种情况是绳上的拉力刚好为零,请你分别求出这两种情况下的弹力的大小,并总结出攀岩者能在此处保持平衡时弹力的大小范围.()
17.山东潍坊风筝,古来有名,以扎糊精巧、画工别致著称于世。其中最简单的是平板状方形风筝,这种通过风筝拉线来调整风筝在空中与风向成-定的迎角而静止在空中,其模型简化如图所示。若质量为的风筝在共点力的作用下在空中保持静止,风对风筝的力垂直于风筝面斜向上,风筝与水平方向的夹角为,拉线对风筝的拉力斜向下,且与水平方向的夹角为,重力加速度大小为,求:
(1)求此时风对风筝的力;
(2)拉线对风筝的拉力。
参考答案
1.答案:C
2.答案:C
解析:当货车刹车时,在竖直方向,其他物体对石块B的作用力
在水平方向,其他物体对石块B的作用力
故作用力
故选C。
3.答案:D
解析:水在空中只受重力作用,水处于完全失重状态,A、B项错。水在最高点时,速度方向水平,C项错误。水在下落过程中,竖直方向速度逐渐增大,其合速度越接近竖直方向,D项正确。
4.答案:C
解析:弹簧弹开后,两滑块以相同的速率分别向左、右运动.根据滑块的受力判断物体的运动,需讨论滑块弹开后的速度与传送带的速度的大小.
5.答案:D
6.答案:A
解析:曲线运动的速度方向一定是变化的,即速度是变化的,选项A正确.变速运动可以是速度的方向改变,也可以是速度的大小改变,或者两者都改变.若只有速度的大小改变的变速运动,是直线运动,如急刹车,选项B错误.加速度不变的曲线运动是匀变速曲线运动,选项C错误.匀速直线运动的速度大小和方向都不变,只能是直线运动,不可能是曲线运动,选项D错误.
7.答案:C
解析:由题设可知,小球落地速度的方向与竖直方向夹角为30°,设落地速度的竖直分量为,水平分量当然是,则,而,得.
思路分析:研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,两个方向上运动的时间相同.
点评:本题就是对平抛运动规律的直接考查,掌握住平抛运动的规律就能轻松解决.需要理解分运动和合运动的等时性
8.答案:D
解析:小球从飞出到落回到斜面上,其位移与水平方向的夹角等于θ,则,解得,A错误;根据速度与水平方向夹角的正切值与位移与水平方向夹角的正切值关系得,,由数学知识知,,故小球落到斜面上时的速度大小为,B错误;减小速度后,小球落到斜面上的位移与水平方向的夹角不变,因此小球落到斜面上的速度方向不变,C错误;由知,小球落回斜面的速度大小与初速度的大小成正比,故小球以水平飞出,落回到斜面上的速度大小是原来落回到斜面上速度大小的2倍,D正确.
9.答案:B
解析:设小球从抛出到落到台阶上经历的时间为t,水平位移为,竖直位移为,因为每级台阶的高度和宽度均为1
m,所以小球落在台阶上时位移与竖直方向的夹角小于等于45°,即,代入数据解得;相应的水平位移.台阶数,可知小球抛出后首先落到标号为4的台阶上.故B正确,A、C、D错误.
10.答案:AC
解析:从B点到C点,小球做平抛运动,由题可知小球在C点的速度方向与水平方向成37°角,由速度的分解可知,竖直分速度大小为,水平方向有,联立解得,故选A、C.
11.答案:(1)B
(2)0.42
(3)
解析:(1)实验原理是利用砝码牵引小滑车做加速运动,利用打出的纸带求出加速度,牵引绳的拉力必须与摩擦力在一条直线上,所以滑轮与小滑车间的细绳应与木板平行,B正确;A、C、D错误.
(2)由得:
(3)设原小滑车和砝码的总质量为M,牵引小滑车的砝码质量为m,对整体,由牛顿第二定律可得:,即,所以,求得:
12.答案:(1)C
(2)B
(3)可以
解析:
13.答案:(1)
(2)
解析:(1)设探险队员在坡面上的落点坐标为,由平抛运动规律可得,又,联立解得.
(2)将代入可求得B点的横坐标,而C点的横坐标.由平抛运动规律得,解得,所以为了能跳到平台上,他在A点的初速度应满足.
14.答案:(1)(2)(3)
15.答案:(1);(2);(3)见解析
解析:(1)将运动员位移分解为水平位移,
竖直位移
运动员在竖直方向做自由落体运动,
,解得:
(2)运动员在水平方向做匀速直线运动,解得
(3)运动员的始末位置都在斜面上,位移方向沿斜面向下,因而运动员运动的位移偏向角为37°。将其运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
运动员在空中飞行的时间为
运动员的水平位移
运动员的位移
关系是二次函数关系,是一条抛物线,如图所示:
16.答案:解一:
当绳上的拉力刚好为零时,受力分析如图1,
当绳上的拉力刚好为零时,受力分析如图2,
结合受力图可知:
情况图1中,杆所给的弹力
情况图2中,杆所给的弹力
因此所求的的大小范围为
解二:
情况图1中,
解得:
情况图2中,
解得:
因此所求的的大小范围为
17.答案:以风筝为研究对象,受力分析如图所示:
正交分解可知:


联立解得,

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