高考物理第一轮复习专题2　牛顿运动定律的应用（1）（含解析）

高考物理第一轮复习专题2　牛顿运动定律的应用（1）（含解析）

专题(二)　[专题2　牛顿运动定律的应用(1)]‎ ‎1．2013·莆田一中月考关于超重和失重现象，下列描述中正确的是(　　)‎ A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态 B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态 C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态 D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态 ‎2．设“神舟七号”载人飞船近地加速时，飞船以‎5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度．则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为(　　)‎ A．6mg　　　　　　　　　B．5mg C．4mg D．mg ‎3．一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图象如图Z2－1所示，则(　　)‎ 图Z2－1‎ 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 ‎4．如图Z2－2所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是(　　)‎ 图Z2－2‎ A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 ‎5．2012·佛山模拟一名学生为了体验超重和失重的感觉，从一楼乘电梯到十五楼，又从十五楼下到一楼，他的感觉是(　　)‎ A．上楼时先超重，然后正常 B．上楼时先失重，然后正常，最后超重 C．下楼时先失重，然后正常 D．下楼时先失重，然后正常，最后超重 ‎6. 2012·湛江模拟(双选)下列有关超重和失重的说法，正确的是(　　)‎ A．无论物体处于超重还是失重状态，物体所受的重力总是不变的 B．做竖直上抛运动的物体处于完全失重状态 C．在沿竖直方向向上运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程 D．在沿竖直方向向上运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程 ‎7．(双选)“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳．质量为m的小明如图Z2－3所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时(　　)‎ 图Z2－3‎ A．速度为零 B．加速度a＝g，方向与断裂橡皮绳原拉力方向相反 C．加速度a＝g，方向与断裂橡皮绳原拉力方向相同 D．加速度a＝g，方向竖直向下 ‎8．(双选)如图Z2－4所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱 图Z2－4‎ 顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为(　　)‎ A．加速下降　　B．加速上升 C．减速上升 D．减速下降 ‎9．2013·福州十校期中(双选)如图Z2－5所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g，则有(　　)‎ 图Z2－5‎ A．a1＝0‎ B．a1＝g C．a2＝g D．a2＝0‎ ‎10．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图Z2－6所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变量为(　　)‎ 图Z2－6‎ A．伸长量为tanθ　　　B．压缩量为tanθ C．伸长量为 D．压缩量为 ‎11．如图Z2－7所示为上、下两端相距L＝‎5 m、倾角α＝30°、始终以v＝‎3 m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧)．将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下，经过t＝2 s到达下端，重力加速度g取‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)传送带与物体间的动摩擦因数多大？‎ ‎(2)如果将传送带逆时针转动，速率至少多大时，物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端？‎ 图Z2－7‎ ‎12．2012·金华模拟如图Z2－8所示，放在水平地面上的长木板B，长为‎1 m，质量为‎2 kg，与地面之间的动摩擦因数为‎0.2.一质量为‎3 kg的小铅块A，放在B的左端，A、B之间的动摩擦因数为0.4，当A以‎3 m/s的初速度向右运动之后，求最终A对地的位移和A对B的位移．‎ 图Z2－8‎ 专题(二)‎ ‎1．D　[解析] 物体是否超重或失重取决于加速度方向，当加速度向上时物体处于超重状态，当加速度向下时物体处于失重状态，当加速度向下且大小等于重力加速度时物体处于完全失重状态．电梯正在减速上升，加速度向下，乘客失重，选项A错误；列车加速时加速度水平向前，乘客既不超重也不失重，选项B错误；荡秋千到最低位置时加速度向上，人处于超重状态，选项C错误；飞船绕地球做匀速圆周运动时，其加速度等于飞船所在位置的重力加速度，宇航员处于完全失重状态，选项D正确．‎ ‎2．A　[解析] 对宇航员由牛顿运动定律有：N－mg＝ma，得N＝6mg，再由牛顿第三定律可判定A项正确．‎ ‎3．A　[解析] 由速度图象可知，在0～t3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，A正确，B错误．t1～t2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t2～t3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，C、D错误．‎ ‎4．A　[解析] A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A项正确．‎ ‎5．D　[解析] 上楼时，电梯先加速运动，然后匀速运动，最后减速运动，人对电梯的压力先大于重力，然后等于重力，最后小于重力，故上楼时先超重，然后正常，最后失重，A、B错误；下楼时，电梯先加速运动，然后匀速运动，最后减速运动，人对电梯的压力先小于重力，然后等于重力，最后大于重力，故下楼时先失重，然后正常，最后超重，C错误，D正确．‎ ‎6．AB　[解析] 无论物体处于超重还是失重状态，物体所受的重力总是不变的，选项A正确；做竖直上抛运动的物体，其加速度为重力加速度，物体处于完全失重状态，选项B正确；在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机处于向上减速或向下加速运动过程，选项C、D错误．‎ ‎7．AB　[解析] 橡皮绳断裂时速度不能发生突变，A正确；两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，可知两橡皮绳夹角为120°，小明左侧橡皮绳在腰间断裂时，弹性极好的橡皮绳的弹力不能发生突变，对小明进行受力分析可知B正确，C、D错误．‎ ‎8．BD　[解析] 因为木箱静止时弹簧处于压缩状态，且物块压在箱顶上，则有：T＝mg＋N，某一段时间内物块对箱顶刚好无压力，说明弹簧的长度没有变化，则弹力没有变化，由于N＝0，故物块所受的合外力为F合＝T－mg，方向竖直向上，故箱子有向上的加速度，而有向上的加速度的直线运动有两种：加速上升和减速下降，所以B、D项正确. ‎ ‎9．AC　[解析] 木板抽出前，由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为mg.木板抽出后瞬间，弹簧弹力保持不变，仍为mg.由平衡条件和牛顿第二定律可得a1＝0，a2＝g.‎ ‎10．A　[解析] 分析小球受力，由牛顿第二定律可得： m2gtanθ＝m‎2a，得出a＝gtanθ；再对木块受力分析，由牛顿第二定律得：kx＝m‎1a，故x＝tanθ，且处于伸长状态，故A正确．‎ ‎11．(1)0.29　(2)‎8.66 m/s ‎[解析] (1)传送带顺时针转动时，物体受重力、支持力和斜向上的摩擦力沿传送带向下做匀加速直线运动．设加速度为a.由题意得 L＝at2‎ 解得a＝‎2.5 m/s2‎ 由牛顿第二定律得 mgsinα－μmgcosα＝ma 解得μ＝＝0.29.‎ ‎(2)如果传送带逆时针转动，要使物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端，则应保证物体一直加速运动．设物体到达下端时恰好与传送带速度相同，此时传送带速度为vm，物体加速度为a′.由牛顿第二定律得 mgsinα＋μmgcosα＝ma′‎ 由运动学公式有 v＝‎2a′L 解得vm＝‎8.66 m/s.‎ ‎12．‎1.17 m　‎‎0.9 m ‎[解析] 对A，aA＝－＝－μAg＝－‎4 m/s2‎ 对B，aB＝＝‎1 m/s2‎ A相对地面做匀减速运动，B相对地面做匀加速运动，设经过时间t, A的位移为sA，B的位移为sB，此时A、B达到共同速度v共，再共同做匀减速运动，经过s0的位移停止运动．‎ 对A，v共＝v0＋aAt sA＝ 对B，v共＝aBt sB＝aBt2‎ 解得v共＝‎0.6 m/s，t＝0.6 s，sA＝‎1.08 m，sB＝‎‎0.18 m A对B的位移Δs＝sA－sB＝‎‎0.9 m A、B共同运动加速度为 aAB＝＝－‎2 m/s2‎ s0＝＝‎‎0.09 m 最终A对地的位移s总＝sA＋s0＝‎1.17 m.‎