【最新版】23届高考二轮专题复习专题一 力与直线运动

这是一份【最新版】23届高考二轮专题复习专题一 力与直线运动，共20页。学案主要包含了拓展训练1，拓展训练2，拓展训练3，拓展训练4，拓展训练5等内容，欢迎下载使用。


考向一 弹力、胡克定律
1.(2016·江苏单科)一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为( )
A.40 m/N B.40 N/m
C.200 m/N D.200 N/m
答案 D
解析 由胡克定律得劲度系数k＝eq \f(F,x)＝200 N/m，选项D正确。
考向二 物体的平衡
2. (2021·江苏省普通高等学校全国统一考试模拟)如图1所示，质量为m＝2.4 kg的物体用细线悬挂处于静止状态。细线AO与天花板之间的夹角为53°，细线BO水平，若三根细线能承受的最大拉力均为100 N，重力加速度g取10 m/s2，不计所有细线的重力，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。下列说法正确的是( )
图1
A.细线BO上的拉力大小30 N
B.细线AO上的拉力大小18 N
C.要使三根细线均不断裂，则细线下端所能悬挂重物的最大质量为8 kg
D.若保持O点位置不动，沿顺时针方向缓慢转动B端，则OB绳上拉力的最小值为19.2 N
答案 C
解析 以结点O为研究对象，受到重力、OB细线的拉力和OA细线的拉力，如图所示
根据平衡条件结合图中几何关系可得细线BO上的拉力大小为FBO＝eq \f(mg,tan 53°)＝18 N，同理，可解得细线AO上的拉力大小FAO＝eq \f(mg,sin 53°)＝30 N，故A、B错误；若三根细线能承受的最大拉力均为100 N，根据图中力的大小关系可得，只要OA不拉断，其它两根细线都不会拉断，故有mmaxg＝Fmaxsin 53°，解得mmax＝eq \f(Fmaxsin 53°,g)＝eq \f(100×0.8,10) kg＝8 kg，故C正确；当OB与OA垂直时，OB细线的拉力最小，根据几何关系结合平衡条件可得Fmin＝mgcs 53°＝2.4×10×0.6 N＝14.4 N，故D错误。
3.(2020·山东卷，8)如图2所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )
图2
A.eq \f(1,3) B.eq \f(1,4)
C.eq \f(1,5) D.eq \f(1,6)
答案 C
解析 根据题述，物块A、B刚要滑动，可知A、B之间的摩擦FfAB＝μmgcs 45°，B与木板之间的摩擦力Ff＝μ·3mgcs 45°。隔离A分析受力，由平衡条件可得轻绳中拉力F＝FfAB＋mgsin 45°。对A、B整体，由平衡条件可得2F＝3mgsin 45°－Ff，联立解得μ＝eq \f(1,5)，选项C正确。
考向三 牛顿运动定律的应用
4.(2020·山东卷，1)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图象如图3所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是( )
图3
A.0～t1时间内，v增大，FN>mg
B.t1～t2时间内，v减小，FNeq \f(1,2)gsin θ B.a>gsin θ
C.a＞g D.条件不足，无法确定
答案 A
解析 设A恰能追上B，临界条件为追上时，二者速度相等。在斜面上运动时间t1，在平面上运动时间t2，则有位移关系gsin θt1t2＝eq \f(1,2)a(t1＋t2)2，速度关系gsin θt1＝a(t1＋t2)，解得a＝eq \f(1,2)gsin θ，要使得A追不上B，则应有a>eq \f(1,2)gsin θ，故A项正确，B、C、D项错误。
9.(2021·江苏决胜新高考·名校交流3月联考) 如图9所示，粗糙水平面上有两个滑块A和B，其间用长为L＝1 m的细线相连，细线可承受的最大张力为FTm＝10 N，现对滑块A施加水平向右的恒力F1＝24 N，作用1 s后突然将外力变为F2＝32 N，滑块质量mA＝4 kg，mB＝2 kg，两滑块与平面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，以下说法正确的是( )
图9
A.1 s末滑块B的速度为3 m/s
B.1.5 s末滑块B的加速度大小为2 m/s2
C.滑块B刚静止时滑块A的速度为eq \f(16,3) m/s
D.滑块B刚静止时两滑块间的距离为4 m
答案 B
解析 当F1＝24 N时，由牛顿第二定律可得F1－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a1，解得a1＝2 m/s2，则1 s末滑块B的速度为v＝a1t1＝2 m/s，故A错误；外力变为F2＝32 N，若中间的细线不断裂，有F2－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a2，解得a2＝eq \f(10,3) m/s2，此时细线的拉力为T＝mBa2＋μmBg＝10.7 N>FTm＝10 N，则细线已经断裂，则B的加速度为aB＝μg＝2 m/s2，滑块B减速到0所需时间t2＝eq \f(v,aB)＝1 s，即1.5 s末滑块B的加速度大小为2 m/s2，故B正确；细线断开时A的加速度aA＝eq \f(F2－μmAg,mA)＝6 m/s2，滑块B刚静止时A的速度vA＝v＋aAt2＝2 m/s＋6×1 m/s＝8 m/s，故C错误； 滑块B刚静止时两滑块间的距离为Δx＝eq \f(v＋vA,2)t2－eq \f(v,2)t2＋L＝5 m，故D错误。
10.(2021·江苏苏州市震川中学第一次统测)如图10所示，A、B两物体的质量都为0.2 kg，两物体间连一轻细线，细线长为0.5 m，一恒力F＝5 N竖直作用在A上，系统由静止开始运动(两物体可看做质点，g＝10 m/s2)。
图10
(1)求运动过程中细线的张力大小；
(2)在t＝2 s时细线断裂，求B运动到最高点时A的速度大小；
(3)在t＝2 s时细线断裂，求再经2 s时间两物体间的距离。
答案 (1)2.5 N (2)12.5 m/s (3)50.5 m
解析 (1)根据牛顿第二定律，对整体有
F－2mg＝2ma，对B有FT－mg＝ma，
解得FT＝eq \f(F,2)＝2.5 N
(2)根据运动学公式有v－gt′＝0
vA＝v＋a′t′，v＝at，F－mg＝ma′，
解得vA＝12.5 m/s
(3)断裂后，根据运动学公式有
xA＝vt＋eq \f(1,2)a′t2
xB＝vt－eq \f(1,2)gt2，Δx＝xA－xB＋L＝50.5 m。
11.(2021·安徽十校联盟检测)如图11所示，质量为m＝1 kg的物块放在倾角为θ＝37°的斜面底端A点，在沿斜面向上、大小为20 N的恒力F1的作用下，从静止开始沿斜面向上运动，运动到B点时撤去拉力F1，当物块运动到C点时速度恰为零，物块向上加速的时间与减速的时间均为2 s。物块运动到C点后，再对物块施加一平行于斜面的拉力F2，使物块从C点运动到A点的时间与从A点运动到C点的时间相等。已知斜面足够长，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
图11
(1)物块与斜面间的动摩擦因数；
(2)拉力F2的大小和方向。
答案 (1)0.5 (2)3 N 方向平行斜面向下
解析 (1)设物块向上做匀加速运动的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有：F1－mgsin θ－μmgcs θ＝ma1
撤去拉力F1后，物块做匀减速运动，设运动的加速度大小为a2
根据牛顿第二定律有：μmgcs θ＋mgsin θ＝ma2
由于物块向上加速的时间与减速的时间相等，
即：a1t＝a2t
联立解得：μ＝0.5
(2)物块向上运动时，a1＝a2＝10 m/s2，
物块从A到C运动的距离：
x＝2×eq \f(1,2)a1t2＝40 m
从C点施加平行于斜面的拉力后，根据牛顿第二定律有：
F2＋mgsin θ－μmgcs θ＝ma3
由运动学公式：x＝eq \f(1,2)a3(2t)2
解得：a3＝5 m/s2，
F2＝3 N
可知F2方向平行斜面向下。