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    2024年高考物理第一轮复习讲义:第三章 第2讲 牛顿运动定律的应用

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    A——夯实基础】r394.TIF1高跷运动是一项新型运动图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后就向上弹起进而带动高跷跳跃如图乙所示。下列说法正确的是(  )A人向上弹起过程中一直处于超重状态B人向上弹起过程中踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力C弹簧压缩到最低点时高跷对人的作用力大于人的重力D弹簧压缩到最低点时高跷对地的压力等于人和高跷的总重力解析:人向上弹起的过程中先做加速度逐渐减小的加速直线运动(超重状态)而后做加速度逐渐增加的减速运动(失重状态)最后做匀减速直线运动到最高点选项A错误;人向上弹起的过程中踏板对人的作用力和人对踏板的作用力属于作用力和反作用力根据牛顿第三定律可知二者等大反向选项B错误;当弹簧压缩到最低点时人有竖直向上的加速度根据牛顿第二定律可知高跷对人的作用力大于人的重力人对高跷的作用力大于人的重力高跷对地的压力大于人和高跷的总重力选项C正确D错误。答案:Cr395.TIF2如图所示质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间物体B的加速度大小为(g10 m/s2)(  )A0        B15 m/s2C6 m/s2    D5 m/s2解析:开始时弹簧的弹力等于B的重力FmBg。放上A的瞬间弹簧弹力不变AB整体分析根据牛顿第二定律得(mAmB)gF(mAmB)a解得a6 m/s2故选项C正确。答案:C3(2022·山东菏泽模拟)图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图像重力加速度g10 m/s2。根据图像分析可知(  )A人的重力可由b点读出约为300 NBbc的过程中人先处于超重状态再处于失重状态C人在双脚离开力板的过程中处于完全失重状态D人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度解析:开始时人处于平衡状态人对传感器的压力约为900 N人的重力也约为900 NA错误;bc的过程中人先处于失重状态再处于超重状态B错误;双脚离开力板的过程中只受重力的作用处于完全失重状态C正确;b点弹力与重力的差值要小于c点弹力与重力的差值则人在b点的加速度要小于在c点的加速度D错误。答案:Cr398.TIF4(2022·湖北华中师大附中高三模拟)我国新一代载人飞船试验船返回舱已于202058顺利返回地面返回舱的质量约为5.4×103 kg。某一次进行返回地面的测试时返回舱在某处弹射出三朵主伞构成伞群通过伞群减速安全返回地面可将这一运动视为竖直方向的匀减速直线运动加速度大小为1.0 m/s2。已知三根主伞的伞绳abc均与竖直方向成θsin θ0.44cos θ0.90g10 m/s2则返回舱在下落过程中主伞伞绳a上的拉力大小约为(  )A2.80×103 N    B1.72×104 NC2.20×104 N    D6.84×104 N解析:返回舱向下做匀减速运动加速度方向向上根据牛顿第二定律可得3FTcos θmgma解得FT2.20×104 N故选C答案:C5如图所示水平地面和倾角为37°的斜面相接于A质量m0.5 kg 的物块静止在B在水平向右的恒力F的作用下物块经过2 s时间运动到A此时立即撤去恒力F物块冲上斜面1 s后在斜面上的某点速度减为零。不计物块在A点的能量损失物块与各处的动摩擦因数均为μ0.4则恒力F的大小是(sin 37°0.6cos 37°0.8g10 m/s2)(  )A3.3 N    B4.3 NC5.3 N    D6.3 N解析:设物块运动到A点的速度为v物块在水平面上受重力、支持力、摩擦力和拉力F作用由牛顿第二定律得Fμmgma1由速度公式得va1t1物块在斜面上滑动时由牛顿第二定律得mg sin 37°μmg cos 37°ma2由速度公式得va2t2联立解得F4.3 N选项B正确。答案:B6为了使雨滴能尽快地淌离房顶要设计好房顶的高度。设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动那么如图所示的四种情况中符合要求的是(  )解析:设屋檐的底角为θ底边长为2L(不变)。雨滴做初速度为零的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得加速度ag sin θ位移大小xat2x2sin θcos θsin 2θ联立以上各式得t。当θ45°sin 2θ1为最大值时间t最短故选项C正确。答案:C7(2022·江苏常熟模拟)如图所示始终静止的水平直杆其上AB两点固定着两根不可伸长的细线1和细线2细线另一端系着一质量为m的小球(可看成质点)并且AB与小球的连线构成等边三角形重力加速度为g。求:(1)细线1对小球的拉力大小F(2)若突然剪断细线1求此时小球的加速度大小a解析:(1)对小球进行受力分析根据平衡条件得2F1cos 30°mg解得F1mg(2)剪断细线瞬间对球进行受力分析根据牛顿第二定律得mg sin 30°ma解得ag答案:(1)mg (2)g B——能力提升】8(2021·辽宁卷改编)冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一。某冰滑梯的示意图如图所示螺旋滑道的摩擦可忽略;倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同因滑板不同μ满足μ0μ1.2μ0。在设计滑梯时要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑且滑行结束时停在水平滑道以下L1L2的组合符合设计要求的是(  )AL1L2    BL1L2CL1L2    DL1L2解析:设倾斜滑道与水平面的夹角为θ要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑则需满足mg sin θ<μmg cos θμ>tan θtan θμ0μ1.2μ0解得L1>;要确保游客不停在倾斜轨道上则需要满足mg·2hμmgL1μ0μ1.2μ0解得L1;要确保游客停在水平轨道上则需要满足mg·2hμmg(L1L2)μ0μ1.2μ0解得L1L2。综上所述<L1L2L1ABD错误C正确。答案:CR403.TIF9绰号威龙的第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性等能力为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥-20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度。假设某次垂直飞行测试实验中-20加速达到50 m/s后离地而后开始竖直向上飞行试验。该飞机在10 s内匀加速到3 060 km/h匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km。假设加速阶段所受阻力恒定约为重力的。已知该歼-20的质量为20g10 m/s2忽略战机因油耗等导致质量的变化则下列说法正确的是(  )A本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5 sB加速阶段系统的推力为1.84×107 NC加速阶段时飞行员有晕厥可能D飞机在匀速阶段时爬升高度为14 km解析:加速阶段初速度v050 m/s末速度v3 060 km/h850 m/s根据vv0at得加速度a80 m/s28g飞行员不会昏厥选项C错误;根据牛顿第二定律得FmgFma则推力FmgFma1.84×106 N选项B错误;加速阶段上升的高度xv0tat24 500 m即匀速上升距离为14 km选项D正确;匀速飞行时间t s16.47 s选项A错误。答案:DR404.TIF10人工智能已走进人们的生活中。在某次工作中外卖小哥把外卖物品送到顾客阳台正下方的平地上然后操作无人机带动外卖由静止开始竖直向上做匀加速直线运动。一段时间后外卖物品又匀速上升30 s最后再匀减速运动2 s恰好到达顾客家的阳台且速度为零。遥控器上显示无人机上升过程中的最大速度为1 m/s最大高度为32 m。已知外卖物品质量为2 kg其受到的空气阻力恒为重力的0.02倍。求:(1)无人机匀加速上升的高度;(2)升过程中无人机对外卖物品的最大作用力。解析:(1)设匀加速运动时间为t根据匀变速运动的平均速度以及匀速运动规律可知:·tvm·t1·t232 m其中vm1 m/st130 st22 s可以得到t2 s故匀加速阶段的加速度为a10.5 m/s2匀加速阶段上升的高度为h1a1t21 m(2)无人机对外卖物品的最大作用力在匀加速上升阶段根据牛顿第二定律可知FmgFma1其中F0.02mg代入数据整理可以得到F21.4 N方向竖直向上。答案:(1)1 m (2)21.4 N方向竖直向上11(2022·湖北襄阳模拟)如图所示在建筑装修中工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同。(g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8)(1)A受到与水平方向成θ37°角斜向下的F150 N的推力打磨地面时A恰好在水平地面上做匀速直线运动A与地面间的动摩擦因数μ(2)若用A对倾角θ37°的斜壁进行打磨当对A加竖直向上的F260 N的推力时磨石A静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)时的速度大小为多少?解析:(1)A恰好在水平地面上做匀速直线运动滑动摩擦力等于推力的水平分力FfF1cos θ40 Nμ0.5R406.TIF(2)对磨石A受力分析如图所示将重力及向上的推力合成后将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解。沿斜面方向有(F2mg)cos θFf1ma垂直斜面方向有FN(F2mg)sin θFf1μ(F2mg)sin θ解得a1 m/s2由运动学公式得xat2vat解得t2 sv2 m/s答案:(1)0.5 (2)2 m/s 

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