统考版高考物理复习热点专项练三牛顿运动定律第20练动力学两类基本问题含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练三牛顿运动定律第20练动力学两类基本问题含答案，共5页。试卷主要包含了做好两个分析，熟悉两种处理方法，把握一个关键等内容，欢迎下载使用。

思维方法
1．做好两个分析：(1)受力分析，表示出合力与各力的关系；(2)运动过程分析，表示出加速度与运动各量的关系．
2．熟悉两种处理方法：合成法和正交分解法．
3．把握一个关键：求解加速度是解决问题的关键．
一、选择题
1．如图，风靡全球的《蜘蛛侠2》电影中，蜘蛛侠利用蜘蛛丝粘住墙体产生的阻力，来拯救一列质量为1×106 kg的速度为360 km/h飞驰的失去制动性能的列车，使列车在其正前方400米断轨处刚好停止．若铁轨和空气的阻力为车重的0.25倍，列车的运动可视为匀减速直线运动，则蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为( )
A．1×105 N B．1×106 N
C．1×107 N D．1×108 N
2．如图所示，一物块在粗糙的水平面上从A点以一定的初速度开始向右滑行，同时在物块上施加一水平向左大小恒定的拉力F，物块在运动过程中受到水平面的滑动摩擦力大小等于0.6F，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块从A点向右运动到最大距离处所用时间与从右侧最大距离处再回到A点所用时间之比为( )
A． eq \f(1,4) B． eq \f(1,3)
C． eq \f(1,2) D． eq \f(2,3)
3．请根据以下资料判断，汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近( )
A.100 m B．200 m
C．300 m D．400 m
4．如图所示，竖直正方形框内有三条光滑轨道OB、OC和OD，三轨道交于O点，且与水平方向的夹角分别为30°、45°和60°.现将甲、乙、丙三个可视为质点的小球同时从O点静止释放，分别沿OD、OC和OB运动到达斜面底端．则三小球到达斜面底端的先后次序是( )
A．甲、乙、丙
B．丙、乙、甲
C．甲、丙同时到达，乙后到达
D．不能确定三者到达的顺序
5．(多选)在遥控直升机下面用轻绳悬挂质量为m的摄像机可以拍摄学生在操场上的跑操情况．开始时遥控直升机悬停在C点正上方．若遥控直升机从C点正上方运动到D点正上方经历的时间为t，已知C、D之间的距离为L，直升机的质量为M，直升机的运动视为水平方向的匀加速直线运动，在拍摄过程中悬挂摄像机的轻绳与竖直方向的夹角始终为β，重力加速度为g，假设空气对摄像机的作用力始终水平，则( )
A．轻绳的拉力T＝ eq \f(mg,cs β)
B．遥控直升机的加速度a＝g tan β
C．摄像机所受的合外力F合＝ eq \f(2ML,t2)
D．这段时间内空气对摄像机的作用力大小F＝m eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g tan β－\f(2L,t2)))
二、非选择题
6．[2022·江苏南通泰州一调]如图所示，矩形拉杆箱上放着平底箱包，在与水平方向成α＝37°的拉力F作用下，一起沿水平面从静止开始加速运动．已知箱包的质量m＝1.0 kg，拉杆箱的质量M＝9.0 kg，箱底与水平面间的夹角θ＝37°，不计所有接触面间的摩擦，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.
(1)若F＝25 N，求拉杆箱的加速度大小a；
(2)在(1)的情况下，求拉杆箱运动x＝4.0 m时的速度大小v；
(3)要使箱包不从拉杆箱上滑出，求拉力的最大值Fm.
第20练 动力学两类基本问题
1．答案：C
解析：根据运动学公式v2－v eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ＝2ax可得加速度的大小为a＝12.5 m/s2，根据牛顿第二定律则有kmg＋Ff＝ma，解得蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为Ff＝1×107 N，C项正确，A、B、D三项错误．
2．答案：C
解析：向右滑动时，F＋0.6F＝ma1，s＝ eq \f(1,2) a1t eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) ，当物块向左运动时，F－0.6F＝ma2，s＝ eq \f(1,2) a2t eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(2)) ，求得 eq \f(t1,t2) ＝ eq \f(1,2) ，C项正确．
3．答案：B
解析：本题考查根据图表估算安全距离．汽车的最高速度为v＝120 km/h≈33.3 m/s，在反应时间内，汽车仍做匀速直线运动，通过的最大距离为x1＝vt＝33.3×0.6 m≈20 m，在汽车刹车的过程，以最小加速度减速时，根据牛顿运动定律得x2＝ eq \f(v2,2μg) ＝ eq \f(33.32,2×0.32×10) m≈173 m，则总位移大小为x＝x1＋x2＝193 m，最接近200 m，故B正确，A、C、D错误．
4．答案：A
解析：设正方形的边长为l，轨道OD、OC的竖直高度相等，由牛顿第二定律和运动学公式可得 eq \f(l,sin θ) ＝ eq \f(1,2) g sin θ·t2，整理得l＝ eq \f(1,2) gt2 sin2θ，因为θD>θC，所以t甲t乙．综上所述，三小球到达斜面底端的先后次序是甲、乙、丙，A项正确．
5．答案：AD
解析：摄像机受重力、轻绳拉力、空气水平方向的作用力，沿水平方向做匀变速直线运动，竖直方向受力平衡，则有T cs β＝mg，解得T＝ eq \f(mg,cs β) ，A项正确；空气对摄像机的作用力大小为F，水平方向上有T sin β－F＝ma，解得a＝g tan β－ eq \f(F,m) ，B项错误；遥控直升机匀加速运动过程中，有L＝ eq \f(1,2) at2，解得a＝ eq \f(2L,t2) ，所以直升机所受的合外力F′合＝Ma＝ eq \f(2ML,t2) ，摄像机所受的合外力F合＝ma＝ eq \f(2mL,t2) ，C项错误；由前面的分析可知，g tan β－ eq \f(F,m) ＝ eq \f(2L,t2) ，解得F＝m eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g tan β－\f(2L,t2))) ，D项正确．
6．答案：（1）2 m/s2 （2）4 m/s （3）93.75 N
解析：（1）若F＝25 N，以拉杆箱和箱包组成的整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得：F cs α＝（m＋M）a，
解得：a＝ eq \f(F cs α,m＋M) ＝ eq \f(25×0.8,1.0＋9.0) m/s2＝2 m/s2.
（2）根据运动学公式可得：v2＝2ax，
解得：v＝ eq \r(2ax) ＝ eq \r(2×2×4.0) m/s＝4 m/s.
（3）箱包恰好不从拉杆箱上滑出时，箱包与拉杆之间的弹力刚好为零，以箱包为研究对象，受到重力和支持力作用，如图所示．设此时的加速度为a0，根据牛顿第二定律可得：
mg tan θ＝ma0，
解得：a0＝g tan θ＝7.5 m/s2，
以整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得：Fmcs α＝（m＋M）a0，
解得拉力的最大值为：Fm＝93.75 N．高速公路最高时速
路面
动摩擦因数
120 km/h
干沥青路面
0.7
驾驶员反应时间
干碎石路面
0.6～0.7
0.3～0.6 s
湿沥青路面
0.32～0.4