牛顿运动定律的综合应用_章节学习

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题型：单选题

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单选题 · 2 分

如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行，初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带，若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示，已知，则

At2时刻，小物块离A处的距离达到最大

Bt1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

Ct2-t3时间内，小物块受到的摩擦力方向向右

D0-t2时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变

正确答案

D

解析

略

知识点

牛顿运动定律的综合应用

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题型：多选题

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多选题 · 4 分

如图所示，一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动，其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，当物块与弹簧接触后，则

A物块立即做减速运动

B物块在开始的一段时间内仍做加速运动

C当弹簧的弹力等于恒力F时，物块静止

D当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度最大

正确答案

B,D

解析

略

知识点

牛顿运动定律的综合应用

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题型：填空题

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填空题 · 4 分

如图，光滑轻杆AB、BC通过A、B、C三点的铰接连接，与水平地面形成一个在竖直平面内三角形，AB杆长为。BC杆与水平面成角，AB杆与水平面成角。一个质量为m的小球穿在BC杆上，并静止在底端C处。现对小球施加一个水平向左mg的恒力，当小球运动到CB杆的中点时，它的速度大小为，小球沿CB杆向上运动过程中AB杆对B处铰链的作用力随时间t的变化关系式为　　　。

正确答案

,

解析

略

知识点

牛顿运动定律的综合应用

1

题型：多选题

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多选题 · 4 分

如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下。下列结论正确的是

AA环受滑竿的作用力大小为

BB环受到的摩擦力

CC球的加速度

DD受悬线的拉力

正确答案

A,C,D

解析

略

知识点

牛顿运动定律的综合应用

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题型：简答题

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简答题 · 14 分

如图，足够长的两平行金属导轨，间距m，导轨平面与水平面成角，定值电阻，导轨上停放着一质量kg、电阻的金属杆CD，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，导轨与金属杆间的摩擦系数，现用一垂直于金属杆CD的外力，沿导轨斜面方向向上拉杆，使之由静止开始沿导轨向上做加速度为m/s2的匀加速直线运动，并开始计时（，）

试求：

（1）推导外力随时间t的变化关系；

（2）在s时电阻R上消耗功率和2秒内通过电阻的电量；

（3）若s末撤销拉力，求电阻R上功率稳定后的功率大小。

正确答案

见解析

解析

（1）

解得：

（2）A

解得：q=0.8C

（3）撤销外力后，导体棒向上做减速运动，停止后再向下变加速运动，当导体受力平衡时，速度达到最大并稳定，电阻R上功率也稳定。

稳定速度

vm=10m/s

知识点

牛顿运动定律的综合应用功率法拉第电磁感应定律

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题型：简答题

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简答题 · 14 分

摩天大楼中一部直通高层的客运电梯.行程超过百米，电梯的简化模型如I所示，考虑安全、舒适、省时等因索，电梯的加速度a随时间t变化，已知电梯在时由静止开始上升，图像如图2所示. 电梯总质最，忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2。

（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；

（2）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由图像求位移的方法。

请你借鉴此方法，对比加速度的和速度的定义，根据图2所示图像，求电梯在第1s内的速度改变量和第2s末的速率；

（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率；再求在0～11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W。

正确答案

见解析

解析

（1）

由a-t图像可知，最大拉力F1和最小拉力F2对应的加速度分别是a1=1m/s2和a2=-1m/s2。

由牛顿第二定律， F1-mg=ma1，

最大拉力F1 =2.2×104N

mg-F2=ma2，

最小拉力F1 =1.8×104N

（2）在v-t图像中图线与t所围成的“面积”为位移，同样可以类比，a-t图像中在第1s内“面积”为速度的变化。

Δv1=0.50m/s

同理可得，前2s内a-t图像下的面积Δv2=1.50m/s

由于v0=0，由Δv2= v2- v0，得第2s末的速率v2=1.50m/s

（3）

由a-t图像可知，11s～30s内速率最大，

其值等于a-t图像下面积，有vm=10m/s

此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，

拉力做功功率： P=Fvm=mgvm=2.0×105W

由动能定理，拉力和重力对电梯所做的总功W= Ek2-Ek1=mvm2-0

W=1.0×105J。

知识点

牛顿运动定律的综合应用

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

图甲中的三个装置均在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动，图2中电容器不带电。现使导体棒ab以水平初速度v0向右运动，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。某同学定性画出了导体棒ab的v-t图像，如图乙所示。则他画出的是

A图1中导体棒ab的v-t图像

B图2中导体棒ab的v-t图像

C图3中导体棒ab的v-t图像

D图2和图3中导体棒ab的v-t 图像

正确答案

B

解析

略

知识点

牛顿运动定律的综合应用法拉第电磁感应定律

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题型：简答题

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简答题 · 10 分

质量为10 kg的环在F＝200 N的拉力作用下，沿粗糙直杆由静止开始运动，杆与水平地面的夹角θ＝37°，拉力F与杆的夹角也为θ＝37°。力F作用0.5s后撤去，环在杆上继续上滑了0.4s后，速度减为零。求：

（1）环与杆之间的动摩擦因数μ；

（2）环沿杆向上运动的总距离s。

正确答案

见解析

解析

物体的整个运动分为两部分，设撤去力 F 瞬间物体的速度为 v，则

由 v = a1 t1和 0 = v – a2 t2得a1 t1 = a2 t2 或2 a1 = 1.6 a2①

ma1 = F cosθ- mg sinθ-μ(F sinθ - mg cosθ)②

ma2 = mg sinθ +μmg cosθ③

由①，②，③式联立解得

μ= 0.5

代入②，③得 a1 = 8（m/s2） a2 = 10（m/s2）

s2 = a1 t12 + a2 t22 =（× 8 × 0.52 +× 10× 0.42 ）= 1.8（m）

知识点

牛顿运动定律的综合应用

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题型：单选题

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单选题 · 3 分

质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，从时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示，重力加速度g取10m/s2，则物体在到这段时间内位移大小为：

A18m

B54m

C72m

D198m

正确答案

B

解析

略

知识点

牛顿运动定律的综合应用

1

题型：简答题

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简答题 · 13 分

如图为某高台滑雪轨道部分简化示意图。其中AB段是助滑雪道，倾角为，BC段是水平起跳台，CD段是着陆雪道，倾角，轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为，图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度m。A点与C点的水平距离m，C点与D点的距离为m，运动员连同滑雪板的质量kg，滑雪运动员从A点由静止开始起滑，通过起跳台从C点水平飞出，在落到着陆雪道上时，运动员靠改变姿势自己的速度全部转化成沿着斜面方向，且无能量损失。运动员均可视为质点，设运动员在全过程中不使用雪杖助滑，忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）从C点水平飞出时速度的大小；

（2）运动员在着陆雪道CD上的着陆位置与C点的距离；

（3）运动员滑过D点时的速度大小；

（4）滑雪运动员从A到D克服摩擦力做的功为多少。

正确答案

见解析

解析

（1）滑雪运动员从A到C的过程中，由动能定理得：

mgh-μmgL=mvc2-0

解得vc=10m/s

（2）滑雪运动员从C水平飞出落到着陆雪道过程中做平抛运动，

x=vct… …① y=gt2……② tgθ=……③

得 t=1.5s x=15m

着陆点位置与C点的距离s= s=18.75m

着陆位置到D点的距离s’=DC-S=9.375m

（3）滑雪运动员在着陆雪道上做匀加速直线运动

初速度为

加速度为mgsinθ-μmgcosθ=ma1

a1=4m/s2

运动到D点的速度为vD2-v02=2a1s’ …

vD=20m/s

（4）从A点到D点动能定理

Wf=4125J

知识点

牛顿运动定律的综合应用平抛运动动能动能定理

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