2020版高考物理复习第三章能力课1牛顿运动定律的综合应用训练（含解析）教科版

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1、能力课1　牛顿运动定律的综合应用——  超、失重和动力学图像问题一、选择题(1～3题为单项选择题，4～5题为多项选择题)1．如图1甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。下滑位移x时的速度为v，其x－v2图像如图乙所示，取g＝10m/s2，则斜面倾角θ为(　　)图1A．30°B．45°C．60°D．75°解析　由x－v2图像可知小物块的加速度a＝5m/s2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度a＝gsinθ，所以θ＝30°，A对，B、C、D错。答案　A2．(2017·郑州质量预测)甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点(足够

2、高)同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f＝kv(k为正的常量)。两球的v－t图像如图2所示。落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。则下列判断正确的是(　　)图2A．释放瞬间甲球加速度较大B.＝C．甲球质量大于乙球质量D．t0时间内两球下落的高度相等解析　释放瞬间，两球受到的阻力均为0，此时加速度相同，选项A错误；运动到最后达到匀速时，重力和阻力大小相等，mg＝kv，则＝，选项B错误；由图像可知v1＞v2，因此甲球质量大于乙球质量，选项C正确；下落高度等于图线与时间轴

3、围成的面积，可知甲球下落高度大，选项D错误。答案　C3．(2016·南昌模拟)图3甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，g取10m/s2，下列判断正确的是(　　)图3A．前10s悬线的拉力恒为1500NB．46s末材料离地面的距离为22mC．0～10s材料处于失重状态D．在30～36s钢索最容易发生断裂解析　由图可知前10s内材料的加速度a＝0.1m/s2，由F－mg＝ma可知悬线的拉力为1515N，选项A错误；由图像面积可得整个过程上升高度是28m，下降的高度为6m，46

4、s末材料离地面的距离为22m，选项B正确；因30～36s材料加速度向下，材料处于失重状态，Fmg，钢索最容易发生断裂，选项C、D错误。答案　B4.质量m＝1kg的物体在合外力F作用下由静止开始做直线运动，合外力F随时间t的变化图像如图4所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是(　　)图4A．0～1s内物体沿正方向做匀加速直线运动B．第2s末物体达到的最大速度2m/sC．第4s末物体速度为0D．第4s末物体回到出发位置解析　因为物体的质量是1kg，所以物体加速度－时间图像与物体的F－t相同，由图像知，

5、物体的加速度大小不断改变，做变加速运动，A项错误；a－t图像中，图线与坐标轴所围的“面积”表示物体获得的速度，第2s末时，物体的速度最大，vm＝m/s＝2m/s，B项正确；前2s内物体沿正方向做加速运动，2～4s内物体沿正方向做减速运动，第4s末物体速度为零，C正确，D项错误。答案　BC5．如图5甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是(　　)图5A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg>F，物体不动B．图中A点值即为物体的重力值C．物体向上运动的加速度和力F

6、成正比D．图线延长线和纵轴的交点B的数值的绝对值等于该地的重力加速度解析　当0≤F≤Mg时，物体静止，选项A正确；当F＞Mg时，即能将物体提离地面，此时，F－Mg＝Ma，a＝－g，A点表示的意义即为F＝Mg，所以选项B正确；直线的斜率为，故B点数值的绝对值为g，故选项D正确。答案　ABD二、非选择题6．在物体下落过程中，速度小于10m/s时可认为空气阻力与物体速度成正比关系。某科研小组在研究小球下落后的运动过程时，得到速度随时间变化的图像，并作出t＝0.5s时刻的切线，如图6所示。已知小球在t＝0时刻释放，其质量为0.5kg，重力加速度g

7、取10m/s2，求：图6(1)小球与地面第一次碰撞过程中损失的机械能；(2)小球在运动过程中受到空气阻力的最大值。解析　(1)由图像可知，小球第一次与地面碰撞前瞬间速度v1＝5m/s碰撞后瞬间速度大小：v2＝4m/s碰撞过程损失的机械能：ΔE＝mv－mv代入数据可得ΔE＝2.25J。(2)由图像可得t＝0.5s时小球加速度a＝＝4m/s2由牛顿第二定律：mg－f＝ma由于：f＝kv得k＝0.75则：fmax＝3.75N。答案　(1)2.25J　3.75N