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专题02牛顿运动定律和直线运动
难度:★★★☆☆ 建议用时: 30分钟 正确率 : /30
1.某同学乘坐高铁列车时,通过观察列车铁轨旁里程碑和车内电子屏上显示的速度来估算列车进站时的加速度大小。当他身边的窗户经过某一里程碑时,屏幕显示的列车速度是126 km/h,随后该窗户又连续经过了3个里程碑时,速度变为54 km/h,已知两相邻里程碑之间的距离是1 km。若列车进站过程视为匀减速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.列车窗户经过两相邻里程碑的速度变化量均相同
B.列车窗户经过两相邻里程碑的时间越来越短
C.列车进站的加速度大小约为0.17 m/s2
D.列车由54 km/h的速度停下来,窗户还要再经过一个里程碑
【答案】C
【解析】由可知时间△t越来越长,所以速度变化量△v也越来越大,A错误;若列车进站过程视为匀减速直线运动,速度越来越小,经过两相邻里程碑的时间越来越长,B错误;初速度v1=126 km/h=35 m/s,末速度v2=54 km/h=15 m/s位移x=3000 m,所以加速度,C正确;还能前进的距离,D错误。
2.某物体做直线运动的v-t图象如图所示,据此判断四个选项中(F表示物体所受合力,x表示物体的位移)正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.根据v-t图象的斜率可知:0~2s内与6~8s内物体的加速度大小相等、方向相同,故所受合力相同,A错误;
B.2~6s内物体的加速度恒定,合力恒定,且大小与0~2s内的相同,方向与0~2s内相反,B正确;
CD.根据v-t图象可知,0~4s内物体先沿正方向做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,4~8s内先沿负方向做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,再结合v-t图线包围面积的意义可知,0~4s内物体的位移不断增大,4s末达到最大值,8s末返回到出发点,CD错误。
故选B。
3.主动刹车功能是指车辆遇到突发危险情况时具有自主减速的能力。汽车正以的速度匀速行驶,突然正前方有一行人横穿马路,人的速度为,汽车立即启动刹车系统,开始匀减速运动,滑行了停下,质量为的司机在刹车过程中受到的合力为( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】由速度位移关系可得
代入数据解得汽车加速度大小为a=5m/s2
由牛顿第二定律可得,司机在刹车过程中受到的合力为F=ma=400N
故选B。
4.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量.某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
【答案】 C
【解析】设列车的加速度为a,每节车厢的质量为m,每节车厢的阻力为Ff,对后38节车厢,由牛顿第二定律得F-38Ff=38ma;设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,对后2节车厢,由牛顿第二定律得F1-2Ff=2ma,联立解得F1=,故选项C正确.
5.质量为M=1 kg的木板静止在粗糙水平面上,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,在木板的左端放置一个质量为m=1 kg、大小可忽略的铁块.铁块与木板间的动摩擦因数为μ2,取g=10 m/s2.若在铁块右端施加一个从0开始增大的水平向右的力F,假设木板足够长,铁块受木板摩擦力Ff随拉力F的变化如图所示.则两个动摩擦因数的数值为( )
A.μ1=0.1,μ2=0.2 B.μ1=0.1,μ2=0.4
C.μ1=0.2,μ2=0.4 D.μ1=0.4,μ2=0.2
【答案】B
【解析】由题图可知,当F≥6 N时,铁块的摩擦力恒定即为滑动摩擦力,且Ff=μ2mg=4 N,解得μ2=0.4,
在F=6 N时,铁块和木板具有相同的加速度,
对铁块有:F-Ff=ma
解得a=2 m/s2
对木板有:Ff-μ1(M+m)g=Ma
解得:μ1=0.1,故B正确.
6.如图甲所示,倾角为37°的斜面固定在水平地面上,一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力F作用下,从斜面底端A点由静止开始运动,一段时间后撤去拉力F,小物块能达到的最高位置为C点。已知小物块的质量m=0.3kg,小物块从A到C的v-t图象如图乙所示。取,已知,则下列说法正确的是( )
A.小物块加速时的加速度大小是减速时加速度大小的
B.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25
C.小物块到达C点后将静止在斜面上
D.拉力F的大小为3.2N
【答案】ABD
【解析】由题图乙知,小物块加速时的加速度大小,减速时的加速度大小,A正确;小物块减速阶段,有,解得,B正确;因为,所以小