考点4 牛顿运动定律和直线运动-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

考点4　牛顿运动定律和直线运动 1．做匀变速直线运动的质点在前5 s内的位移为10 m，在前7 s内的位移为21 m，则质点在t＝6 s时的速度为(　　) A．3.5 m/s　　　　　　　 B．4 m/s C．5 m/s D．5.5 m/s [答案]　D [解析]　前5 s内的位移为10 m，前7 s内的位移为21 m，则x57＝x7－x5＝(21－10) m＝11 m，由于质点做匀变速直线运动，则v6＝57＝＝ m/s＝5.5 m/s。 2．一轿车和一货车在两条平行直道上同向行驶，开始时两车速度都为v0且轿车司机处于货车车尾并排位置，如图所示，为了超车，轿车司机开始控制轿车做匀加速运动，经过一段时间t，轿车司机到达货车车头并排位置，若货车车身长度为L，且货车保持匀速，则轿车加速过程的加速度大小为(　　) A． B． C． D． [答案]　B [解析]　轿车做匀加速直线运动，时间t内的位移x1＝v0t＋at2，货车做匀速直线运动，时间t内的位移x2＝v0t，根据x1－x2＝L，解得：a＝，故B正确。 3．(多选)京张高铁是北京冬奥会的重要配套工程，其开通运营标志着冬奥会配套建设取得了新进展。如图所示为某次高铁列车运行过程中某节车厢截面示意图，车厢内两拉手A、B分别向前进方向在竖直方向偏离角度α和β并保持不变。取重力加速度为g，不计空气等阻力，则下列说法正确的是(　　) A．列车可能在减速进站 B．两角度一定满足α＝β C．减小拉手悬绳长度，则偏角变大 D．列车加速度大小为a＝gtan α [答案]　ABD [解析]　由图可知拉手所受合力方向向左，则加速度方向向左，列车向左加速或向右减速，而前进方向向右，所以列车可能减速进站，选项A正确；拉手与列车具有相同的加速度，即两拉手具有相同的加速度，受力分析可知F合＝mgtan α＝ma，F合＝mgtan β＝ma，所以α＝β，选项B正确；因列车加速度不变，则拉手的加速度不变，由F合＝mgtan α＝ma可知偏角不变，选项C错误；根据F合＝mgtan α＝ma，可得列车加速度大小a＝gtan α，选项D正确。 4．(多选)我国高铁技术处于世界领先水平。和谐号动车由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢为动车，不提供动力的车厢为拖车。某列动车组由8节车厢组成，其中2车和7车为动车，其余为拖车。假设该动车组各车厢质量均相等，相同运行状态下2车和7车提供的动力相同，运行过程中每节车厢受到的阻力相等。如图，该动车组以1车在前、8车在后的方向沿水平直轨道运行，则(　　) A．启动时，7车对6车的作用力为推力 B．关闭动力滑行时，6、7车之间既无推力也无拉力 C．匀速运动时，6、7车之间既无推力也无拉力 D．匀速运动时，6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力 [答案]　AB [解析]　设每节动车的牵引力为F，每一节车厢的质量是m，阻力为f， 启动时，有两节动力车厢，对整个动车组进行受力分析得：2F－8f＝8ma① 对第1车到第6车进行受力分析得：F＋F67－6f＝6ma② 对第7车到第8车进行受力分析得：F－F67－2f＝2ma③ 联立①②③可解得：F67＝F，即7车对6车的作用力为推力，故A正确； 关闭动力滑行时，对整个动车组进行受力分析得：－8f＝8ma′④ 对第7车到第8车进行受力分析得：F67′－2f＝2ma′⑤ 联立④⑤可解得：F67′＝0，即6、7车之间既无推力也无拉力，故B正确； 匀速运动时，对整个动车组进行受力分析得：2F－8f＝0⑥ 对第1车到第6车进行受力分析得：F＋F67″－6f＝0⑦ 对第7车到第8车进行受力分析得：F－F67″－2f＝0⑧ 对第1车到第2车进行受力分析得：F＋F23－2f＝0⑨ 联立⑥⑦⑧可解得：F67″＝F，即6、7车之间的作用力大小为F，故C错误； 联立⑥⑨可解得：F23＝－F，即6、7车之间的作用力大小等于2、3车之间的作用力大小，故D错误。 5．如图所示，水平面上的小车内固定一个倾角为30°的光滑斜面，平行于斜面的细绳一端固定在车上，另一端系着一个质量为m的小球，小球和小车均处于静止状态。如果小车在水平面上向左加速且加速度大小不超过a1时，小球仍能够和小车保持相对静止；如果小车在水平面上向右加速且加速度大小不超过a2时，小球仍能够和小车保持相对静止。则a1和a2的大小之比为(　　) A．∶1 B．∶3 C．3∶1 D．1∶3 [答案]　D [解析]　由题意可知：a1＝gtan 30°，a2＝，得a1∶a2＝1∶3，故选项D正确。 6．如图甲，物体放在粗糙水平地面上，给物体施加一个向右的水平拉力F。物体产生的加速度a与水平力F的关系如乙图所示。已知a－F图像的斜率为k，横截距为b，重力加速度为g，则物体与粗糙水平地面之间的滑动摩擦因数为