内容正文:
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课时作业2直线运动与牛顿运动定律
(分值:70分)
基础巩固练
右做初速度为0的匀加速运动,若两次运动的时
间相同,则两次小车运动的位移之比为(
1.(5分)(2024·新课标卷)一质点做直线运动,下列
A.1:1B.2:1C.1:4D.4:1
描述其位移x或速度随时间t变化的图像中,可
6.(5分)(2025·吉林长春高三月考)如
能正确的是
图所示,吊篮用轻绳悬挂在天花板上,
E24☑
吊篮A及物块B、C的质量均为m,重
力加速度为g,则将悬挂吊篮的轻绳剪
断的瞬间,下列说法正确的是
(
A
B
C
A.三者的加速度都为g
2.(5分)(2025·江苏卷)新能源汽车在辅助驾驶系
B.物块C的加速度为0,吊篮A和物块B的加速
统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减
速直线运动。2s内速度由12m/s减至0。该过
皮为
程中加速度大小为
C.物块B对吊篮A的压力为2mg
A.2 m/s2
B.4 m/s2
D.物块B对吊篮A的压力为mg
C.6 m/s2
D.8 m/s2
7.(5分)(多选)(2025·河南
F/N
3.(5分)(2025·海南卷)如图是某
洛阳高三联考)用水平拉力
nb
汽车通过ETC过程的v-t图
使雪橇在平坦的雪地上由
像,下列说法正确的是()
静止开始沿直线运动,雪橇
0
a/(m·s
A.0~t1内,汽车做匀减速直线0
运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如
运动
图所示,图中b、c(c<0)和n均为已知量,重力加
B.t1~t2内,汽车静止
速度为g。下列说法正确的是
(
C.0~t和t2~t3内,汽车加速度方向相同
A.雪橇一定做匀加速直线运动
D.0~t1和t2~t3内,汽车速度方向相反
b
B.雪橇的质量为
4.(5分)(2025·四川雅安高三诊断)一辆在平直公
路上行驶的汽车,司机突然发现前方出现交通事
C.雪橇与雪地间的动摩擦因数为一
故,立即刹车,从此时刻起汽车的位置坐标与时间
的数值关系为x=一2t2+20t+10(x和t的单位
D.拉力F=nb时,雪橇的加速度大小为c(1一n)
分别为m和s),则下列说法正确的是
(
能力提升练
A.4s内汽车发生的位移为58m
8.(5分)(多选)如图为物体做直线运动的图像,下列
B.8s内汽车发生的位移为32m
C.8s内汽车的平均速度大小为10m/s
说法正确的是
(
D.8s内汽车的平均速度大小为6.25m/s
(m·s1)
+21(m2·s2)
5.(5分)(2025·广西南宁高
B
10
三检测)如图所示,质量分F
A
别为m1=1kg和m2=
⊙
to t/s
0
10x/m
2kg的两个大小完全相同
甲
的物块A、B通过轻绳相连,并连接在装有定滑轮
↑1ms)
的小车上,不计一切摩擦。在水平推力F1的作用
20H
ta/(m·s-2)
下物块A紧贴着小车,且小车和两个物块恰好一
10
起向右做初速度为0的匀加速运动,若将图中两
个物块的位置互换,在水平推力F,的作用下物块
6 t/s
B紧贴着小车,使得小车和两个物块恰好一起向
丙
(横线下方不可作答)
111☐
专题一
力与运动
A图甲中,物体在0~1,时间内的位移大于2,
略)轻放在长木板的正中央,已知小物块与长木
B.图乙中,物体的加速度为1m/s
板间的动摩擦因数从设小物块与长木板间
C.图丙中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的末
的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g
速度
取10m/s2。求:
得分
D.图丁中,t=1s时物体的速度为5m/s
(1)放上小物块后,长木板和小物块的加速度
9.(5分)(多选)如图所示,三角
AB
大小
形传送带以1m/s的速度逆
(2)要使小物块不滑离长木板,长木板至少要有
时针匀速转动,两边的传送带637°→
37⊙
多长?
长都为2m且与水平方向的夹角均为37°,现有两
个物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿
传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是
0.5(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),下
列说法正确的是
(
A.物块A、B同时到达传送带底端
B.物块A先到达传送带底端
C.物块A到达传送带底端的速度为3m/s
D.物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1:3
10.(5分)(多选)(2025·黑吉辽蒙卷)如图(a),倾角
为0的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量
相等的小物块甲、乙同时以初速度。沿斜面下
滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为4142,整
个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x
与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为
尖子生选练
抛物线,乙的x-t曲线在t=t。时切线斜率为0,
12.(5分)(多选)(2023·湖
则
()
南卷)如图所示,光滑水平
地面上有一质量为2m的
3x
小车在水平推力F的作
B
用下加速运动。车厢内有m》
77777
甲乙
质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A
球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且
10
与底面的动摩擦因数为:,杆与竖直方向的夹角
图(a
图(b)
为0,杆与车厢始终保持相对静止。假设最大静
A.+u2=2tan 0
摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是
B.t=t。时,甲的速度大小为3v。
C.t=t。之前,地面对斜面的摩擦力方向向左
A.若B球受到的摩擦力为0,则F=2 ngtan0
D.t=t。之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
B.若推力F向左,且tanO≤以,则F的最大值为
11.(15分)如图所示,在倾角为
2mg tan 0
0=30的足够长的固定的光滑
C.若推力F向左,且<tan0≤2μ,则F的最大
斜面上,有一质量为M=3kg9m
值为4mg(2-tan0)
的长木板正以v。=10m/s的初速度沿斜面向下
D.若推力F向右,且tanO>2μ,则F的范围为
运动,现将一质量m=1kg的小物块(大小可忽
4mg(tan0-2μ)≤F≤4mg(tan0+2μ)
红对勾·讲与练
112
高三二轮物理
■■每只脚受到墙壁的摩擦力的水平分量
大小等于该只脚受到墙壁的弹力大小,
即F sin a=N,又F,uN,所以u≥
F
1>1,C正确。
N sin a
5.AC对小球受
B
力分析如图所
N
示,根据相似
三角形法可得
777777777777777777
mg。V
F
mg
RR
小球从半圆环最低,点A缓缓移动到最
高点B的过程中,小球与B,点间的距
离1逐渐减小,则拉力F减小,N的大
小不变,根据牛顿第三定律可得小球
对半圆环的压力大小始终不变,故选
A、C。
6.B根据题意对S受力分析如图1,正
交分解可知2Tcos30°=f,所以有
下=。对P受力分析如图2,则有
(Tsin30°)2+(f+Tcos30°)2=F,
解得F=
3f,故选B。
309
图1
S回
30°
图2
7.A设缆绳与竖直方向的夹角为,假
设有n根缆绳,设构件的质量为m,对
构件受力分析,由平衡条件得nTcos0=
g,解得每根缆绳承受的拉力为T=
mg
。,题图(a)匀速吊起构件的过程
ncos A
中,缆绳与竖直方向的夹角日变大,则
每根缆绳承受的拉力变大;题图(b)匀
速吊起构件的过程中,缆绳与竖直方
向的夹角日不变,则每根缆绳承受的拉
力不变,故选A。
8.B设两小球之间的距离为r,小球所
带电荷量为g,则两小球之间的静电力
为F=k二,则其中一个小球受到另外
两个小球的静电力的合力为F令=
2Fc0s30°,对小球受力分析可知
mg
F合
3
tan30°,由几何关系可知r=?R,联立
mg
,故B正确。
9.ABD木块匀速下滑时,有ng sin37°=
ngcos37°,解得=0.75,A正确;木
块匀速上升时,有Fcos a=mg sin0十
u(mg cos日一Fsin a),整理得F=
2402树闪·讲与练·高三二轮物理
0s(a-9,可知当a=0=37时,F有
mg sin 20
最小值,最小值为F=0.96g,B、D正
确,C错误。
10.C设底板对货物的支持力为FN,支
架对货物的支持力为F心,当底板与水
平面间的夹角为30°时,货物的受力如
图甲所示,由平衡条件得FN1cOs60°
Fx cos30°,Fx sin60°+Fxesin30°=
2g·解得FN1=72g·FNe一272g·
故A、B错误;压下把手的过程中,货
物的受力情况如图乙所示,则底板对
货物的支持力一直减小,支架对货物
的支持力一直增大,故C正确,D错误。
FN2
.130°.
mg
111g
甲
乙
11.C当物块B与滑轮间的细线与竖直
方向的夹角9=60°时,外力F具有最
大值,以物块B为研究对象,根据受
力分析可得tan60°=
,外力F的
mg
最大值为F=√3mg,故A错误;设物
块A的质量为mA,由题意可知,对物
块B施加外力F前,物块A恰要沿斜
面下滑,则有mAg sin30°一Fm=
Fn1=mg,当物块B与滑轮间的细线
与竖直方向的夹角9=60°时,此时细
线拉力为F:=cos60
mg
=2mg,物块
A恰要沿斜面上滑,则有mAg sin30°十
Fm=F=2mg,联立解得mA
3m,Fm=2mg,故B错误,C正确;
以物块A、物块B和斜面体为整体,
根据受力平衡可得F=F,由于水
平外力F逐渐增大,则地面和斜面体
间的摩擦力一直增大,故D错误。
课时作业2直线运动
与牛顿运动定律
1.C质,点做直线运动,位移与时间成函
数关系,A、B选项中1个时间对应2个
以上的位移,故不可能,故A、B错误;
同理D选项中1个时间对应2个速
度,也是不可能,只有C选项速度与时
间是成一一对应关系,故C正确,
D错误。
2.C根据运动学公式℃=v,十at,代入
数值解得a=一6m/s,故加速度大小
为6m/s2,故选C。
3.A由题图可知-t图像的斜率表示
加速度,0~t1时间内加速度为负且恒
定,速度为正,加速度方向与速度方向
相反,故0~t1内,汽车做匀减速直线
运动,故A正确;t1t2内,汽车做匀
速直线运动,故B错误;0~t1内加速
度方向为负,t2一t?内加速度方向为
正,故0一t1和t2一t内,汽车加速度
方向相反,故C错误;0~t1和t:t
内,汽车速度方向相同,均为正,故D
错误。
4.D由x=一2t2+20t十10,结合x=
vot+-
at十工。,可知汽车刹车的加速
度a=一4m/s2,初速度v。=20m/s,则
汽车刹车所用的时间t。=
0-o
=5,
a
则48内汽车发生的位移为x:=
w,+2ai=20X4m+×(-40X
2
4m=48m,A错误;8s内汽车发生的
00
位移等于5s内的位移,工=21。
2X5m=50m,B错误:8s内汽车的
2
平均速度大小为=工=
50
m/s=
t8
Q
6.25m/s,C错误,D正确。
5.C第一次设轻绳拉力为T1,根据平
衡条件可知T1=m1g,对物块B,根据
牛顿第二定律有T1=m2a1,解得a1=
1
28:两个物块的位置互换后,设轻绳
拉力为T。,根据平衡条件可知T。=
2g,对物块A,根据牛顿第二定律有
T:=m1a2,解得a2=2g。由于小车与
物块相对静止,因此小车的加速度等
于物块的加速度。根据x=
2at,可
知在相同时间内,两次小车运动的位
移之比为x1:x2=a1:a2=1:4,故
C正确。
6.B受力分析可知,物块C受重力和弹
簧弹力,弹簧的弹力不能突变,在轻绳
剪断瓣间,物块C受到的弹力与重力
相等,所受合力为0,则物块C的加速
度为0;物块B与吊篮A相对静止,将
吊篮A、物块B看作一个整体,受重力
和弹簧的弹力,弹簧的弹力等于物块C
的重力mg,对吊篮A、物块B组成的
系统,由牛顿第二定律得a=
mg十mg十mg=3
2m
8,故A错误,B正
确;以吊篮A为研究对象,吊篮A受到
重力与物块B对吊篮A的压力,由牛
顿第二定律得mg十FN=ma,代入数
据得Fy="m5,故C,D错误。
2
7.CD由题图知拉力变化,雪撬做变加
速直线运动,A错误:设雪橇的质量为
m,雪棍与地面间的动摩擦因数为“,
根据牛顿第二定律,对雪橇有F一
mg=ma,即F=mg十ma,图像斜
率表示雪旋的质量,得m=一一,B错
误:若F=0,c=一g得=-
g
C正确:当拉力F=nb时,加速度a=
nb一b
=c(1一n),D正确。
m
8.AD
,根据-t图像中,图线与横轴围
成的面积表示位移,由题图甲可知,物
体在这段时间内的位移x>马
2ot。,故
A正确:根据运动学公式2a.x=v2一u
可得2=2ax十6,可知02-x图像中
图线的斜率为2a,由题图乙可得,物体
的加速度为0.5m/s2,故B错误;根据
-t图像中,图线与横轴所围面积表
示速度的变化量可知,题图丙中,阴影
面积表示t,一t?时间内物体的速度变
化量,故C错误;根据运动学公式x=
t+2ai,可得子=0,十2at,结合
题图丁可得0。=一5m/s,a=10m/s2,
由运动学公式v=vo十at可得,t=1s
时,物体的速度为v=5m/s,故D正确。
9.ACD由于mg sin37>umg cos37°,
则物块A、B都将沿传送带加速下滑
根据牛顿第二定律有ng sin37°
umgcos37°=ma,解得物块A、B沿传
送带下滑的加速度大小为a=2m/s,
可知物块A、B沿传送带下滑的加速度
大小相同,由题知物块A、B都以1m/s
的初速度沿传送带下滑,两边的传送
带长都为2m,根据位移一时间公式
则物块A、B将同时到达传送带底端,
故A正确,B错误;根据速度一位移公
式得02一v号=2a.x,代入数据解得物块
A到达传送带底端的速度为0=
3m/s,故C正确;根据速度一时间公
式得v=v十at,代入数据解得物块
A、B从传送带顶端到达传送带底端的
时间为t=1s,由运动学公式,可知传
送带通过的位移为x传=?传t=1×
1m=1m,则物块A在传送带上的划
痕长度为△xA=xA一x传=2m一1m
1m,物块B在传送带上的划痕长度为
△xg=xB十x传=2m十1m=3m,则物
块A、B在传送带上的划痕长度之比为
1:3,故D正确。
10.AD位置x与时间t的图像的斜率
表示速度,甲、乙两个物块的x一t图
线均为抛物线,则甲物块做匀加速直
线运动,乙物块做匀减速直线运动,
在t。时间内甲、乙的位移分别为
2t=3x=+0
2t0=
x。,可得t。时刻甲物块的速度为0=
20。,B错误;甲物块的加速度大小为
a1=”=”,乙物块的加德度大
to
小为a2=,a1=a,对甲物块由牛顿
第二定律可得ngsin6一41 mgcos日
ma1,同理对乙物块可得2 mg cos日
mg sin6=ma2,联立可得1十2=
2tan9,A正确;t=t。前,物块甲、乙
的加速度大小相等,方向相反,则甲、
乙组成的整体所受合力为0,由于斜
面静止,斜面所受合力也为0,则三者
组成的整体合力为0,地面对斜面的
作用力等于三者整体的重力,所以地
面与斜面之间摩擦力为0,C错误;
t=t。之后,乙物块保持静止,甲物块
继续沿斜面向下做加速运动,对系统
由牛顿第二定律可得f=ma1cos0,
即地面对斜面的摩擦力方向向左,
D正确。
11.(1)2.5m/s212.5m/s2(2)10m
解析:(1)小物块在长木板上滑动时
受到沿长木板方向向下的滑动摩擦
力,大小为F,=umg cos0=7.5N,
根据牛顿第二定律,对小物块有
Fi+mg sin ma,
代入数据得a1=12.5m/s,
对长木板,由牛顿第二定律有
Mg sinθ-F=Ma2,其中F=Ff,
代入数据得a。=2.5m/s°。
(2)设当小物块与长木板共速时速度
为v1,有v1=a1t1=0g十a2t1,
解得t1=1s,v1=12.5m/s,
共速后,小物块与长木板相对静止,
一起向下做匀加速运动,则共速前小
物块与长木板的相对位移为
2t1=5m,
故长木板长度至少为10m。
2.CD分析题目的三个关键前提:①对
小车和A、B两小球构成的整体,根据
牛顿第二定律可知F=4ma;②对A、
B两个小球构成的整体,竖直方向上
小车对A、B的支持力,即对B的支持
力N=2mg:③对A和B分别分析可
知杆的作用力始终沿杆。
若B球受到的摩擦力为0,受力分析
如图甲所示,
(Fo cos 0=N-mgra=g tan-
对BF。sin0=ma
F=4 ngtan6,A错误;
若推力F向左,则系统加速度水平向
左,对A、B受力分析分别如图乙、丙
所示,
N
F
→FN
mg Fo
F
mg
mg
mg
甲
丙
人
在竖直方向始终满足F,c0s日=
mg→F1=g
cos
对A当FN=0时,
A有最大加速度aAm,F1sinf=
maAm广aAm=g tan 0。
当f=N时,B有最大加速度am,
对BF=E,
u·2mg-Fi sin=mam→agm=
(2μ-tanf)g。
若tan日≤以,则aBm≥aAm,即Fm=
4maAm=4 ng tan0,B错误;
若:<tanf≤2μ,则uBm<aAm,即
Fm=4mam=4mg(2μ-tan8),
C正确;
若推力F向右,则系统加速度水平向
右,对A分析可知F,=mg
cos90对B
受力分析如图丁所示,摩擦力「的方
向可能向左,也可能向右,
2=F2
若f=N向左,则F,sin0
uN=ma min
amin=(tan 0-2u)g-Fmin=
对B4mg(tan8-2μ),
若f=N向右,则F2sin8十
uN=ma mix
amx=(tanf+24)g→Fmx=
4g(tan日十2),D正确。
果时作业3力与物体的曲线运动
,BA点运动为绕O'的圆周运动和O'
相对于O点的圆周运动的合运动,故
轨迹不是圆周,故不做匀速圆周运动,
故A错误;根据题意O'固定在底盘上,
故可知O'绕O,点做匀速圆周运动,故
B正确;杯上A,点与O、O'恰好在同一
条直线上时且A点在OO'延长线上,A
点和O'点运动方向相同,又A点相对
O'点做圆周运动,故此时A点的速度
大于O'点的速度,故C、D错误。
2.A不计空气阻力,喷泉喷出的水在空
中只受重力,加速度均为重力加速度,
故A正确;设喷泉喷出的水在竖直方
向的分速度为,,水平方向的分速度
为),竖直方向,根据对称性可知在空
中运动的时间t=2Λ
2h
,结合题图可
知tb>t。,故D错误;最高,点的速度等
于水平方向的分速度=工,由于水
平方向的位移大小相等,则a在最高,点
的速度大于b在最高点的速度,故C
错误;由喷泉轨迹可知两喷泉出射,点
的速度方向不同,则两喷泉的初速度
不同,故B错误。
3.C青蛙做平抛运动,水平方向是匀速
直线运动,竖直方向是自由落体运动,
g
则有x=th=2t,可得u=工入√
2h
因此水平位移越小,竖直高度越大初
速度越小,因此跳到荷叶c上面初速度
最小,故选C。
4.C由题意可知,甲、乙两船的实际速
度方向相同,根据如图所示的几何关
系有tan日=0本,cos0=二,联立解得
0甲
sin 0==
3
0甲
,联立以上可得
U甲
3
,代入题中数据,解得*=3m/s,
4
故A错误;设乙船渡河的时间为t之,
则有
vp(t元-64s)
vztz·tan0,解
cos 0
得tz=100s,故B错误;两渡口的距
离s=vte tan0=180m,故C正确;
两岸的距离d=scos0=144m,故D
错误。
U甲合
U乙台
CU水
5.AC
对小球受力分析可知F向=
ng tan日=mw'R,解得w=5rad/s,故
A正确;线速度大小为v=wR=2m/s,
故B错误;向心加速度大小为a.=
wR=10m/s,故C正确:所受支持力
大小为N=mg。=反N,故D错误。
cos 0
6.AD由于小鱼在运动过程中只受重力
作用,则小鱼在水平方向上做匀速直
线运动,即0,为一定值,则有x=v,t,
A可能正确,C错误;小鱼在竖直方向
上做竖直上抛运动,则有y=vyot
28t,心,=00一gt,且0,最终减为
0,B错误,D可能正确。
参考答案
241