2020版物理优一轮江苏专用版讲义：第三章牛顿运动定律易错高频考点阶段清（一）

必修1　易错高频考点阶段清(一)(时间：40分钟)一、单项选择题1.如图1所示，若战机从“辽宁号”航母上起飞前滑行的距离相同，牵引力相同，则(　　)图1A.携带弹药越多，加速度越大B.加速度相同，与携带弹药的多少无关C.携带弹药越多，获得的起飞速度越大D.携带弹药越多，滑行时间越长答案　D2.一辆长为0.6 m的电动小车沿水平面向右做匀变速直线运动，如图2是某监测系统每隔2 s拍摄的一组照片，用刻度尺测量照片上的长度，测量结果如图2所示。则小车的加速度为(　　)图2A.0.2 m/s2    B.0.5 m/s2C.1.0 m/s2    D.5.0 m/s2解析　刻度尺测量出照片中电动小车的长度为1.2 cm，实际长度为0.6 m，则电动小车在相等时间内的位移x1＝×0.6 m＝1.5 m，x2＝×0.6 m＝3.5 m，根据Δx＝aT2得a＝ m/s2＝0.5 m/s2，选项B正确。答案　B3.(2018·徐州模拟)如图3所示，一个质量为m的小滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，则(　　)图3A.滑块可能受到三个力作用B.弹簧一定处于压缩状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小可能等于mg解析　 由几何关系可知弹簧轴线与斜面垂直，即弹簧弹力与斜面垂直。对滑块受力进行正交分解如图所示，沿斜面方向有重力的分力为mgsin 30°，要想平衡，必须有沿斜面向上的摩擦力Ff＝mgsin 30°＝mg，选项D错误；有摩擦力一定有弹力，所以支持力FN≠0，选项C错误；垂直斜面方向有重力的分力mgcos 30°，斜面的弹力FN，弹簧弹力的方向大小不确定，所以弹簧是压缩还是拉伸状态不确定，选项B错误；若无弹簧弹力则滑块受到三个力的作用，若有弹簧弹力则滑块受到四个力的作用，选项A正确。答案　A4.质量为m的木块位于粗糙水平面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a，当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a′，则(　　)A.a′＝a   B.a′<a    C.a′>2a     D.a′＝2a解析　设木块与桌面的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，①2F－μmg＝ma′②①×2得2F－2μmg＝2ma与②式比较有2F－μmg>2F－2μmg所以有ma′>2ma，即a′>2a，选项C正确。答案　C5.质量不等的两木块A、B，用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连，在图4所示情况下，木块A、B一起做匀速运动。若木块A、B的位置互相交换，则木块A运动的加速度为(木块A、B与桌面间的动摩擦因数均为μ，且μ＜1，重力加速度为g，空气阻力、滑轮摩擦均不计)(　　)图4A.(1－μ)g    B.(1－μ2)gC.g    D.与木块A、B的质量有关解析　A、B匀速运动过程，有mAg＝μmBgA、B互相交换后，有mBg－μmAg＝(mA＋mB)a解得a＝(1－μ)g，故选项A正确。答案　A二、多项选择题6.如图5所示，物体在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下处于静止状态。当F逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中，斜面对物体的作用力可能(　　)图5A.逐渐增大  　  　　B.逐渐减小C.先增大后减小  　 　　D.先减小后增大解析　因为初始状态拉力F的大小未知，所以斜面对物体的摩擦力大小和方向未知，故在F逐渐增大的过程中，斜面对物体的作用力的变化存在多种可能。斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力与摩擦力的合力。因为物体始终保持静止状态，所以斜面对物体的作用力和物体重力G与拉力F的合力是平衡力。因此，判断斜面对物体的作用力的变化就转化为分析物体的重力G和拉力F的合力的变化。物体的重力G和拉力F的合力的变化如图所示，由图可知，F合可能先减小后增大，也可能逐渐增大。选项A、D正确。答案　AD7.竖直上抛一小球，空气阻力大小恒定，小球运动的速度图象如图6所示，下列判断正确的是(　　)图6A.0～t2时间内，小球的平均速度不为零B.t1～t2时间内，小球始终在抛出点下方C.t2时刻，小球落回抛出点D.t2时刻，小球距离抛出点解析　从图象看，0～t2时间内，小球的位移即对应速度图象中的总面积不为0，所以平均速度不为0，A项正确；t1～t2时间内，小球从最高点下落，前一段在抛出点的上方，后一段在抛出点的下方，B、C错误；0～t1时间内，小球在抛出点上方的位移为x上＝t1，t1～t2时间内，小球下落过程中的位移为x下＝(t2－t1)，所以总位移大小为(t2－t1)－t1＝，D项正确。答案　AD8.如图7所示，水平传送带A、B两端相距x＝4 m，以v0＝2 m/s的速率顺时针转动，将一小煤块无初速度地放到A点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，取g＝10 m/s2，由于小煤块与传送带之间有相对滑动，故会在传送带上留下划痕，则小煤块从A运动到B的过程中(　　)图7A.所用的时间为2.25 s   B.所用的时间为0.5 sC.划痕长度为4 m     D.划痕长度为0.5 m解析　小煤块在传送带上滑动时，根据牛顿第二定律有μmg＝ma，解得a＝4 m/s2，当小煤块和传送带速度相同时，位移为x1＝＝0.5 m<4 m，因此小煤块先加速后匀速，加速时间为t1＝＝0.5 s，匀速运动时间t2＝＝1.75 s，小煤块从A运动到B的过程中所用时间为t＝t1＋t2＝2.25 s，故选项A正确，B错误；在加速阶段相对位移产生划痕，故有Δx＝v0t1－x1＝0.5 m，故选项C错误，D正确。答案　AD9.如图8甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3 kg 的小物块静止在A点，现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的v－t图象如图乙所示，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)图8A.小物块到C点后将沿斜面下滑B.小物块从A点沿斜面向上滑行的最大距离为1.8 mC.小物块与斜面间的动摩擦因数为D.推力F的大小为4 N解析　当撤去推力F后，物块做匀减速直线运动，由v－t图象可求得物块在斜面上加速和减速两个过程中的加速度大小分别为a1＝ m/s2，a2＝10 m/s2，物块在匀减速运动阶段，由牛顿第二定律知mgsin 30°＋μmgcos 30°＝ma2，解得μ＝，所以mgsin 30°＝μmgcos 30°，故小物块到C点后将静止，选项A错误，C正确；物块在匀加速运动阶段，有F－mgsin 30°－μmgcos 30°＝ma1，解得F＝4 N，选项D正确；物块从A点到C点运动的位移大小与v－t图线与t轴所围成的面积相等，x＝×1.2×3 m＝1.8 m，选项B正确。答案　BCD 三、计算题10.低空跳伞是一种极限运动，一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。一名质量为M＝70 kg的跳伞运动员背有质量为m＝10 kg的伞包从某高层建筑顶层跳下(初速度不计)，且一直沿竖直方向下落，假设前2.0 s 运动员近似看作匀加速直线运动，且2.0 s末的速度为18 m/s，随后拉开绳索开启降落伞。当降落伞全部打开时，伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比，即f＝kv2。已知比例系数k＝20 N·s2/m2，g＝10 m/s2。请计算：图9(1)起跳后2 s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小；(2)当降落伞全部打开后，运动员(包括其随身携带的全部装备)下落速度为10 m/s时的加速度；(3)已知建筑顶层离地高度为200 m，运动员从开始跳下到即将触地前已达到稳定的速度，则运动员从开始跳下到即将触地前，损失了多少机械能。 解析　(1)起跳后前2 s内运动员的运动近似是匀加速直线运动，其加速度为a＝＝9.0 m/s2设运动员所受平均阻力为f，根据牛顿第二定律有(M＋m)g－f＝(M＋m)a代入数据解得f＝80 N(2)根据牛顿第二定律有f－(M＋m)g＝(M＋m)a′，且f＝ kv2代入数据解得a′＝15 m/s2，方向为竖直向上。(3)设稳定速度为u，则(M＋m)g＝ku2运动员损失的机械能ΔE＝Mgh－Mu2＝1.386×105 J答案　(1)80 N　(2)15 m/s2　方向竖直向上(3)1.386×105 J11.质量为m＝1×103 kg的赛车在恒定的牵引力F＝6×103 N作用下，从静止开始沿一长直道路做匀加速直线运动，开始运动的同时，在赛车前方200 m处有一安全车以36 km/h 的速度与赛车同方向匀速前进。赛车追上安全车时，立刻关闭发动机。已知赛车所受阻力为赛车重力的，且保持不变，重力加速度大小g＝10 m/s2。(1)赛车经过多长时间追上安全车？(2)追上安全车后，两车再经过多长时间第二次相遇？(假设赛车可以从安全车旁经过而不发生相撞)解析　(1)赛车从静止开始沿一长直道路做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律F－f＝ma1，其中f＝kmg设赛车经过t1时间追上安全车，则t1时间内安全车的位移x1＝v1t1，赛车的位移x2＝a1t，且x2－x1＝Δx联立解得t1＝20 s，t2＝－10 s(舍去)(2)追上安全车时赛车的速度为v＝a1t1＝40 m/s，赛车追上安全车后，立刻关闭发动机，根据牛顿第二定律可知－f＝ma2，解得a2＝－4 m/s2即赛车以大小为4 m/s2的加速度做匀减速直线运动，经过t2时间赛车停下，则有v＋a2t2＝0，得t2＝10 s此时赛车的位移x2′＝t2＝200 m，安全车的位移x1′＝v1t2＝100 m即赛车停下时安全车仍没有追上此后只有安全车运动，设安全车经过t3时间追上赛车，则有v1t3＝x2′－x1′，得t3＝10 s所以总时间t＝t2＋t3＝20 s，即再经过20 s两车再次相遇答案　(1)20 s　(2)20 s