2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前十天必考熱點(diǎn)沖刺 熱考4 直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)力學(xué)

熱考4直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)力學(xué)一、選擇題1(2019年遼寧莊河三模)消防車的高壓水龍頭豎直向上噴水，噴出的水可上升到距離管口40 m的最大高度，當(dāng)高壓水龍頭固定在高為3 m的消防車上，仍以同樣大小的速度將水斜向上噴出，可以使水流以10 m/s2的水平速度射入某樓層的窗戶，不計(jì)空氣阻力，g10 m/s2，則該樓層的窗戶距離地面的高度約為()A35 mB38 mC40 mD44 m【答案】B【解析】由公式 v22gx得v20 m/s.當(dāng)水龍頭在消防車上時(shí)，豎直方向的速度為v豎10 m/s.水在豎直方向上升的高度為h m35 m樓層高度為Hhh35 m3 m38 m，故選B.2某質(zhì)點(diǎn)沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，其位置坐標(biāo)隨時(shí)間變化的關(guān)系可表示為x52tn，其中x的單位為m，時(shí)間t的單位為s，則下列說法正確的是()A若n1，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，初位置在0 m處，速度大小為5 m/sB若n1，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，初位置在5 m，速度大小為4 m/sC若n2，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度大小為0，加速度大小為4 m/s2D若n2，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度大小為5 m/s，加速度大小為2 m/s2【答案】C【解析】若n1，則x52t，即初位置在x5 m處，速度大小為v2 m/s，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；若n2，則x52t2，與xv0tt2對(duì)比可得v00，a4 m/s2，故C正確，D錯(cuò)誤3(2019年河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，一木塊受到的以水平力F作用靜止于斜面上，此力F的方向與斜面平行，如果將力F撤除，下列對(duì)木塊的描述正確的是()A木塊將沿斜面下滑B木塊受到的摩擦力變小C木塊立即獲得加速度D木塊受到的摩擦力變大【答案】B【解析】由平衡條件可得摩擦力Ff，F(xiàn)1的方向與F和mgsin 的合力方向相反，木塊與斜面間的最大靜摩擦力Ffm，撤去F后木塊對(duì)斜面的壓力沒有變化，此時(shí)mgsin <Ffm，故木塊不會(huì)沿斜面下滑，A、C錯(cuò)誤；摩擦力大小為Ffmgsin <Ff，即摩擦力變小，摩擦力方向沿斜面向上，B正確，D錯(cuò)誤4(多選)(2019年安徽馬鞍山二模) 如圖所示為某一傳送裝置，與水平面夾角為37°，傳送帶以4 m/s的速率順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)某時(shí)刻在傳送帶上端A處無初速度地放上一質(zhì)量為1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，傳送帶上端A與下端B距離為3.5 m，(g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8) 則小物塊從A到B的過程中()A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2 sB小物塊對(duì)皮帶做的總功為0C小物塊與傳送帶相對(duì)位移為1.5 mD小物塊與皮帶之間因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為3 J【答案】BD【解析】開始階段，由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma1，解得a1gsin gcos 8 m/s2，物體加速至與傳送帶速度相等時(shí)需要的時(shí)間為t1 s0.5 s，通過的位移為x1a1t×8×0.52 m1 m由于mgsin 37°>mgcos 37°，可知物體與傳送帶不能保持相對(duì)靜止速度相等后，物體所受的摩擦力沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律得mgsin mgcos ma2.解得a2gsin mgcos 4 m/s2，根據(jù)Lx1vt2a2t.解得t20.5 s故運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為tt1t21 s，故A錯(cuò)誤；小物塊對(duì)皮帶做的總功即是滑動(dòng)摩擦力對(duì)傳送帶所做的功，為Wmgcos ·vt1mgcos ·vt2，而t1t20.5 s，故W0，故B正確；前0.5 s內(nèi)傳送帶的速度大于小物塊的速度，小物塊相對(duì)于傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，相對(duì)位移x1vt1x11 m，后0.5 s內(nèi)小物塊的速度大于傳送帶的速度，小物塊相對(duì)于傳送帶向前運(yùn)動(dòng)，相對(duì)位移是x2(Lx1)vt20.5 m，物塊相對(duì)于傳送帶的位移是xx1x2(10.5) m0.5 m，故C錯(cuò)誤；小物塊相對(duì)于傳送帶的路程為Lx1x210.51.5 m，因小物塊和皮帶之間的摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為QfLmgcos ·L3 J，故D正確二、計(jì)算題5(2019年江西臨川一中模擬)某同學(xué)為研究磁懸浮列車的運(yùn)動(dòng)，將一個(gè)盛著水的玻璃方口杯放在車內(nèi)的水平臺(tái)面上，如圖所示方口杯內(nèi)水面AB邊長8 cm，列車在做直線運(yùn)動(dòng)中的某一時(shí)刻，他發(fā)現(xiàn)電子信息屏上顯示的車速為72 km/h，杯中的前側(cè)水面下降了0.5 cm，此現(xiàn)象一直穩(wěn)定到車速為288 km/h時(shí)，前側(cè)水面才開始回升，則：(1)在前述穩(wěn)定階段時(shí)列車的位移s大小為多少？(2)若該列車總質(zhì)量為3×104 kg，所受阻力為fkv2(已知k2 N·s2/m2，v為速率)，試寫出前述穩(wěn)定階段列車電動(dòng)機(jī)牽引力關(guān)于位移s的表達(dá)式(重力加速度取g10 m/s2)【答案】(1)2 400 m(2)F5s38 300(0s2 400 m)【解析】(1)對(duì)前述穩(wěn)定階段水表面的一滴水進(jìn)行受力分析得F合mgtan 由幾何關(guān)系可得tan 由牛頓第二定律可得F合ma解得a1.25 m/s2此過程列車位移 s2 400 m.(2)對(duì)列車受力分析，由牛頓第二定律有Ffma又因fkv2k(v2as)得F5s38 300(0s2 400 m). 6(2019年齊齊哈爾二模)如圖所示，一傳送帶與水平面的夾角30°，且以v12 m/s的速度沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，一小物塊以v24 m/s的速度從底端滑上傳送帶，最終又從傳送帶的底端滑出，已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，傳送帶足夠長，取重力加速度g10 m/s2，求：(1)小物塊沿傳送帶向上滑行的時(shí)間t；(2)小物塊離開傳送帶時(shí)的速度大小v.【答案】(1)1.25 s(2) m/s【解析】(1)由題可知，小物塊在開始時(shí)受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向下，設(shè)其做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，有mgsin mgcos ma1解得a18 m/s2其速度減小到v12 m/s，所用的時(shí)間為t10.25 s之后，小物塊受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向上，設(shè)其加速度大小為a2，有mgsin mgcos ma2解得a22 m/s2小物塊減速到0所用的時(shí)間為t21 s故tt1t21.25 s.(2)小物塊沿傳送帶向上滑行的最大距離為xt1t2解得x1.75 m又由于物塊沿傳送帶下滑時(shí)，受到的滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向上，其加速度大小仍為a22 m/s2，有2a2xv2解得v m/s.7(2019年河北唐山二模)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鄉(xiāng)村公路等級(jí)越來越高，但汽車超速問題也日益凸顯，為此一些特殊路段都設(shè)立了各式減速帶現(xiàn)有一輛汽車發(fā)現(xiàn)前方有減速帶，開始減速，減至某一速度，開始勻速運(yùn)動(dòng)，勻速通過減速帶，然后再加速到原來速度，總位移為80 m汽車行駛80 m位移的v2x圖象如圖所示，其中v為汽車的行駛速度，x為汽車行駛的距離求汽車通過80 m位移的平均速度【答案】8 m/s【解析】設(shè)初速度為v0，減速后速度為v.則v015 m/s, v5 m/s由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv22ax得減速運(yùn)動(dòng)a15 m/s2同理加速運(yùn)動(dòng)a22.5 m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv0at得減速運(yùn)動(dòng)t12 s同理加速運(yùn)動(dòng)t24 s由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式xvt得勻速運(yùn)動(dòng)t34 s則t總t1t2t310 s則全程平均速度 8 m/s.8(2019年河北保定一模)如圖甲所示，光滑斜面OA與傾斜傳送帶AB在A點(diǎn)相接，且OAB在一條直線上，與水平面夾角37°，輕質(zhì)彈賃下端固定在O點(diǎn)，上端可自由伸長到A點(diǎn)在A點(diǎn)放一個(gè)物體，在力F的作用下向下緩慢壓縮彈簧到C點(diǎn)，該過程中力F隨壓縮距離x的變化如圖乙所示已知物體與傳送帶間動(dòng)牌擦因數(shù)0.5，傳送帶AB部分長為5 m，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，速度v4 m/s，重力加速度g取10 m/s2.(sin 37°0.6，cos 37°0.8) 求：(1)物體的質(zhì)量m；(2)彈簧從A點(diǎn)被壓縮到C點(diǎn)過程中力F所做的功W；(3)若在C點(diǎn)撤去力F，物體被彈回并滑上傳送帶，同物體在傳送帶上最遠(yuǎn)能到何處？ 【答案】(1)5 kg(2)90 J(3)恰好到達(dá)傳送帶頂端B點(diǎn)【解析】(1)由圖象可知mgsin 37°30 N解得m5 kg.(2)圖乙中圖線與橫軸所圍成的面積表示力F所做的功：W J J90 J.(3)撤去力F，設(shè)物體返回至A點(diǎn)是速度大小為v0，從A出發(fā)兩次返回A處的過程應(yīng)用動(dòng)能定理Wmv解得v06 m/s由于v0>v，物塊所受摩擦力沿傳送帶向下，設(shè)此階段加速度大小為a1，由牛頓第二定律mgsin 37°mgcos 37°ma1解得 a110 m/s2速度減為v時(shí)，設(shè)沿斜面向上發(fā)生的位移大小為x1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律x1解得 x11 m此后摩擦力改變方向，由于mgsin 37°>mgcos 37°，所以物塊所受合外力仍沿傳送帶向下，設(shè)此后過程加速度大小為a2，再由牛頓第二定律mgsin 37°mgcos 37°ma設(shè)之后沿斜面向上發(fā)生的最大位移大小為x2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律x2解得 x24 m所以物塊能夠在傳送帶上發(fā)生的最大位移xmx1x25 m即恰好到達(dá)傳送帶頂端B點(diǎn)9(2019年廣西南寧模擬)如圖所示，在光滑的水平平臺(tái)上，有一質(zhì)量為M2 kg、長為L3 m的長木板，長木板的左端放有一質(zhì)量為mA1 kg的物塊A，物塊A通過一繞過光滑定滑輪的輕繩與重物B相連，物塊B的質(zhì)量為mB1 kg，開始時(shí)用手托住重物B，使繩剛好拉直，彈力為零，物塊A與滑輪間的輕繩處于水平，物塊A與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，長木板的右端離平臺(tái)的右端足夠遠(yuǎn)，重物B離地面的高度足夠高重力加速度g10 m/s2，求：(1)釋放物塊B后物塊A運(yùn)動(dòng)的加速度大??；(2)當(dāng)物塊A運(yùn)動(dòng)到長木板的中點(diǎn)位置時(shí)，輕繩拉物塊A的功率大小【答案】(1)4 m/s2(2)24 W【解析】(1)設(shè)釋放B后，A與木板間有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，繩上拉力大小為T.A做勻加運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，則mBgTmBa1TmAgmA a1 求得a14 m/s2由于mAg2 N<Ma18 N，因此假設(shè)成立即釋放物塊B后物塊A的加速皮大小為4 m/s2.(2)木板做勻加速運(yùn)動(dòng)，則mAgMa2求得a21 m/s2當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到木板中點(diǎn)時(shí)La1ta2t求得t11 s此時(shí)物塊A的速度大小為v1a1t14 m/s輕繩對(duì)A的拉力大小為Tma1mg6 N所以此時(shí)輕繩拉物塊A的功率為PFv24 W.10(2019年江南十校二模)如圖所示，粗糙水平地面上靜止放著相距d1 m的兩塊相同長木板A、B，每塊木板長L，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)10.2.一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊C以v08 m/s的初速度水平向右滑上木板A的左端，C的質(zhì)量為每塊木板質(zhì)量的2倍，C與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)20.4.若A、B碰后速度相同但不粘連，碰撞時(shí)間極短，且A和B碰撞時(shí)C恰好運(yùn)動(dòng)到A的最右端，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)木板A與木板B相碰前瞬間的速度v1；(2)木板A的長度L；(3)A、B最終停下時(shí)，兩者間的距離【答案】(1)2 m/s(2)5 m(3)1.5 m【解析】(1)設(shè)A、B的質(zhì)量為m，C、A的相互作用的過程中，對(duì)A由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有2·2mg1(m2m)gma1，解得a12 m/sA發(fā)生位移d后與板B相碰，由運(yùn)動(dòng)規(guī)律有da1t解得t11 s碰撞前A的速度為v1a1t2 m/s.(2)C、A相互作用的過程中，對(duì)C由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得2·2mg2ma2，解得a24 m/s2C發(fā)生的位移x1v0t1a2t6 m木板A的長度Lx1d5 m.(3)碰撞前C的速度為v2v0a2t14 m/sA、B相碰過程中動(dòng)量守恒，有mv1(mm)v3解得v31 m/sA、B分離后，A板做減速運(yùn)動(dòng)，有1mgma3解得a32 m/s2從分離到停下，A發(fā)生的位移為xA0.25 mB板以a12 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，直到與C同速，設(shè)此過程經(jīng)歷時(shí)間為t2，有v4v2a2t2v3a1t2解得t20.5 s，v42 m/s此過程中B板的位移xB1t20.75 m此后B、C一起以a32 m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停下，發(fā)生的位移為xB21 m所以最終停下來時(shí)，A、B板間的距離為xxB1xB2xA1.5 m.11(2019年安徽蚌埠二模)如圖所示，一個(gè)足夠長的傳送帶與水平面之間的夾角30°，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)一質(zhì)量為1 kg的物體以v010 m/s的初速度從傳送帶底端向上運(yùn)動(dòng)，已知物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度g10 m/s2.(1)求物體在傳送帶底端時(shí)的加速度；(2)求物體沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)的最大距離；(3)若傳送帶向上勻速運(yùn)動(dòng)的速度(v)的大小可以調(diào)節(jié)，物體的初速度不變，當(dāng)傳送帶的速度調(diào)節(jié)為多大時(shí)，物體從底端運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中產(chǎn)生的熱量最??？最小值是多大？【答案】(1)7.5 m/s2(2)10 m(3)2.5 m/s12.5 J【解析】(1)由于v0>v，所以物體開始時(shí)受到的摩擦力向下，由牛頓第二定律可知mgsin mgcos ma1解得a17.5 m/s2，方向沿傳送帶向下(2)mgsin >gcos ，所以物體減速到v后不能與傳送帶相對(duì)靜止，物體從速度v0減到v的過程中，向上運(yùn)動(dòng)的距離 x15 m然后物體繼續(xù)向上減速到零的過程中mgsin mgcos ma2得a22.5 m/s2此過程位移x25 m所以上升的最大距離為xx1x210 m.(3)以傳送帶為參考系，物體向上減速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)過程相對(duì)傳送帶的位移大小分別為x1，x1物體向上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量為Qmgcos (x1x2)(v2.5)212.5故當(dāng)v2.5 m/s時(shí)，Q有最小值，Qmin12.5 J.- 9 -