第1讲 牛顿运动定律A组 2022—2022年模拟·基础题组时间:20分钟 分值:25分选择题(每题5分,共25分)1.(2022浙江台州月考,18)如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2。关于热气球,下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4830NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/sD.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N2.(2022北京师大附中期中,2)对于一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是( )A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明:可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.“强弩之末势不能穿鲁缟”,这表明强弩的惯性减小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要适当地控制速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的3.(2022浙江嘉兴二模,14)在哈尔滨冰雕节上,工作人员将如图所示的小车和冰球推进箱式吊车并运至大型冰雕顶部安装,先后经历了向右匀速、向右匀减速、向上匀加速、向上匀减速直线运动四个过程。冰球与水平底板和右侧斜挡板始终保持接触但摩擦不计。其中冰球与斜挡板面间存在弹力的是( )A.向右匀速过程B.向右匀减速过程C.向上匀加速过程D.向上匀减速过程4.(2022江苏无锡调研,1)机车A拉着一节车厢B沿水平轨道向右匀速行驶时,下列说法中正确的有( )A.A拉B的力与B拉A的力是一对平衡力B.A拉B的力与B拉A的力是一对不同种类的力C.A拉B的力与地面对B的阻力是一对平衡力D.A拉B的力与地面对B的阻力是一对作用力与反作用力5\n5.(2022山东潍坊一中检测,16)如图所示,甲、乙两车均在光滑的水平面上,质量都是M,人的质量都是m,甲车上的人用力F推车,乙车上的人用等大的力F拉绳子(绳与滑轮的质量和摩擦均不计),人与车始终保持相对静止。下列说法正确的是( )A.甲车的加速度大小为B.甲车的加速度大小为0C.乙车的加速度大小为D.乙车的加速度大小为0B组 2022—2022年模拟·提升题组时间:30分钟 分值:35分一、选择题(每题5分,共15分)1.(2022浙江效实中学期初,13)如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对地面上的人的压力大小为( ) A.(M+m)g-maB.(M+m)g+maC.(M+m)gD.(M-m)g2.(2022浙江五校一联,7)一个质量不计的长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示(最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,重力加速度g取10m/s2),则下列说法错误的是( )A.若F=1N,则A、B都相对木板静止不动B.若F=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5NC.若F=4N,则B物块所受摩擦力大小为2ND.若F=6N,则B物块的加速度大小为1m/s25\n3.(2022浙江温州八校一联,13)如图所示,一辆小车静止在水平地面上,bc是固定在小车上的水平横杆,物块M穿在杆上,M通过细线悬吊着小物体m,m在小车的水平底板上,小车未动时细线恰好在竖直方向上。现使小车向右运动,全过程中M始终未相对杆bc移动,M、m与小车保持相对静止,已知a1∶a2∶a3∶a4=1∶2∶4∶8,M受到的摩擦力大小依次为f1、f2、f3、f4,则以下结论正确的是( )A.f1∶f2=1∶2B.f2∶f3=1∶2C.f3∶f4=1∶2D.tanα=2tanθ二、非选择题(4题12分,5题8分,共20分)4.(2022浙江大联考二联,14)2022年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录。取重力加速度的大小g=10m/s2。(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图像如图所示。若该运动员和所带装备的总质量m=100kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数。(结果保留1位有效数字)5.(2022浙江金华一中月考,15)风洞实验室中可产生水平向右方向的大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。已知小球的重力为G。5\n(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力大小为重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数。(2)若使杆与水平方向间夹角为37°并固定,要使小球在细杆上匀速上滑,应将水平风力调到多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)A组 2022—2022年模拟·基础题组选择题1.AD 刚开始上升时,空气阻力为零,F浮-mg=ma,解得F浮=m(g+a)=460×(10+0.5)N=4830N,A项正确。加速上升过程,随着速度增大,空气阻力增大,B项错误。浮力和重力不变,而随着空气阻力的增大,加速度会逐渐减小,直至为零,故上升10s后的速度v<at=5m/s,C项错误。匀速上升时,F浮=Ff+mg,所以Ff=F浮-mg=4830N-4600N=230N,D项正确。2.C 惯性是物体的固有属性,质量是惯性大小的唯一量度,也就是说只要物体的质量不变,其惯性不变,A、B、D错误;货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,改变了列车的质量,这会改变它的惯性,C正确。3.B 当冰球处于向右匀速直线运动过程中,冰球加速度为零,只受重力和支持力的作用,二力平衡,所以A错;当先后经历向右匀减速、向上匀加速、向上匀减速直线运动三个过程中,冰球的加速度方向分别是向左、向上、向下,而挡板提供弹力时,弹力斜向左上方,一定会使冰球产生向左的加速度,所以B正确。4.C A拉B的力与B拉A的力是一对作用力与反作用力,性质一定相同,故A、B项均错。因B匀速行驶,故A拉B的力与地面对B的阻力是一对平衡力,即C对D错。5.BC 将甲图中的人和车视为一整体,其在水平方向受的合外力为0(人的推力F是内力),故a甲=0,选项A错误,选项B正确。将乙图中的人和车视为一整体,其在水平方向受的外力为2F,由牛顿第二定律知:a乙=,则选项C正确,选项D错误。B组 2022—2022年模拟·提升题组一、选择题1.A 对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力f,则mg-f=ma,所以f=m(g-a);对竿分析:受重力Mg、竿上的人对杆向下的摩擦力f'=f,顶竿的人对杆的支持力FN,有Mg+f=FN。由牛顿第三定律得FN'=FN=Mg+f=(M+m)g-ma,A对。5\n2.B A、B与木板间的最大静摩擦力分别为fA=μmAg=2N,fB=μmBg=4N,若F=1N,小于A的最大静摩擦力,A、B都相对木板静止不动,选项A正确;若F=1.5N,A、B和木板做加速运动,F=(mA+mB)a,对于A来说,F-fA'=mAa,可见A物块所受静摩擦力大小小于1.5N,选项B错误;若F=4N,A与木板之间有相对运动,木板和B的加速度a'==1m/s2,B物块所受摩擦力大小为fB'=mBa'=2N,选项C正确;若F=6N,A与木板间也有相对运动,木板和B的加速度a″==1m/s2,选项D正确。3.ACD (1)(2)两图中,M水平方向只受静摩擦力作用,由牛顿第二定律得:f1=Ma1,f2=Ma2,而a1∶a2=1∶2,则f1∶f2=1∶2,A正确;(3)(4)两图中,对m和M整体受力分析,受总重力(M+m)g,支持力FN,摩擦力f,根据牛顿第二定律有f=(M+m)a,所以f3∶f4=a3∶a4=4∶8=1∶2,对m受力分析:受重力和绳的拉力,则T3sinθ=ma3,T3cosθ=mg,得=,即tanθ=,同理tanα=,所以==,故C、D正确;由以上分析可得==,B错。二、非选择题4.答案 (1)87s 8.7×102m/s (2)0.008kg/m解析 (1)设该运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5km高度处的速度大小为v。根据运动学公式有v=gt①s=gt2②根据题意有s=3.9×104m-1.5×103m=3.75×104m③联立①②③式得t=87s④v=8.7×102m/s⑤(2)该运动员达到最大速度vmax时,加速度为零,根据牛顿第二定律有mg=k⑥由所给的v-t图像可读出vmax=350m/s⑦由⑥⑦式得k=0.008kg/m⑧5.答案 (1)0.5 (2)2G解析 (1)设风力为F,摩擦力为f,支持力为N,由共点力平衡可知:F=f,即0.5G=μN=μG,μ=0.5。(2)设杆对小球的支持力为N',垂直于杆方向有N'=F'sin37°+Gcos37°沿杆方向F'cos37°=Gsin37°+f',f'=μN',解得F'=2G。5
