專題強(qiáng)化訓(xùn)練2牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)一、選擇題(1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～9題為多項(xiàng)選擇題)1．[2022·遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考]某人在室內(nèi)以窗戶為背景拍攝照片時(shí)，恰好把從房檐落下的一個(gè)石子拍攝在照片中，石子可看成質(zhì)點(diǎn)，形成如圖所示畫面．畫面中的一條線就是石子運(yùn)動(dòng)痕跡．痕跡長(zhǎng)為0.5cm，已知曝光時(shí)間0.01s，實(shí)際長(zhǎng)度為120cm的窗戶在照片中長(zhǎng)度為3.0cm.請(qǐng)估算石子是從距窗戶頂端多高的地方落下來(lái)的()A．20mB．30mC．2mD．4m2．[2022·江蘇南京市模擬]如圖甲、乙所示，細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球分別用固定在墻上的輕質(zhì)鉸鏈桿和輕質(zhì)彈簧支撐，平衡時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角均為53°，輕桿和輕彈簧均水平．已知重力加速度為g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.下列結(jié)論正確的是()A．甲、乙兩種情境中，小球靜止時(shí)，細(xì)繩的拉力大小均為eq\f(4,3)gB．甲圖所示情境中，細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度大小為eq\f(4,3)gC．乙圖所示情境中，細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度大小為eq\f(5,3)gD．甲、乙兩種情境中，細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度大小均為eq\f(5,3)g3．[2022·吉林長(zhǎng)春普通高中質(zhì)量監(jiān)測(cè)二]如圖所示，在地面上固定一個(gè)豎直放置的大圓環(huán)，從環(huán)心O到環(huán)上的A、B兩點(diǎn)連有兩根直桿Ⅰ、Ⅱ，直桿Ⅰ、Ⅱ與水平方向夾角分別為37°和53°(sin37°＝0.6，sin53°＝0.8).現(xiàn)將套在直桿Ⅰ、Ⅱ上的小圓環(huán)由O點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)大圓環(huán)上的A、B兩點(diǎn)所用時(shí)間之比是2∶eq\r(3)，若小圓環(huán)與直桿Ⅰ、Ⅱ之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，則eq\f(μ1,μ2)等于()A．eq\f(9,16)B．eq\f(16,9)C．eq\f(3,4)D．eq\f(4,3)4．[2022·天津聯(lián)考]如圖，公共汽車沿水平面向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛于車頂上，質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握固定于車廂頂部的扶桿，始終相對(duì)于汽車靜止地站在車廂底板上，學(xué)生鞋底與公共汽車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.若某時(shí)刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角(取θ＝60°)，則此刻公共汽車對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?)A．大小等于μmg，方向水平向左B．大小等于mg，方向豎直向上C．大小大于eq\f(mg,tanθ)，方向水平向左D．大小等于eq\f(mg,cosθ)，方向斜向左上方5.[2022·遼寧卷]如圖所示，一小物塊從長(zhǎng)1m的水平桌面一端以初速度v0沿中線滑向另一端，經(jīng)過(guò)1s從另一端滑落．物塊與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，g取10m/s2.下列v0、μ值可能正確的是()A．v0＝2.5m/s B．v0＝1.5m/sC．μ＝0.28 D．μ＝0.256.如圖所示，甲、乙兩輛汽車并排沿平直路面向前行駛，兩車車頂O1、O2兩位置都裝有藍(lán)牙設(shè)備，這兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在5m以內(nèi)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)通信．t＝0時(shí)刻，甲、乙兩車剛好位于圖示位置，此時(shí)甲車的速度為5m/s，乙車的速度為2m/s，O1、O2的距離為3m．從該時(shí)刻起甲車以1m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停下，乙車保持原有速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．忽略信號(hào)傳遞時(shí)間，從t＝0時(shí)刻起，甲、乙兩車能利用藍(lán)牙通信的時(shí)間為()A．2.00sB．4.75sC．6.00sD．6.25s7．高鐵站臺(tái)上，5位旅客在各自車廂候車線處候車，若動(dòng)車每節(jié)車廂長(zhǎng)為l，動(dòng)車進(jìn)站時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．站在2號(hào)候車線處的旅客發(fā)現(xiàn)1號(hào)車廂經(jīng)過(guò)他所用的時(shí)間為t，動(dòng)車停下時(shí)該旅客剛好在2號(hào)車廂門口(2號(hào)車廂最前端)，如圖所示，則()A．動(dòng)車從經(jīng)過(guò)5號(hào)候車線處的旅客開(kāi)始到停止運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷的時(shí)間為tB．動(dòng)車從經(jīng)過(guò)5號(hào)候車線處的旅客開(kāi)始到停止運(yùn)動(dòng)，平均速度為eq\f(2l,t)C．1號(hào)車廂頭部經(jīng)過(guò)5號(hào)候車線處的旅客時(shí)的速度為eq\f(4l,t)D．動(dòng)車的加速度大小為eq\f(l,t2)8．[2022·湖北沙市高三聯(lián)考]以下關(guān)于各物體的運(yùn)動(dòng)判斷正確的是()A．圖甲，物體P從接觸彈簧開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)至最右端的過(guò)程中，一直做減速運(yùn)動(dòng)B．圖乙，物體P在恒力F的作用下，從接觸彈簧開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)至最右端的過(guò)程中，先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)C．圖丙，小球從接觸彈簧開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)D．圖丁，蹦極的人先做自由落體運(yùn)動(dòng)，從橡皮條繃緊開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，一直做減速運(yùn)動(dòng)9．[2022·湖南六校聯(lián)考]如圖甲所示為北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)利用水平傳送帶傳送行李箱(行李箱可視為質(zhì)點(diǎn))的簡(jiǎn)化原理圖，工作人員在A處每間隔T＝1s將行李箱無(wú)初速度地放到傳送帶上，已知傳送帶以恒定速度v＝2m/s順時(shí)針運(yùn)行，A、B兩處的距離L＝10m，行李箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，重力加速度取g＝10m/s2.如圖乙為該情境中某物理量隨時(shí)間變化的圖像．下列說(shuō)法正確的是()A．圖乙可能是某個(gè)行李箱的位移隨時(shí)間變化的圖像B．圖乙可能是摩擦力對(duì)某個(gè)行李箱做功的功率隨時(shí)間變化的圖像C．相鄰行李箱之間的最大距離為2mD．在B端有行李箱到達(dá)后，每10s有十件行李箱到達(dá)B端二、非選擇題10．2021年10月14日，青島市城陽(yáng)區(qū)人民法院對(duì)一起高空拋物案件作出一審判決，判處被告人玉某某拘役三個(gè)月，并處罰金人民幣二千元．高空拋物現(xiàn)象曾被稱為“懸在城市上空的痛”，威脅著行人安全．某地消防員為了測(cè)試高空拋物的危害，將一個(gè)物體從某高樓的樓頂自由下落，物體落地速度的大小為50m/s，g取10m/s2，求：(1)樓頂?shù)母叨龋?2)最后2s下落的高度；(3)10s內(nèi)的平均速率．11．[2022·山東卷]某糧庫(kù)使用額定電壓U＝380V、內(nèi)阻R＝0.25Ω的電動(dòng)機(jī)運(yùn)糧．如圖所示，配重和電動(dòng)機(jī)連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度v＝2m/s沿斜坡勻速上行，此時(shí)電流I＝40A.關(guān)閉電動(dòng)機(jī)后，小車又沿斜坡上行路程L到達(dá)卸糧點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零．卸糧后，給小車一個(gè)向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行．已知小車質(zhì)量m1＝100kg，車上糧食質(zhì)量m2＝1200kg，配重質(zhì)量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s2，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為k，配重始終未接觸地面，不計(jì)電動(dòng)機(jī)自身機(jī)械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量．求：(1)比例系數(shù)k值；(2)上行路程L值．12．如圖所示，一木箱靜止在長(zhǎng)平板車上，某時(shí)刻平板車以a＝2.5m/s2的加速度由靜止開(kāi)始向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到v＝9m/s時(shí)改做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知木箱與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.225，箱與平板車之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等(g取10m/s2).求：(1)車在加速過(guò)程中木箱運(yùn)動(dòng)的加速度的大?。?2)木箱做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移的大??；(3)要使木箱不從平板車上滑落，木箱開(kāi)始時(shí)距平板車右端的最小距離．專題強(qiáng)化訓(xùn)練2牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng)1．解析：設(shè)在曝光時(shí)間0.01s內(nèi)，石子實(shí)際下落的距離為x，由題意得eq\f(3cm,120cm)＝eq\f(0.5cm,x)，解得x＝20cm；曝光時(shí)間極短，石子的平均速度近似等于瞬時(shí)速度，石子在這0.01s內(nèi)的速度為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.2m,0.01s)＝20m/s，石子做自由落體運(yùn)動(dòng)2gh＝v2，解得h＝20m.答案：A2．解析：甲、乙兩種情境中，小球靜止時(shí)，輕桿對(duì)小球與輕彈簧對(duì)小球的作用力都是水平向右，如圖所示，由平衡條件得細(xì)繩的拉力大小都為FT＝eq\f(mg,cos53°)＝eq\f(5,3)mg，故A錯(cuò)誤；甲圖所示情境中，細(xì)繩燒斷瞬間，小球即將做圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球的加速度大小為a1＝g，乙圖所示情境中，細(xì)繩燒斷瞬間彈簧的彈力不變，則小球所受的合力與燒斷前細(xì)繩拉力的大小相等、方向相反，則此瞬間小球的加速度大小為a2＝eq\f(FT,m)＝eq\f(5,3)g，故C正確，B、D錯(cuò)誤．答案：C3．解析：由牛頓第二定律可知，小圓環(huán)下滑的加速度a＝gsinθ－μgcosθ，下滑的時(shí)間t＝eq\r(\f(2R,a))，到達(dá)大圓環(huán)上的A、B兩點(diǎn)所用時(shí)間之比是2∶eq\r(3)，代入計(jì)算得eq\f(μ1,μ2)＝eq\f(9,16)，故選A.答案：A4．解析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律，得m球gtanθ＝m球a，得到a＝gtanθ.以人為研究對(duì)象，人與球的加速度相同，均水平向左，作出人的受力圖，如圖所示．設(shè)汽車對(duì)學(xué)生的作用力與豎直方向的夾角為α，根據(jù)牛頓第二定律，得mgtanα＝ma，F(xiàn)＝eq\f(mg,cosα)，將a＝gtanθ代入，得α＝θ，F(xiàn)＝eq\f(mg,cosθ)，方向斜向左上方，故D正確．答案：D5．解析：物塊沿水平桌面中線做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝eq\f(v0＋v,2)，由題述可知，x＝1m，t＝1s，v>0，代入數(shù)據(jù)有v0<2m/s，故A不可能，B可能；對(duì)物塊做受力分析，由牛頓第二定律有a＝－μg，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2ax，整理有veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－2ax>0，由于v0<2m/s，可得μ<0.2，故選項(xiàng)C、D不可能．答案：B6．解析：根據(jù)幾何知識(shí)可知，當(dāng)甲車在乙車前方且O1O2＝5m時(shí)，有x甲－x乙＝4m根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x甲＝v甲t－eq\f(1,2)at2，x乙＝v乙t解得t1＝2s，t2＝4s因?yàn)榧总囎鰟驕p速運(yùn)動(dòng)而乙車做勻速運(yùn)動(dòng)，所以兩車之間的距離先增大后減小，當(dāng)0<t<2s時(shí)，O1O2<5m；2s<t<4s時(shí)，O1O2>5m．t＝t2＝4s時(shí)，甲車的速度為v甲1＝v甲－at2＝1m/s<v乙t＝4s之后，甲、乙兩車的距離不斷減小，且甲車能夠繼續(xù)行駛的距離為x甲1＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(甲1)),2a)＝0.5m根據(jù)幾何關(guān)系可知，從t＝4s開(kāi)始到乙車行駛至甲車前方4m的過(guò)程中，O1O2<5m，這段過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為t′＝eq\f(2×4m＋0.5m,v乙)＝4.25s所以甲、乙兩車能利用藍(lán)牙通信的時(shí)間為t總＝2s＋4.25s＝6.25s，故選D.答案：D7．解析：采用逆向思維可知，動(dòng)車連續(xù)經(jīng)過(guò)相等的位移所用的時(shí)間之比為：1∶（eq\r(2)－1）∶（eq\r(3)－eq\r(2)）∶（2－eq\r(3)）∶…∶（eq\r(n)－eq\r(n－1)），則動(dòng)車第1節(jié)車廂最前端從經(jīng)過(guò)5號(hào)旅客到停下所用的時(shí)間為第1節(jié)車廂經(jīng)過(guò)他用時(shí)的2倍，歷時(shí)2t，故A錯(cuò)誤；動(dòng)車第1節(jié)車廂最前端從經(jīng)過(guò)5號(hào)旅客到停下總位移為4l，用時(shí)2t，則平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(4l,2t)＝eq\f(2l,t)故B正確；由以上逆向思維可知l＝eq\f(1,2)at2則加速度a＝eq\f(2l,t2)并且veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝2al，veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(5))＝2a×4l解得v5＝2v1同時(shí)又有l(wèi)＝eq\f(v1,2)t，所以v5＝eq\f(4l,t)，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：BC8．解析：若水平面粗糙，物體P受到向左的滑動(dòng)摩擦力和逐漸增大的彈力，由牛頓第二定律μmg＋kx＝ma可知，物體向右做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)；若水平面光滑，同樣可以得出物體向右做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故A正確．物體受恒力F，若水平面粗糙，其大小與摩擦力的關(guān)系未知，若F≤μmg，則有μmg＋kx－F＝ma，物體向右做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)；若F>μmg，剛接觸時(shí)有F－（μmg＋kx）＝ma，當(dāng)F＝μmg＋kx后有μmg＋kx－F＝ma，故物體先做加速度向右減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度向左增大的減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．從小球接觸彈簧開(kāi)始，重力先大于彈力，小球做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，之后重力等于彈力，出現(xiàn)最大速度，接著重力小于彈力，小球做加速度向上增大的變減速運(yùn)動(dòng)，故C正確．蹦極的人在橡皮條繃緊前只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，此后重力先大于增大的彈力，人做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，之后重力等于彈力，出現(xiàn)最大速度，最終重力小于彈力，人做加速度向上增大的變減速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．答案：AC9．解析：行李箱在0～2s內(nèi)做加速度為a＝μg＝1m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移是關(guān)于時(shí)間的二次函數(shù)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；行李箱在t＝eq\f(v,a)＝2s時(shí)與傳送帶共速，則行李箱在2～6s內(nèi)不受摩擦力，摩擦力的功率為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；后一行李箱剛勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，與前一行李箱的距離最大，由v-t圖像容易求得ΔL＝vT＝2m，選項(xiàng)C正確；所有行李箱運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，只是時(shí)間上依次落后T＝1s，則在B端有行李箱到達(dá)后每10s有十件行李箱到達(dá)（同樣，可由v-t圖像理解），選項(xiàng)D正確．答案：CD10．解析：（1）由veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y))＝2gh解得樓頂?shù)母叨萮＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)),2g)＝eq\f(502,2×10)m＝125m（2）由vy＝gt解得物體下落的總時(shí)間t＝eq\f(vy,g)＝eq\f(50,10)s＝5s則最后2s下落的高度為Δh＝h－eq\f(1,2)g（5－2）2＝80m（3）10s內(nèi)物體共運(yùn)動(dòng)5s，運(yùn)動(dòng)的路程是s＝h＝125m，10s內(nèi)的平均速率為v＝eq\f(s,t′)＝eq\f(12