專題強化訓練2牛頓運動定律與直線運動一、選擇題(1～5題為單項選擇題，6～9題為多項選擇題)1．[2023·全國乙卷]一同學將排球自O(shè)點墊起，排球豎直向上運動，隨后下落回到O點．設(shè)排球在運動過程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比．則該排球()A．上升時間等于下落時間B．被墊起后瞬間的速度最大C．達到最高點時加速度為零D．下落過程中做勻加速運動2．[2023·江蘇南京市模擬]如圖甲、乙所示，細繩拴一個質(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，平衡時細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，細繩的拉力大小均為eq\f(4,3)gB．甲圖所示情境中，細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，細繩燒斷瞬間小球的加速度大小均為eq\f(5,3)g3．[2023·吉林長春普通高中質(zhì)量監(jiān)測二]如圖所示，在地面上固定一個豎直放置的大圓環(huán)，從環(huán)心O到環(huán)上的A、B兩點連有兩根直桿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點靜止釋放，到達大圓環(huán)上的A、B兩點所用時間之比是2∶eq\r(3)，若小圓環(huán)與直桿Ⅰ、Ⅱ之間的動摩擦因數(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·遼寧卷]如圖所示，一小物塊從長1m的水平桌面一端以初速度v0沿中線滑向另一端，經(jīng)過1s從另一端滑落．物塊與桌面間動摩擦因數(shù)為μ，g取10m/s2.下列v0、μ值可能正確的是()A．v0＝2.5m/sB．v0＝1.5m/sC．μ＝0.28D．μ＝0.255.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、O2兩位置都裝有藍牙設(shè)備，這兩個藍牙設(shè)備在5m以內(nèi)時能夠?qū)崿F(xiàn)通信．t＝0時刻，甲、乙兩車剛好位于圖示位置，此時甲車的速度為5m/s，乙車的速度為2m/s，O1、O2的距離為3m．從該時刻起甲車以1m/s2的加速度做勻減速運動直至停下，乙車保持原有速度做勻速直線運動．忽略信號傳遞時間，從t＝0時刻起，甲、乙兩車能利用藍牙通信的時間為()A．2.00sB．4.75sC．6.00sD．6.25s6．[2023·全國甲卷]用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運動，兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙．甲、乙兩物體運動后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示．由圖可知()A．m甲<m乙B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙D．μ甲>μ乙7．高鐵站臺上，5位旅客在各自車廂候車線處候車，若動車每節(jié)車廂長為l，動車進站時做勻減速直線運動．站在2號候車線處的旅客發(fā)現(xiàn)1號車廂經(jīng)過他所用的時間為t，動車停下時該旅客剛好在2號車廂門口(2號車廂最前端)，如圖所示，則()A．動車從經(jīng)過5號候車線處的旅客開始到停止運動，經(jīng)歷的時間為tB．動車從經(jīng)過5號候車線處的旅客開始到停止運動，平均速度為eq\f(2l,t)C.1號車廂頭部經(jīng)過5號候車線處的旅客時的速度為eq\f(4l,t)D．動車的加速度大小為eq\f(l,t2)8．[2023·湖北沙市高三聯(lián)考]以下關(guān)于各物體的運動判斷正確的是()A．圖甲，物體P從接觸彈簧開始到運動至最右端的過程中，一直做減速運動B．圖乙，物體P在恒力F的作用下，從接觸彈簧開始到運動至最右端的過程中，先做加速運動，后做減速運動C．圖丙，小球從接觸彈簧開始到運動至最低點的過程中，先做加速運動，后做減速運動D.圖丁，蹦極的人先做自由落體運動，從橡皮條繃緊開始到運動至最低點的過程中，一直做減速運動9．[2023·湖南六校聯(lián)考]如圖甲所示為北京大興國際機場利用水平傳送帶傳送行李箱(行李箱可視為質(zhì)點)的簡化原理圖，工作人員在A處每間隔T＝1s將行李箱無初速度地放到傳送帶上，已知傳送帶以恒定速度v＝2m/s順時針運行，A、B兩處的距離L＝10m，行李箱與傳送帶之間的動摩擦因數(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間變化的圖象．下列說法正確的是()A．圖乙可能是某個行李箱的位移隨時間變化的圖象B．圖乙可能是摩擦力對某個行李箱做功的功率隨時間變化的圖象C．相鄰行李箱之間的最大距離為2mD．在B端有行李箱到達后，每10s有十件行李箱到達B端二、非選擇題10．隨著智能手機的使用越來越廣泛，一些人在駕車時也常常低頭看手機，然而開車時看手機是一種非常危險的駕駛行為，極易引發(fā)交通事故．一輛出租車在平直公路上以v0＝18m/s的速度勻速行駛，它正前方x0＝31m處有一輛貨車以v1＝20m/s的速度同向勻速行駛，貨車由于故障而開始勻減速，而出租車司機此時開始低頭看手機，4.5s后才發(fā)現(xiàn)危險，司機經(jīng)0.5s反應(yīng)時間后，立即采取緊急制動措施開始勻減速直線運動，若貨車從故障開始，需向前滑行100m才能停下，求：(1)貨車加速度的大?。?2)當出租車開始剎車時，兩車之間的距離；(3)若欲使出租車不和貨車發(fā)生追尾，則出租車剎車的加速度大?。?1．[2022·山東卷]某糧庫使用額定電壓U＝380V、內(nèi)阻R＝0.25Ω的電動機運糧．如圖所示，配重和電動機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，此時電流I＝40A.關(guān)閉電動機后，小車又沿斜坡上行路程L到達卸糧點時，速度恰好為零．卸糧后，給小車一個向下的初速度，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，小車運動時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，不計電動機自身機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．[2023·廣東省江門期末]運動員推動冰壺滑行過程可建立如圖所示模型：冰壺質(zhì)量m＝19.7kg，運動員施加的推力F，方向與水平方向夾角為θ＝37°，冰壺在推力F作用下做勻速直線運動，g取10m/s2，冰壺與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.02，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)運動員施加的推力F是多少？(2)當運動員以水平速度將冰壺投出，冰壺能在冰面上滑行的最遠距離是s＝40m，則該運動員將冰壺投出時的水平速度為多少？(3)若運動員仍以第(2)問的水平速度將冰壺投出，滑行一段距離后，其隊友在冰壺滑行前方摩擦冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)變?yōu)棣?＝0.016，冰壺繼續(xù)在被毛刷摩擦過的冰面滑過6m后停止運動．求與不摩擦冰面相比，冰壺多滑行的距離．專題強化訓練2牛頓運動定律與直線運動1．解析：上升過程和下降過程的位移大小相同，上升過程的末狀態(tài)和下降過程的初狀態(tài)速度均為零．對排球受力分析，上升過程的重力和阻力方向相同，下降過程中重力和阻力方向相反，根據(jù)牛頓第二定律可知，上升過程中任意位置的加速度比下降過程中對應(yīng)位置的加速度大，則上升過程的平均加速度較大．由位移與時間關(guān)系可知，上升時間比下落時間短，A錯誤；上升過程排球做減速運動，下降過程排球做加速運動．在整個過程中空氣阻力一直做負功，小球機械能一直在減小，下降過程中的最低點的速度小于上升過程的最低點的速度，故排球被墊起時的速度最大，B正確；達到最高點速度為零，空氣阻力為零，此刻排球重力提供加速度，a＝g，C錯誤；下落過程中，排球速度在變，所受空氣阻力在變，故排球所受的合外力在變化，排球在下落過程中做變加速運動，D錯誤．故選B.答案：B2．解析：甲、乙兩種情境中，小球靜止時，輕桿對小球與輕彈簧對小球的作用力都是水平向右，如圖所示，由平衡條件得細繩的拉力大小都為FT＝eq\f(mg,cos53°)＝eq\f(5,3)mg，故A錯誤；甲圖所示情境中，細繩燒斷瞬間，小球即將做圓周運動，所以小球的加速度大小為a1＝g，乙圖所示情境中，細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，下滑的時間t＝eq\r(\f(2R,a))，到達大圓環(huán)上的A、B兩點所用時間之比是2∶eq\r(3)，代入計算得eq\f(μ1,μ2)＝eq\f(9,16).故選A.答案：A4．解析：物塊沿水平桌面中線做勻減速直線運動，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，利用勻變速直線運動規(guī)律得v2－veq\o\al(2,0)＝2ax，整理有veq\o\al(2,0)－2ax>0，由于v0<2m/s，可得μ<0.2，故選項C、D不可能．答案：B5．解析：根據(jù)幾何知識可知，當甲車在乙車前方且O1O2＝5m時，有x甲－x乙＝4m根據(jù)運動學公式有x甲＝v甲t－eq\f(1,2)at2，x乙＝v乙t解得t1＝2s，t2＝4s因為甲車做勻減速運動而乙車做勻速運動，所以兩車之間的距離先增大后減小，當0<t<2s時，O1O2<5m；2s<t<4s時，O1O2>5m．t＝t2＝4s時，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(2,甲1),2a)＝0.5m根據(jù)幾何關(guān)系可知，從t＝4s開始到乙車行駛至甲車前方4m的過程中，O1O2<5m，這段過程經(jīng)歷的時間為t′＝eq\f(2×4m＋0.5m,v乙)＝4.25s所以甲、乙兩車能利用藍牙通信的時間為t總＝2s＋4.25s＝6.25s，故選D.答案：D6．解析：根據(jù)牛頓第二定律有F－μmg＝ma整理后有F＝ma＋μmg則可知F-a圖象的斜率為m，縱截距為μmg，則由題圖可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g則μ甲<μ乙故選BC.答案：BC7．解析：采用逆向思維可知，動車連續(xù)經(jīng)過相等的位移所用的時間之比為：1∶（eq\r(2)－1）∶（eq\r(3)－eq\r(2)）∶（2－eq\r(3)）∶……∶（eq\r(n)－eq\r(n－1)），則動車第1節(jié)車廂最前端從經(jīng)過5號旅客到停下所用的時間為第1節(jié)車廂經(jīng)過他用時的2倍，歷時2t，故A錯誤；動車第1節(jié)車廂最前端從經(jīng)過5號旅客到停下總位移為4l，用時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(2,1)＝2al，veq\o\al(2,5)＝2a×4l解得v5＝2v1同時又有l(wèi)＝eq\f(v1,2)t，所以v5＝eq\f(4l,t)，故C正確，D錯誤．答案：BC8．解析：若水平面粗糙，物體P受到向左的滑動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動；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動，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動；若F>μmg，剛接觸時有F－（μmg＋kx）＝ma，當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動，后做加速度向左增大的減速運動，故B錯誤．從小球接觸彈簧開始，重力先大于彈力，小球做加速度減小的變加速運動，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動，故C正確．蹦極的人在橡皮條繃緊前只受重力，做自由落體運動，此后重力先大于增大的彈力，人做加速度減小的變加速運動，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動，故D錯誤．答案：AC9．解析：行李箱在0～2s內(nèi)做加速度為a＝μg＝1m/s2的勻加速直線運動，位移是關(guān)于時間的二次函數(shù)，選項A錯誤；行李箱在t＝eq\f(v,a)＝2s時與傳送帶共速，則行李箱在2～6s內(nèi)不受摩擦力，摩擦力的功率為零，選項B錯誤；后一行李箱剛勻速運動時，與前一行李箱的距離最大，由v-t圖象容易求得ΔL＝vT＝2m，選項C正確；所有行李箱運動規(guī)律相同，只是時間上依次落后T＝1s，則在B端有行李箱到達后每10s有十件行李箱到達（同樣，可由v-t圖象理解），選項D正確．答案：CD10．解析：（1）設(shè)貨車的加速度大小為a1，根據(jù)勻變速直線運動位移－速度關(guān)系，即由0－veq\o\al(2,1)＝－2a1x代入數(shù)據(jù)可得a1＝2m/s2.（2）當出租車開始剎車時，貨車在t＝5s這段時間內(nèi)運動的位移為x1＝v1t－eq\f(1,2)a1t2＝75m出租車運動的位移為x出＝v0t＝90m所以可得，當出租車開始剎車時，兩車之間的距離為Δx＝x0＋x1－x出＝16m.（3）出租車開始剎車時，貨車的速度為：v2＝v1－a1t1＝（20－2×5）m/s＝10m/s若相遇時兩車的速度相等，則恰好不發(fā)生追尾，設(shè)從出租車開始剎車到速度相等所經(jīng)歷的時間為t2，出租車的加速度為a2，則出租車與貨車的速度關(guān)系為：v0－a2t2＝v2－a1t2則出租車在t2時間內(nèi)的位移為：x4＝v0t2－eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)貨車在t2時間內(nèi)的位移為：x5＝v2t2－eq\f(1,2)a1teq\o\al(2