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  • ID:6-4885430 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第19讲与练(动能、动能定理)附答案

    高中物理/高考专区/一轮复习

    江苏2019高考物理一轮学案第19练(动能、动能定理1)附答案 第19讲 重力势能 弹性势能 机械能守恒定律 训练一 重力势能、弹性势能、机械能 1.(2018·连云港学测模拟)如图1所示为儿童蹦极的照片,儿童绑上安全带,在两根弹性绳的牵引下上下运动.在儿童从最高点下降到最低点的过程中(  ) 图1 A.重力对儿童做负功 B.合力对儿童做正功 C.儿童重力的功率一直减少 D.儿童的重力势能减少 2.(2018·无锡学测模拟)下面的实例中,系统机械能守恒的是(  ) A.物体被外力拉着沿光滑的斜面匀速上升 B.小球自由下落,落在竖直弹簧上,将弹簧压缩后又被弹簧弹起来 C.物体在竖直平面内做匀速圆周运动 D.飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块 3.(2018·南京学测模拟)物体运动过程中,重力对其做功500 J,则物体的(  ) A.动能一定增加500 J B.动能一定减少500 J C.重力势能一定增加500 J D.重力势能一定减少500 J 4.(2018·连云港学测模拟)如图2所示是蹦床运动员在空中表演的情景.在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法正确的是(  ) 图2 A.蹦床对人的弹力增大 B.弹性势能增大 C.动能增大 D.重力势能增大 5.(2018·苏州学测模拟)无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是(  ) A.动能 B.动能、重力势能 C.重力势能、机械能 D.动能、重力势能、机械能 6.(2018·镇江学测模拟)如图3所示,质量不同的P、Q两球均处于静止状态,现用小锤击打弹性金属片,使P球沿水平方向抛出,Q球同时被松开而自由下落.则下列说法中正确的是(  ) 图3 A.P球先落地 B.Q球先落地 C.两球落地时的动能可能相等 D.两球下落过程中重力势能变化相等 7.(2018·淮安学测模拟)如图4所示,细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动,因受空气阻力最后停止在最低点,则此过程中(  ) 图4 A.空气阻力对小球不做功 B.小球的动能一直减小 C.小球的重力势能一直减小 D.小球的机械能不守恒 8.(2018·盐城学测模拟)火箭发射回收是航天技术的一大进步,如图5所示为火箭在返回地面前的某段运动,可看成先匀速后减速的直线运动,最后撞落在地面上,不计火箭质量的变化,则火箭(  ) 图5 A.匀速下降过程中,机械能守恒 B.减速下降过程中,机械能守恒 C.匀速下降过程中,合外力做功为零 D.减速下降过程中,合外力做功等于火箭机械能的变化 9.(2018·苏州学测模拟)如图6所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定,小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落,不计空气阻力,则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中(  ) 图6 A.小球的动能一直减小 B.小球的机械能守恒 C.小球的重力势能先减小后增加 D.弹簧的弹性势能一直增加 10.(2018·镇江学测模拟)如图7所示,有一种大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,先由电动机将游客匀速提升到某一高度,然后由静止释放.则在游客被匀速提升的过程中,下列说法正确的是(  ) 图7 A.合力对游客做正功 B.重力对游客做正功 C.游客的机械能增大 D.游客的机械能减小 11.(2018·泰州中学学测模拟一)如图8所示,两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点,现将细绳拉至水平后由静止释放小球,当两小球通过最低点时,两球一定有相同的(  ) 图8 A.速度 B.角速度 C.加速度 D.机械能 12.人在距地面高h处水平抛出一个质量为m的物体,物体落地时的速度为v,以地面为重力势能的零点,不计空气阻力,则有(  ) A.人对物体做的功是mv2 B.人对物体做的功是mv2+mgh C.物体落地时的机械能是mv2 D.物体落地时的机械能是mv2+mgh 13.(2018·江苏学测)如图9所示,某吊车装置的水平轨道上有一质量为M的小车,且O点为钢丝绳的悬点,质量为m的重物用钢丝绳连接,悬挂在小车的正下方,重心到O的距离为L,从A点到B点,重物与小车一起向右做匀速运动,重物到达B点时,小车突然停止,重物向右摆动到最高点C,上升的高度为h,整个运动过程中,钢丝绳始终拉直,不计钢丝绳质量和空气阻力,重力加速度为g.求: 图9 (1)从B到C过程中,重物克服重力所做的功W; (2)从A到B过程中,重物运动的速度大小v; (3)从A到C过程中,小车对轨道的最大压力Fm. 14.(2016·江苏学测)如图10甲所示,竖直放置的轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m的小物块连接,在竖直向上的拉力FT作用下,物块静止于O点.此时,FT=2mg,弹簧的伸长量为h.现撤去拉力FT,物块竖直向下运动直至最低点,此过程中弹簧始终未超出弹性限度. 图10 (1)求物块静止于O点时,弹簧弹力的大小F; (2)取O为坐标原点、竖直向下为正方向建立坐标系.在图乙中作出物块向下运动到位移x=4h过程中加速度a与x的关系图线; (3)求向下运动过程中,物块动能的最大值Ekm. 答案精析 1.D 2.B 3.D 4.D 5.C 6.C 7.D 8.C 9.D 10.C 11.C 12.C 13.见解析 解析 (1)重物上升h,W=mgh (2)从B→C,由机械能守恒定律得mv2=mgh 解得v= (3)重物在B点开始摆动时,小车对轨道的压力最大,设重物受钢丝绳的拉力为FT 由牛顿第二定律得FT-mg=m 钢丝绳对小车拉力大小FT′=FT 小车受到的支持力F=mg+FT′ 由牛顿第三定律得Fm=F 解得Fm=(2+)mg. 14.(1)mg (2)见解析图 (3)2mgh 解析 (1)静止于O点时,根据力的平衡FT=mg+F 解得F=mg. (2)由牛顿第二定律得mg+k(h-x)=ma, 又k=, 解得a=-x+2g 如图所示 (3)在O点时,设物块的重力势能为零,弹簧的弹性势能为Ep,则机械能E1=Ep 当a=0时,物块动能最大. 此时,弹簧压缩量为h,弹性势能也为Ep. 则机械能E2=Ekm+Ep-mg·2h 机械能守恒E1=E2 解得Ekm=2mgh. 江苏2019高考物理一轮学案第19练(动能、动能定理2)附答案 训练二 机械能守恒定律综合应用 1.(2018·泰州中学学测模拟一)着陆点火进一步减慢火箭的掉落速度,实现定点软着陆,此过程中下列说法正确的是(  ) A.火箭处于失重状态 B.火箭的机械能在减小 C.合外力对火箭做正功 D.火箭处于平衡状态 2.(2018·扬州学测模拟)如图1所示,m1与m2通过轻质绳连接,m1EpB B.EpA

    • 2018-10-18
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  • ID:6-4885428 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第18讲与练(动能、动能定理)附答案

    高中物理/高考专区/一轮复习

    江苏2019高考物理一轮学案第18练(动能、动能定理1)附答案 第18讲 动能 动能定理 训练一 动能与动能定理 1.(2017届无锡一模)A、B两物体的质量之比为1∶2,速度之比为2∶1,则A、B的动能之比为(  ) A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.4∶1 2.(2017·江苏学测)歼-15在辽宁舰甲板上降落,勾住阻拦索减速的过程中,阻拦索对歼-15做功和歼-15动能变化的情况是(  ) A.做正功,动能增加 B.做负功,动能增加 C.做正功,动能减少 D.做负功,动能减少 3.(2018·连云港学测模拟)战斗机以一定的水平初速度着陆甲板时,若飞机勾住阻拦索减速,飞机在甲板上滑行的距离将大大减小、着舰使用阻拦索时,下列说法正确的是(  ) A.战斗机的动能变化量变大 B.战斗机的惯性减少的快 C.战斗机的加速度变大 D.战斗机的速度减少的多 4.(2018·如皋学测模拟)如图1所示,小明和小军在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情嬉耍,在小明接触床面向下运动的过程中,床面对小明的弹力做功以及小明的动能变化情况是(  ) 图1 A.先做负功,再做正功,小明的动能一直减小 B.先做正功,再做负功,小明的动能先增大后减小 C.一直做负功,小明的动能先增大后减小 D.一直做负功,小明的动能一直减小 5.(2018·苏州学测模拟)质点所受的合外力F随时间t变化的规律如图2所示,力的方向始终在一条直线上.已知t=0时质点的速度为零,在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大(  ) 图2 A.t1 B.t2 C.t3 D.t4 6.质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图3所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g=10 m/s2)(  ) 图3 A.196 J B.84 J C.56 J D.0 7.(2017届镇江学测模拟)如图4所示,薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上,其顶端与平台相平,末端位于地板的P处,并与地板平滑连接,将一可看成质点的滑块从木板顶端无初速度释放,滑块沿木板下滑,接着在地板上滑动,最终停在Q处,滑块和木板及地板之间的动摩擦因数相同.现将木板截短一半,仍按上述方式搁在该平台和水平地板上,再次将滑块从木板顶端无初速度释放,则滑块最终将停在(  ) 图4 A.P处 B.P、Q之间 C.Q处 D.Q的右侧 8.(2017·南师附中学测模拟)狗拉雪橇和人的情景如图5所示,雪橇和人的总质量为m,静止在水平冰冻的雪地上.狗用水平恒力拉动雪橇和人,经时间t发生位移x,此时绳索断开,雪橇和人继续滑行x而停止.整个过程中雪橇与冰冻雪地间的动摩擦因数都一样.求: 图5 (1)在时间t内雪橇和人的加速度大小a. (2)整个运动过程中雪橇和人的最大动能Ek. (3)狗拉动雪橇和人的过程中水平恒力的大小F. 9.(2017·扬州学测模拟)在冬天,高为h=1.25 m的平台上覆盖了一层冰.一乘雪橇的滑雪爱好者,从距平台边缘s=24 m处,以初速度v0=7 m/s向平台边缘滑去.若雪橇和滑雪者的总质量为70 kg,平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05,如图6所示,取g=10 m/s2.求: 图6 (1)滑雪者离开平台时的速度大小. (2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离. (3)滑雪者即将着地时,其速度方向与水平地面的夹角. 10.(2018·盐城学测模拟)如图7所示,水平面与竖直面内半径为R的半圆形轨道在B点相切.一个质量为m的物体(可视为质点)将弹簧压缩至离B点3R的A处由静止释放,物体沿水平面向右滑动,一段时间后脱离弹簧,经B点进入半圆轨道时对轨道的压力为8mg,之后沿圆形轨道通过最高点C时速度为.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力.求: 图7 (1)经B点时物体的向心力大小; (2)离开C点后物体运动的位移; (3)弹簧的弹力对物体所做的功. 11.(2018·扬州学测模拟)如图8所示,AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,其半径为R=0.8 m.轨道的B点与水平地面相切,质量为m=0.2 kg的小球(可视为质点)由A点静止释放,g取10 m/s2.求: 图8 (1)小球滑到最低点B时,小球速度v的大小; (2)小球通过LBC=1 m的水平面BC滑上光滑固定曲面CD,恰能到达最高点D,D到地面的高度为h=0.6 m,小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功Wf; (3)小球最终所停位置距B点的距离. 答案精析 1.A 2.D 3.C 4.C 5.B 6.B 7.C 8.见解析 解析 (1)在加速过程中,由运动学公式得 x=at2,则a=. (2)雪橇和人在绳索断开时速度最大,由运动学公式得 v=at=. Ek=mv2=. (3)加速过程中,由运动学公式得v2-0=2ax. 绳索断开后,由运动学公式得0-v2=-2a1x, 所以加速度大小a=a1. 加速过程中,由牛顿第二定律得F-Ff=ma, 绳索断开后,由牛顿第二定律得Ff=ma1, 解得F=. 9.见解析 解析 (1)由动能定理得: -μmgs=mv2-mv02, 解得v=5 m/s, 即滑雪者离开平台时的速度为5 m/s. (2)由h=,得t=0.5 s, 着地点到平台边缘的水平距离x=vt=2.5 m. (3)把滑雪爱好者着地时的速度v′分解为vx、vy两个分量,vy=gt=5 m/s, v=vx=,则tan θ=1, θ=45°. 10.见解析 解析 (1)设经B点时物体对轨道的压力为F1,轨道对物体的支持力为F2,由牛顿第三定律知F1=F2 F向心力=F2-mg=7mg. (2)物体离开C点至落到水平面的时间t=,vC= 水平方向x=vCt=2R 竖直方向y=2R,则x位移==2R 方向与水平面成45°角斜向左下方. (3)物体从A到B过程中: Wf=μmgxAB=1.5mgR F向心力=m 则EkB=mvB2=3.5mgR WF-Wf=mvB2-0 解得WF=5mgR. 11.见解析 解析 (1)小球从A到B的过程,由动能定理得 mgR=mv2 得v==4 m/s. (2)对于小球从A运动到D的整个过程,由动能定理得mgR-mgh-Wf=0 得Wf=mg(R-h)=0.4 J. (3)小球最终一定停在水平面BC上,对于小球运动的全过程,由动能定理得mgR-nWf=0得n=4 小球最终停在B点,故所停位置距B点的距离为0. 江苏2019高考物理一轮学案第18练(动能、动能定理2)附答案 训练二 动能定理的综合应用 1.(2016·连云港学测模拟)如图1所示,从距地面高h=5 m的A点以一定的初速度水平抛出一金属小球,抛出点与落地点的水平距离x=10 m,g取10 m/s2,金属小球所受空气阻力忽略不计. 图1 (1)求小球在空中的运动时间; (2)求小球的初速度大小; (3)现将一个质量为0.1 kg的塑料球从A点以跟金属小球相同的初速度抛出,测得落地时的速度大小为12 m/s,求该过程塑料球克服空气阻力所做的功. 2.(2017·江苏学测)地铁车站的轨道往往建得高些.如图2所示,列车从A到O的进站过程中,在平直轨道的A处关闭发动机,“冲”到站台的O处停下来.进站上坡过程中,列车的一部分动能转化为重力势能.列车开启发动机从O到B的出站过程中,重力势能可转化为列车的动能被再次利用,从而达到节约能源的目的.设坡高为h,列车的质量为m,经过A、B时的速度大小均为v0,不计空气阻力,重力加速度为g. 图2 (1)求列车经过A时的动能Ek; (2)求列车进站过程中损失的机械能ΔE; (3)通过计算求与没有坡的情形相比,列车从A到B的过程中牵引力少做的功ΔW.(假设在没有坡和有坡的两种情形下,列车出站过程克服摩擦力所做的功相等) 3.(2017·南京学测模拟)体育课上同学们进行一项抛球入框游戏,球框(框壁厚度忽略不计)紧靠竖直墙壁放在水平地面上,如图3所示,某同学将球(可视为质点)正对竖直墙壁水平抛出并投入框中.球框高度和宽度均为L,球的抛出点离地面的高度3L,离墙壁的水平距离5L.球与墙壁碰撞前后水平速度大小相等、方向相反,竖直速度不变.已知球的质量为m,重力加速度为g,空气阻力不计.求: 图3 (1)为使球落入框中,球抛出时的最小速度; (2)球刚落到框底时的最小动能; (3)为使球落入框中,球与墙壁碰撞的最高点离地面的高度. 4.(2017届苏州模拟)如图4所示,半径R=1.25 m的光滑圆弧轨道AB竖直固定,其末端B切线水平,并与水平传送带相连,已知小滑块(可视为质点)的质量为m=0.5 kg,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,传送带BC的长度为s=1.5 m,a、b两轮半径r=0.4 m,当传送带静止时,用F=4 N的水平拉力将滑块从C端由静止开始向左拉动.(g取10 m/s2) 图4 (1)若滑块到达B端时撤去拉力F,则滑块沿弧形轨道上升的最大高度为多少? (2)问题(1)中的滑块,从最大高度沿弧形轨道再滑回B端时,轨道对滑块的支持力多大? (3)若a、b两轮以角速度ω=15 rad/s顺时针转动,滑块在水平拉力F作用下从C点由静止开始移动一段水平距离后撤去,滑块到达光滑曲面某一高度而下滑时,为使滑块能在b轮最高点C离开传送带飞出,则拉力F作用的最短距离需多大? 答案精析 1.见解析 解析 (1)由h=gt2得,t=,t=1 s. (2)x=v0t,解得v0=10 m/s. (3)由动能定理可知mgh-Wf=mv2-mv02 得Wf=mgh+mv02-mv2 即Wf=2.8 J. 2.见解析 解析 (1)根据动能的定义有Ek=mv02. (2)根据功能关系,除重力之外的其他力做功等于机械能的变化量,所以ΔE=mv02-mgh. (3)没有坡时,牵引力做功W,牵引力只在出站过程中做功,则出站过程中根据动能定理W-Wf=mv02-0 有坡时,牵引力做功W′,出站过程中根据动能定理 W′+mgh-Wf=mv02-0 列车从A到B的过程中牵引力少做的功 ΔW=W-W′=mgh. 3.(1)2 (2)5mgL (3)L 解析 (1)球落入框左侧上边缘时抛出的速度最小 h=2L=gt2 x=4L=v0·t v0=2 (2)以v0抛出时,落到框底的动能最小,由动能定理有 mg·3L=Ek-mv02 Ek=5mgL. (3)根据对称性,x=6L,h=2L h=2L=gt2 x=6L=vt v=3 从抛出到与墙碰撞的时间为t′, x=5L=vt′,t′=,h′=gt′2=L 则离地面的高度h″=3L-h′=L. 4.(1)1.05 m (2)13.4 N (3)0.25 m 解析 (1)由C至最高点,根据动能定理有: WF+WG+Wf=Ek-Ek0=0,即Fs-mgh-μmgs=0, 代入数据解得h=1.05 m. (2)滑块从最大高度滑回B点过程中, 根据动能定理有mgh=mvB2-0, 在B点有FNB-mg=m, 联立得FNB=mg+2mg=13.4 N (3)根据题意,滑块要从b轮最高点C离开传送带飞出, 则滑块运动至C点的速度最小为mg=m, 即vC== m/s=2 m/s. 由于传送带的速度v带=rω=6 m/s, 滑块在B点的速度0<vB′≤, 要使滑块从C点以2 m/s的速度飞出,可分析出,滑块在传送带上从B到C做匀加速运动, 根据牛顿第二定律,可得加速度 a===μg=1 m/s2, 为了使滑块运动到C点时速度大于2 m/s, 则B点的速度最小为vBmin,由vC2-vBmin2=2as, 代入数据可得vBmin=1 m/s, 设拉力F作用的最短距离为x, 则根据动能定理得Fx-μmgs=mvBmin2-0, 代入数据可得x=0.25 m. 江苏2019高考物理一轮学案第18讲(动能、动能定理)附答案 紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 动能 A 21 26 26 动能定理 C 14、26 27 27 28 28 考点一 动能 动能是物体由于________________________________.动能的表达式为Ek=mv2,动能是________量. 例1 (2017·无锡一中模拟)以下关于物体的动能的叙述中,正确的是(  ) A.速度不变、运动物体的质量发生变化,它的动能不一定变化 B.质量不变、运动物体的速度大小发生变化,它的动能不一定会变化 C.速度减半,质量增大到原来的4倍,物体的动能是原来的2倍 D.质量减半,速度增大到原来的2倍,物体的动能是原来的2倍 易错辨析 速度是矢量,有大小、有方向;动能是标量,只有大小没有方向. 考点二 动能定理 动能定理:________________________等于物体动能的变化量.表达式为W=ΔEk或者W=Ek2-Ek1. 特别提醒 (1)动能定理中W为合外力的功、计算功时要注意功的正、负. (2)ΔEk为动能的变化,ΔEk=Ek2-Ek1=mv-mv. 例2 (2018·江苏学测)如图1所示,左端固定的轻质弹簧被物块压缩,物块被释放后,由静止开始从A点沿粗糙水平面向右运动,离开弹簧后,经过B点的动能为Ek,该过程中,弹簧对物块做的功为W,则物块克服摩擦力做的功Wf为(  ) 图1 A.Wf=Ek B.Wf=Ek+W C.Wf+Ek=W D.Wf=W-Ek 例3 (2018·如皋学测模拟)如图2所示,摩托车做特技表演时,以某一速度冲向高台,然后从高台以v0=10 m/s的速度水平飞出.人和车的总质量m=1.5×102 kg,台高h=5 m,g=10 m/s2. 图2 (1)求人和摩托车从高台飞出时的动能; (2)若不计空气阻力,求车落地前瞬间的速度; (3)若落地前瞬间的速度仍然是10 m/s,求从高台飞出到落地过程中空气阻力做的功.       考点三 动能定理的综合应用 (1)动能定理的适用范围:适用于物体的________运动和________运动;适用于________和________做功;适用于各种性质的力,既可以分段作用,也可以同时作用. (2)应用动能定理解题的一般步骤 ①选取研究对象,明确物理过程; ②分析研究对象的受力情况,求出总功; ③明确物体在始末状态的动能; ④列出动能定理方程及其他必要的辅助方程进行求解. 例4 如图3所示,粗糙的足够长的固定斜面CD与一个光滑的圆弧形轨道ABC相切,圆弧半径为R=1 m,圆弧BC对应的圆心角θ=37°,圆弧形轨道末端A点与圆心等高,质量m=5 kg的物块(可视为质点)从A点正上方下落,经过E点时速度v=4 m/s,已知E点距A点高H=5.2 m,恰好从A点进入轨道,若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: 图3 (1)物块第一次经过B点时对轨道的压力大小; (2)物块运动足够长的时间后在斜面上(除圆弧轨道外)总共能运动多长的路程?     规律方法 应用动能定理解题时,注意合外力做功等于物体动能的变化量.解题过程中首先分析有哪些力做功,做正功还是负功,求出总功. 1.(2012·江苏学测)一只下落的苹果质量为m,当速度为v时,它的动能是(  ) A.mv B.mv C.mv2 D.mv2 2.(2011·江苏学测)质量不同而具有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止,则(  ) A.质量大的滑行的距离大 B.质量大的滑行的时间长 C.质量大的滑行的加速度小 D.它们克服阻力做的功一样多 3.(2018·江苏学测)如图4所示,某科技兴趣小组试飞一架自制的无人机,该无人机的质量m=0.5 kg,由静止开始沿竖直方向匀加速上升,加速度a=2 m/s2,上升时间t=3 s,求:该过程中无人机 图4 (1)受到合力的大小F;(2)上升的高度h; (3)末动能Ek.     4.(2015·江苏学测)如图5所示,借助一长为L的粗糙斜面,将一质量为m的物体(视为质点)移上货车.第一次使物体以初速度v从斜面底端沿斜面上滑,滑行的最大距离为L;第二次使物体以相同的初速度向上滑行的同时,施加沿斜面向上的恒定推力,作用一段距离后撤去该力,物体继续上滑,恰好到达斜面顶端. 图5 (1)求第一次上滑过程中物体的加速度大小a; (2)定性说明第二次上滑过程中物体可能的运动情况; (3)求第二次上滑过程中推力对物体做的功W.       答案精析 考点突破 考点一 运动而具有的能量 标 例1 D [动能是标量,Ek=mv2,速度不变,质量发生变化,则动能发生改变,A错.质量不变,速度大小发生变化,则物体动能改变,B错.根据公式判断C错,D对.] 考点二 合外力做的功 例2 D [由动能定理有W-Wf=Ek-0, 则Wf=W-Ek.] 例3 见解析 解析 (1)从高台飞出时的动能: Ek0=mv02=7.5×103 J (2)从高台飞出到落地,根据动能定理有 mgh=mv2-mv02 代入数据可得:v=10 m/s 落地时,竖直分速度: vy== m/s=10 m/s 设落地前瞬间速度的方向与水平面的夹角为θ, 则sin θ== θ=45° (3)从高台飞出到落地, 根据动能定理有WG+W阻=Ek-Ek0=0 计算得出:W阻=-mgh=-7.5×103 J. 考点三 (1)直线 曲线 恒力 变力 例4 (1)750 N (2)17 m 解析 (1)由E点到B点的过程,由动能定理得 mg(H+R)=mvB2-mvE2 vE=v=4 m/s 在B点有FN-mg= 联立解得FN=750 N 由牛顿第三定律知物块对轨道的压力大小 FN′=FN=750 N. (2)由能量守恒定律可得: mv2+mg(H+Rcos θ)=Ff·s Ff=μmgcos θ=20 N 解得s=17 m. 真题演练 1.C 2.D 3.见解析 解析 (1)由牛顿第二定律得F=ma 代入数据得F=1 N (2)由匀加速直线运动规律有h=at2 代入数据得h=9 m (3)末速度v=at 动能Ek=mv2 代入数据得Ek=9 J. 4.见解析 解析 (1)第一次上滑过程中, 根据匀变速直线运动公式v2-v02=2ax得 02-v2=2a×L 解得a=-. 负号表示加速度方向沿斜面向下. (2)第二次上滑过程中物体可能的运动情况是: ①先匀加速上滑,撤去推力后匀减速上滑; ②先匀速上滑,撤去推力后匀减速上滑; ③先做加速度较小的匀减速上滑运动,撤去推力后再做加速度较大的匀减速上滑运动. (3)根据动能定理有,第一次上滑时 -mgsin θ×L-Ff×L=0-mv2 第二次上滑时W-mgsin θ×L-FfL=0-mv2 联立解得W=mv2.

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  • ID:6-4885424 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第17讲与练(功和功率)附答案

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    江苏2019高考物理一轮学案第17练(功和功率)附答案 紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 功 B 5 27 27 12、28 6、26 功率 B 28 8 10 4 7 考点一 功 (1)做功的两个不可缺少的因素是_____________和______________________________.功的公式为W=Fxcos α,其中α是指________________________.功是________量,功的单位是________________. (2)功是物体________________的量度,即力对物体做多少功,物体的________就变化多少. 特别提醒 正功和负功 (1)当α=90°时,W=0,即当力F和位移x垂直时,力对物体不做功. (2)当0°≤α<90°时,W>0,即当力F跟位移x的夹角为锐角时,力F对物体做正功,这时力F是动力,所以动力对物体做正功. (3)当90°<α≤180°时,W<0,即当力F跟位移x的夹角为钝角时,力F对物体做负功,这时力F是阻力,一个力对物体做负功,又可说成物体克服这个力做功(取绝对值). 例1 (2017届镇江学测模拟)关于功的概念,以下说法正确的是(  ) A.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量 B.功有正、负之分,所以功可能有方向性 C.若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移 D.恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积 例2 (2018·连云港学测模拟)如图1所示,质量为m的飞机在水平甲板上,受到与竖直方向成θ角的斜向下的拉力F作用,沿水平方向移动了距离s,飞机与水平面之间的摩擦力大小为Ff,则在此过程中(  ) 图1 A.摩擦力做的功为Ffs B.力F做的功为Fscos θ C.重力做的功为mgs D.力F做的功为Fssin θ 考点二 功率 功率是描述____________________的物理量,功(W)跟________________________________________的比值叫做功率,功率的定义式为________________,功率的单位是________________. 特别提醒 平均功率和瞬时功率 (1)平均功率表示力在某一段时间内做功的平均快慢.计算方法有两种:=; =F,这种方法要求力F为恒力,且力F与平均速度方向相同. (2)瞬时功率表示力在某一时刻做功的快慢.计算瞬时功率的方法:P=Fv,其中力F和速度v均为所求时刻的力和瞬时速度,该式要求力F与速度v同向. 例3 关于功率,下列认识正确的是(  ) A.由P=可知,功率越大的机器做的功越多 B.由P=Fv可知,汽车发动机功率越大,汽车的速率越大 C.由P=可知,单位时间内做功越多则功率越大 D.由P=Fv可知,做功的力越大其功率越大 例4 (2018·苏州学测模拟)质量为1 kg的物体从某一高度自由下落,设5 s内物体未着地,则该物体下落5 s内重力做功的平均功率是(取g=10 m/s2,空气阻力不计)(  ) A.50 W B.100 W C.250 W D.500 W 例5 如图2所示,质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒.已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9 m和0.6 m.若她在1 min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,则克服重力做的功和相应的功率约为(  ) 图2 A.430 J,7 W B.4 300 J,70 W C.720 J,12 W D.7 200 J,120 W 例6 (2018·宜兴中学、常熟中学等六校联考)设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比,若飞机以速度v匀速飞行,其发动机功率为P,则飞机以速度3v匀速飞行时,其发动机的功率为(  ) A.3P B.9P C.27P D.无法确定 1.(2017·江苏学测)某同学搬一叠书上楼用了时间t,对书做功W.此过程中该同学对书做功的平均功率是(  ) A.Wt B.W2t C. D. 2.(2016·江苏学测)汽车以速度v匀速行驶,牵引力的大小为F,则牵引力的功率为(  ) A. B.Fv C. D.Fv2 3.(2016·江苏学测)大扫除时,某同学将一张课桌向上搬起后再缓慢放下,此过程中该同学对课桌做功的情况是(  ) A.一直做正功 B.先做正功,再做负功 C.一直做负功 D.先做负功,再做正功 4.(2015·江苏学测)一端固定的轻质弹簧处于原长,现用互成角度的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点,如图3所示,在此过程F1、F2分别做了6 J、8 J的功;换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程,该过程F所做的功是(  ) 图3 A.2 J B.8 J C.10 J D.14 J 5.(2018·江苏学测)如图4所示,在与水平方向成θ角的恒力F作用下,行李箱沿水平方向移动了一段距离x.该过程中,力F对行李箱做的功是(  ) 图4 A.Fx B.Fxsin θ C.Fxcos θ D.Fxtan θ 6.(2017·徐州学测模拟)快艇在运动中受到的阻力与速度平方成正比(即Ff=kv2).若油箱中有20 L燃油,当快艇以10 m/s匀速行驶时,还能行驶40 km,假设快艇发动机的效率保持不变,则快艇以20 m/s匀速行驶时,还能行驶(  ) A.80 km B.40 km C.10 km D.5 km 答案精析 考点突破 考点一 (1)作用在物体上的力 在力的方向上的位移 力与位移的夹角 标 焦耳(J) (2)能量转化 能量 例1 D [功是标量,恒力对物体做的功是力与在力的方向上通过的位移的乘积.] 例2 D [力与位移的夹角为90°-θ,则WF=Fscos(90°-θ)=Fssin θ,重力与位移的夹角为90°,重力不做功,摩擦力做功Wf=-Ffs.] 考点二 做功快慢 完成这些功所用时间(t) P= 瓦(W) 例3 C [单位时间内做功越多则功率越大,C正确.] 例4 C [5 s内物体下落的高度h=gt2=125 m,重力做功W=mgh=1 250 J,5 s内重力做功的平均功率== W=250 W.] 例5 B [设每次俯卧撑中,运动员重心变化的高度为h,由几何关系可得,=,即h=0.24 m.一次俯卧撑中,克服重力做功W=mgh=60×9.8×0.24 J=141.12 J,所以1 min内克服重力做的总功为W总=NW=4 233.6 J,相应的功率P==70.56 W,故选B.] 例6 C [以速度v匀速飞行时,飞机所受阻力Ff=kv2,牵引力F=Ff,P=F·v=kv3;飞机以速度3v匀速飞行时Ff′=k(3v)2,F′=Ff′=9kv2,则P′=9kv2·3v=27kv3=27P.] 真题演练 1.C 2.B 3.B 4.D 5.C 6.C 江苏2019高考物理一轮学案第17讲(功和功率)附答案 第17讲 功和功率 1.(2018·盐城学测模拟)体重相同的小红和小田从一楼匀速爬到五楼,她们同时出发,小红先到,小田后到,此过程中(  ) A.小红做功多 B.小田做功多 C.小红的功率大 D.小田的功率大 2.(2018·淮安学测模拟)质量为m的物体从静止开始自由下落,不计空气阻力,在t时刻重力对物体做功的功率是(重力加速度为g)(  ) A.mg2t B.mg2t C.mgt D.mgt 3.(2018·宿迁学测模拟)如图1所示,物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下,沿水平面向右运动了一段距离x.在此过程中,恒力F对物块做的功为(  ) 图1 A.Fxcos θ B.Fxsin θ C. D. 4.(2018·宿迁学测模拟)如图2所示,汽车爬坡时,要使用低速挡减速行驶,这样做的主要目的是(  ) 图2 A.节省汽油 B.减小汽车的惯性 C.减小汽车的阻力 D.获得较大的牵引力 5.(2018·南京学测训练样题)如图所示,力F大小相等,物体沿水平面向右运动相同的位移,下列哪种情况F做功最少(  ) 6.(2018·南京学测训练样题)汽车以80 kW的恒定功率,沿平直公路做匀速直线运动,其速度大小为20 m/s,则汽车在该公路上行驶时所受的阻力为(  ) A.1 600 N B.2 500 N C.4 000 N D.8 000 N 7.(2018·扬州学测模拟)三个质量相同的小球,从同一高度由静止释放,其中a球自由下落,b、c球分别沿斜面和曲面下滑,如图3所示.从释放到运动至地面的过程中,小球所受重力做功关系正确的是(  ) 图3 A.Wa>Wb>Wc B.Wa

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  • ID:6-4885422 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第16讲与练(人造卫星、宇宙速度)附答案

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    江苏2019高考物理一轮学案第16练(人造卫星、宇宙速度)附答案 紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 人造地球卫星 A 宇宙速度 A 22 10 考点一 人造地球卫星 (1)人造地球卫星的运动模型可看成是匀速圆周运动,它所需的向心力由___________提供. (2)根据公式G=m=mω2r=m=ma可知,同一轨道上的卫星具有相同大小的线速度、角速度、周期和加速度,人造地球卫星运动的轨道半径r越大,它运动的线速度v__________,角速度ω__________,周期T________,加速度a________. 例1 (2018·连云港学测模拟)如图1所示,A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,下列说法中正确的是(  ) 图1 A.B、C的角速度大小相等,且小于A的角速度 B.B、C的线速度大小相等,且大于A的线速度 C.B、C的向心加速度大小相等,且大于A的向心加速度 D.B、C的周期相等,且小于A的周期 归纳总结 卫星绕地球运动,离地面越远,线速度越小,角速度越小,向心加速度越小,周期越大,“越远越慢”. 例2 (2017·扬州学测模拟)我国自主研发的“北斗”卫星导航系统中含有同步卫星,关于同步卫星下列说法中正确的是(  ) A.同步卫星处于平衡状态 B.同步卫星的线速度是不变的 C.同步卫星的高度是一定的 D.线速度应大于第一宇宙速度 归纳总结 地球同步卫星 卫星运动与地球自转同步,它的特点是周期一定(24 h)、轨道一定(轨道平面一定在赤道平面内)、高度一定(距离地球表面约36 000 km). 考点二 宇宙速度 (1)宇宙速度 ①第一宇宙速度:v=________ km/s. ②第二宇宙速度:v=________ km/s. ③第三宇宙速度:v=________ km/s. (2)牛顿经典理论的适用范围是________________,在微观、高速的范围内不能适用. 特别提醒 对三个宇宙速度的理解 (1)第一宇宙速度又叫环绕速度,是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小发射速度,是卫星进入圆轨道正常运转的最大运行速度. (2)第二宇宙速度又叫脱离速度,是物体挣脱地球引力束缚所需的最小的地面发射速度. (3)第三宇宙速度又叫逃逸速度,是物体挣脱太阳引力束缚所需的最小的地面发射速度. 例3 (2017届镇江学测模拟)关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是(  ) A.人们称11.2 km/s为第一宇宙速度,也叫脱离速度 B.它是人造地球卫星沿圆轨道绕地球飞行的最大的环绕速度 C.它是人造地球卫星沿圆轨道绕地球飞行的最小的环绕速度 D.它是将人造地球卫星发射升空的最大发射速度 易错辨析 人造卫星发射速度v发≥7.9 km/s,沿圆轨道的环绕速度v环≤7.9 km/s. 例4 (2018·南通学测模拟)2016年8月16日,我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”被送入距地面500 km高的运行圆轨道上,现已投入使用.“墨子号”卫星在轨道上的运行速度(  ) A.等于11.2 km/s B.等于7.9 km/s C.小于7.9 km/s D.大于7.9 km/s 例5 (2018·连云港学测模拟)2016年12月22日,中国首颗碳卫星被成功发射到太空中,它将会在距地面700公里的轨道上,每16天对地球进行一次全面体检.而且还可为研究PM2.5等大气污染成因提供重要数据支撑.其发射速度(  ) A.等于7.9 km/s B.大于7.9 km/s且小于11.2 km/s C.大于16.7 km/s D.大于11.2 km/s且小于16.7 km/s 1.(2016·江苏学测)“天琴计划”需要从地面发射三颗卫星,若发射时要先将卫星送入绕地球的椭圆轨道.则卫星发射速度(  ) A.等于第一宇宙速度 B.等于第二宇宙速度 C.介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D.介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间 2.(2015·江苏学测)如图2所示,在地面上发射一个飞行器,进入近地圆轨道Ⅰ并绕地球运行,其发射速度v应满足(  ) 图2 A.v<7.9 km/s B.v=7.9 km/s C.v=11.2 km/s D.v>11.2 km/s 3.(2012·江苏学测)在地面上发射飞行器,如果发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s,则它将(  ) A.绕地球做圆周运动 B.绕地球做椭圆运动 C.挣脱地球的束缚绕太阳运动 D.挣脱太阳的束缚飞离太阳系 4.如图3所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图,则卫星(  ) 图3 A.在a轨道运行的周期为24 h B.在b轨道运行的速度始终不变 C.在c轨道运行的速度大小始终不变 D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的 5.如图4所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n倍,质量为火星的k倍.不考虑行星自转的影响,则(  ) 图4 A.金星表面的重力加速度是火星的倍 B.金星的“第一宇宙速度”是火星的倍 C.金星绕太阳运动的加速度比火星小 D.金星绕太阳运动的周期比火星大 答案精析 考点突破 考点一 (1)万有引力 (2)越小 越小 越大 越小 例1 A [由F=G=m=mrω2=mr=ma得:v= ,ω= ,T= ,a=G.B、C在同一轨道上,线速度、角速度、向心加速度大小相等,周期相同,并且vBTA.] 例2 C [地球同步卫星相对地面静止.T=24 h,高度是一定的,线速度小于第一宇宙速度,速度方向不断变化,万有引力提供向心力,不是平衡状态.] 考点二 (1)①7.9 ②11.2 ③16.7 (2)宏观、低速 例3 B [7.9 km/s为第一宇宙速度,它是卫星沿圆轨道绕地球飞行的最大环绕速度,是最小的发射速度.] 例4 C [卫星围绕地球做圆周运动的环绕速度小于7.9 km/s.] 例5 B 真题演练 1.C 2.B 3.B 4.D 5.B 江苏2019高考物理一轮学案第16讲(人造卫星、宇宙速度)附答案 第16讲 人造卫星、宇宙速度 1.(2018·盐城学测模拟)神舟十一号与天宫二号对接形成的组合体在距地面393 km高度绕地球运动过程中,保持不变的物理量有(  ) A.周期 B.线速度 C.万有引力 D.向心加速度 2.(2018·盐城学测模拟)在神舟十一号飞行任务中,景海鹏处于失重状态的是(  ) A.飞船加速离开地面 B.组合体绕地球做匀速圆周运动 C.返回时,返回舱在大气层中匀速行驶 D.着陆前,返回舱减速靠近地面 3.(2018·南通学测模拟)我国将于2020年建成完整的北斗三号导航系统,该系统由5颗地球同步卫星和30颗其他卫星组成.则地球同步卫星(  ) A.绕地球运行的轨道为椭圆 B.运行周期与地球自转周期相同 C.可静止在南通上空 D.运行方向与地球自转方向相反 4.(2018·盐城学测模拟)如图1所示,图中v1、v2和v3分别为第一、第二和第三宇宙速度,三个飞行器a、b、c分别以第一、第二和第三宇宙速度从地面上发射,三个飞行器中能够克服地球的引力,永远离开地球的是(  ) 图1 A.只有a B.只有b C.只有c D.b和c 5.(2018·宿迁学测模拟)如图2所示,2017年12月23日12时14分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将陆地勘查卫星二号发射升空,卫星进入预定轨道(设轨道为圆形),发射任务获得圆满成功.则(  ) 图2 A.陆地勘查卫星二号的发射速度大于11.2 km/s B.陆地勘查卫星二号的运行速度一定大于7.9 km/s C.卫星进入预定轨道后,卫星内的物体处于完全失重状态 D.卫星进入预定轨道后,卫星内的物体不受地球引力作用 6.(2018·南京学测训练样题)关于地球同步卫星的说法中正确的是(  ) A.加速度为9.8 m/s2 B.速度为7.9 km/s C.周期等于地球自转周期 D.轨道是围绕地球的任意圆 7.(2018·南通学测模拟)为减少失重对航天员身体带来的不利影响,在空间站中可以进行正常锻炼的健身项目是(  ) A.拉弹簧拉力器 B.俯卧撑 C.引体向上 D.仰卧起坐 8.(2018·苏州学测模拟)关于失重现象,下列说法中正确的是(  ) A.失重就是物体所受重力减少 B.长征二号运载火箭点火起飞时,处于失重状态 C.航天员在返回地面前,处于失重状态 D.天宫二号在轨运行时,处于失重状态 9.(2018·盐城学测模拟)天宫二号(天宫二号在393 km高度绕地球做匀速圆周运动,其轨道高度比天宫一号高50 km)、天宫一号在高空做圆周运动时,则(  ) A.天宫二号的速率大于天宫一号 B.天宫二号的周期大于天宫一号 C.天宫二号的加速度大于天宫一号 D.天宫二号的角速度大于天宫一号 10.(2018·无锡学测模拟)如果不进行轨道维持,航天器的轨道高度就会逐渐降低,则航天器在较低轨道做圆周运动与在较高轨道做圆周运动比较(  ) A.航天器的周期缩短 B.航天器的角速度减小 C.航天器的线速度减小 D.航天器的向心加速度减小 11.(2018·无锡学测模拟)关于做匀速圆周运动的人造地球卫星,下列说法中正确的是(  ) A.轨道半径越大,周期越小 B.轨道半径越大,周期越大 C.所有卫星的周期都相同,与半径无关 D.所有卫星的周期都不同,与半径无关 12.(2018·连云港学测模拟)不可回收的航天器在使用后,将成为太空垃圾.如图3所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图,下列说法正确的是(  ) 图3 A.离地越低的太空垃圾运行的向心加速度一定越大 B.离地越低的太空垃圾受到地球的万有引力一定越大 C.由公式v=得,离地越高的太空垃圾运行速率越大 D.太空垃圾可能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞 13.(2018·南通学测模拟)2013年6月13日,“神舟十号”飞船与“天宫一号”成功实现交会对接.下列说法正确的是(  ) A.“神舟十号”先到达和“天宫一号”相同的轨道然后加速对接 B.“神舟十号”先到达比“天宫一号”的轨道半径小的轨道然后加速对接 C.“神舟十号”先到达比“天宫一号”的轨道半径大的轨道然后加速对接 D.“神舟十号”先到达和“天宫一号”相同的轨道然后减速对接 答案精析 1.A 2.B 3.B 4.D 5.C 6.C 7.A 8.D 9.B 10.A 11.B 12.A 13.B

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  • ID:6-4885421 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第15讲与练(万有引力定律)附答案

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    江苏2019高考物理一轮学案第15练(万有引力定律)附答案 紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 万有引力定律 A 13 10 20 7 20 考点一 万有引力定律 (1)万有引力定律 自然界中________两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的________________________成正比,跟________________________________成反比. (2)万有引力定律的公式是________________________. (3)________发现万有引力定律,________________首先测出了引力常量G,G=6.67×10-11 N·m2/kg2. 特别提醒 (1)利用万有引力定律计算两个质量均匀的球体之间的引力时,它们之间距离是指球心间的距离,人在地球上、卫星绕地球表面做圆周运动时,人和卫星跟地球之间的距离都不是零,而是地球半径. (2)地球表面重力mg≈G. 在离地面高h处时mg′=. 例1 (2018·江苏学测)2018年1月31日晚,月球位于近地点附近,“蓝月亮”刷爆微信朋友圈.月球在如图1所示的近地点、远地点受地球的万有引力分别为F1、F2,则F1、F2的大小关系是(  ) 图1 A.F1F2 C.F1=F2 D.无法确定 例2 (2017届宿迁学测模拟)某物体在地球表面受到地球的万有引力为F,若将此物体置于距地球表面高度为 2R处(R为地球半径),则其受到地球的万有引力为(  ) A. B. C. D. 考点二 万有引力定律的应用 万有引力定律在天文学上的应用之一就是计算天体的质量,一般有两种方法: (1)找待测天体的一个卫星,测出卫星的轨道半径r和做匀速圆周运动的周期T,由G=mr变形可得M=________________. (2)测出待测天体的半径R及其表面的重力加速度g,由G=mg变形可得M=________________. 例3 月球是地球以外人类亲身到过的唯一的自然天体.假设月球表面重力加速度为g,月球半径为R,引力常量为G,则月球质量表达式为(  ) A.M=gR2 B.M= C.M= D.M= 例4 如图2所示,“天宫二号”在距离地面393 km的近地轨道运行.已知万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,地球质量M=6.0×1024 kg,地球半径R=6.4×103 km.由以上数据可估算(  ) 图2 A.“天宫二号”的质量 B.“天宫二号”的运行速度 C.“天宫二号”受到的向心力 D.地球对“天宫二号”的引力 1.(2016·江苏学测)物理学发展历程中,在前人研究基础上经过多年的尝试性计算,首先发表行星运动的三个定律的科学家是(  ) A.哥白尼 B.第谷 C.伽利略 D.开普勒 2.(2016·江苏学测)依据牛顿的理论,两黑洞之间万有引力的大小F与它们之间距离r满足(  ) A.F与r成正比 B.F与r2成正比 C.F与r成反比 D.F与r2成反比 3.(2017·江苏学测)土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动,它们的质量之比约为3.6∶1, 轨道半径近似相等,则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为(  ) A.1∶3.6 B.3.6∶1 C.∶1 D.13∶1 4.(2015·江苏学测)均匀小球A、B的质量分别为m、5m,球心相距为R,引力常量为G,则A球受到B球的万有引力大小是(  ) A.G B.G C.G D.G 答案精析 考点突破 考点一 (1)任何 质量的乘积 它们的距离的平方 (2)F=G (3)牛顿 卡文迪许 例1 B [由公式F=G,近地点r1小于远地点r2,F1>F2.] 例2 D [物体与地球之间的距离应该是物体到地球中心的距离.] 考点二 (1) (2) 例3 B [由G=mg得M=,故B正确.] 例4 B 真题演练 1.D 2.D 3.B 4.A 江苏2019高考物理一轮学案第15讲(万有引力定律)附答案 第15讲 万有引力定律 1.(2018·苏州学测模拟)第一次通过实验方法比较准确地测出引力常量的物理学家是(  ) A.牛顿 B.卡文迪许 C.第谷 D.开普勒 2.(2018·扬州学测模拟)用火箭发射一颗人造地球卫星,当卫星上升到与地心的距离为r时,所受地球的万有引力大小为F;当该卫星上升到与地心的距离为2r时,所受万有引力大小为(  ) A.F B.2F C.F D.F 3.(2018·淮安学测模拟)地球的质量为M,半径为R.质量为m的宇航员离地面高度为h时,受到地球的万有引力为(  ) A.F=G B.F=G C.F=G D.F=G 4.(2018·苏州学测模拟)太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,行星和太阳均可视为质点,这个向心力的大小(  ) A.与行星距太阳间的距离成正比 B.与行星距太阳间的距离的平方成正比 C.与行星距太阳间的距离成反比 D.与行星距太阳间的距离的平方成反比 5.(2018·启东中学学测最后一考)我国于2010年3月5日成功发射了“遥感卫星九号”,在绕地球运行的过程中,该卫星受到地球万有引力的大小(  ) A.只与地球的质量有关 B.只与卫星的质量有关 C.与地球和卫星的质量均有关 D.与地球和卫星的质量均无关 6.(2018·南通学测模拟)如图1所示,神舟十一号飞船在椭圆轨道上从远地点P向近地点Q运动的过程中,飞船受到地球万有引力的大小将(  ) 图1 A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小 7.(2018·无锡学测模拟)两个质点相距r时,它们之间的万有引力为F,若它们间的距离缩短为,其中一个质点的质量变为原来的2倍,另一质点质量保持不变,则它们之间的万有引力为(  ) A.2F B.4F C.8F D.16F 8.(2018·无锡学测模拟)如图2所示,人类首颗造访冥王星的探测器“新视野号”在飞赴冥王星的过程中,随着它与冥王星间距离的不断减小,冥王星对它的万有引力(  ) 图2 A.变小 B.变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小 9.地球的半径为R,地球表面处物体所受的重力为mg,近似等于物体所受的万有引力.关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中,正确的是(  ) A.离地面高度R处为4mg B.离地面高度R处为 C.离地面高度2R处为mg D.离地面高度2R处为 10.(2017·无锡学测模拟)在我国的探月工程计划中“嫦娥五号”将于几年后登月取样返回地球.那么当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中地球和月球对它的万有引力F1和F2的大小变化情况是(  ) A.F1和F2均增大 B.F1和F2均减小 C.F1增大、F2减小 D.F1减小、F2增大 11.如图3所示两球之间的距离是r,两球的质量分布均匀,大小分别是m1和m2,半径分别是r1和r2,则两球间的万有引力大小为(  ) 图3 A.G B.G C.G D.G 12.(2016·镇江学测模拟)设地球表面重力加速度为g0,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则为(  ) A.1 B. C. D. 13.(2017届南通模拟)2015年7月14日,“新视野”号太空探测器近距离飞掠冥王星,如图4所示.在此过程中,冥王星对探测器的引力(  ) 图4 A.先变大后变小,方向沿两者的连线指向冥王星 B.先变大后变小,方向沿两者的连线指向探测器 C.先变小后变大,方向沿两者的连线指向冥王星 D.先变小后变大,方向沿两者的连线指向探测器 14.一个行星,其半径比地球的半径大2倍,质量是地球的25倍,则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的(  ) A.6倍 B.4倍 C.倍 D.12倍 15.(2018·盐城学测模拟)2018年,我国将发射一颗火星探测卫星.在探测卫星离开地球的过程中,用R表示卫星到地心的距离,用F表示卫星受到地球的引力.下列图象中正确的是(  ) 答案精析 1.B 2.D 3.D 4.D 5.C 6.A 7.C 8.B 9.B 10.C 11.D 12.D 13.A 14.C [由公式mg=G得,g0=G,g′=G, =.] 15.D

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  • ID:6-4885420 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第14讲与练(向心力、圆周运动的应用)附答案

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    江苏2019高考物理一轮学案第14练(向心力、圆周运动的应用1)附答案 第14讲 向心力、圆周运动的应用 训练一 向心力、生活中的圆周运动 1.(2018·徐州学测模拟)小明乘坐汽车通过拱形桥,在拱形桥的最高点时,他对座椅的压力(  ) A.等于零 B.大于他的重力 C.小于他的重力 D.等于他的重力 2.(2018·启东中学学测最后一考)某同学骑自行车在水平公路上以恒定速率v转弯,已知人和车的总质量为m,转弯的路径近似看成一段圆弧,圆弧半径为R,人和车作为一个整体转弯时需要的向心力为(  ) A.F=mv2 B.F=mv2R C.F= D.F= 3.(2017·扬州一模)2013年6月20日航天员王亚平在“天宫一号”舱内授课演示了小球做匀速圆周运动.则运动过程中(  ) A.小球的速度不变 B.小球的加速度为零 C.细线对小球的拉力为零 D.小球的质量不变 4.(2018·扬州模拟)如图1所示,小物块A与圆盘保持相对静止,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列关于小物块A受力情况的说法中正确的是(  ) 图1 A.受重力、支持力和向心力 B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C.受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力 D.受重力、支持力、指向圆心的摩擦力和指向圆心的向心力 5.关于铁道转弯处内、外铁轨间的高度关系,下列说法中正确的是(  ) A.内、外轨一样高以防列车倾倒造成翻车事故 B.外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减小车轮与铁轨间的挤压 C.因为列车转弯处有向内倾倒的可能,故一般使内轨高于外轨,以防列车翻倒 D.以上说法均不对 6.(2018·扬州模拟)列车匀速驶入如图2所示的圆弧弯道时,列车所受的合力(  ) 图2 A.为零 B.指向运动方向 C.指向轨道内侧 D.指向轨道外侧 7.如图3所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一小球,在O点正下方钉一个光滑小钉子P,小球从一定高度摆下.当细绳与钉子相碰时,下列说法中正确的是(  ) 图3 A.小球越轻,绳子越容易断 B.钉子的位置越靠近O点,绳就越容易断 C.钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断 D.绳子断裂的容易程度与钉子的位置无关 8.(2018·扬州模拟)如图4所示,扬州瘦西湖大虹桥是拱形桥,汽车通过桥顶时的运动可以看做圆周运动.汽车通过桥最高点时(  ) 图4 A.车对桥的压力等于汽车的重力 B.车对桥的压力大于汽车的重力 C.车的速度越大,车对桥面的压力越小 D.车的速度越大,车对桥面的压力越大 9.(2017·镇江学测模拟)如图5所示为市场出售的苍蝇拍,拍柄长约30 cm.这种苍蝇拍实际使用效果并不理想,有人尝试将拍柄增长到60 cm.若挥拍时手的动作完全相同,则改装后拍头的(  ) 图5 A.线速度变大 B.角速度变大 C.向心加速度变小 D.向心力变小 10.(2017·宿迁中学)甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶3,转动半径之比为1∶4,角速度之比为2∶1.则它们的向心力之比为(  ) A.2∶3 B.1∶3 C.4∶9 D.1∶6 11.(2017·镇江学测模拟)苏州市金鸡湖畔的水上摩天轮,直径为120 m,架设60个轿厢,可同时容纳360个人观光,堪称世界上最大的水上摩天轮,如图6所示.一质量为50 kg的游客乘摩天轮匀速旋转一圈所用时间为25 min.g取10 m/s2.求:(计算结果均保留一位有效数字) 图6 (1)摩天轮旋转的角速度大小; (2)从最低点到最高点,该游客重力势能的增加量; (3)该游客所受的向心力大小. 12.(2017·徐州学测模拟)如图7所示,圆形玻璃平板半径为r,一质量为m的小木块放置在玻璃板的边缘,随玻璃板一起绕圆心O在水平面内做匀速圆周运动,玻璃板转动的周期为T.求: 图7 (1)木块的角速度大小; (2)木块的线速度大小; (3)木块所受摩擦力的大小. 13.(2017届镇江学测模拟)如图8所示,一个内壁光滑的圆锥筒固定不动,有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则以下说法中正确的是(  ) 图8 A.A球的线速度必定大于B球的线速度 B.A球的角速度必定大于B球的角速度 C.A球的运动周期必定小于B球的运动周期 D.A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力 14.(2018·扬州学测模拟)如图9所示,与轻绳相连的滑块置于水平圆盘上,绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上,绳子刚好伸直且无弹力,绳长l=0.5 m.滑块随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动),滑块的质量m=1.0 kg,与水平圆盘间的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2.求: 图9 (1)圆盘角速度ω1=1 rad/s时,滑块受到静摩擦力的大小; (2)圆盘的角速度ω2至少为多大时,绳中才会有拉力; (3)圆盘角速度ω由0缓慢增大到4 rad/s过程中,圆盘对滑块所做功大小(绳未断). 训练一 向心力生活中的圆周运动 答案精析 1.C 2.C 3.D 4.B 5.B 6.C 7.C 8.C 9.A 10.B 11.(1)4×10-3 rad/s (2)6×104 J (3)5×10-2 N 解析 (1)ω=,ω≈4×10-3 rad/s. (2)ΔEp=mgh,ΔEp=6×104 J. (3)Fn=mR,Fn≈5×10-2 N. 12.见解析 解析 (1)ω= (2)v=rω= (3)Ff=mrω2=mr 13.A [小球A或B的受力情况如图所示, 由图可知,两球的向心力都来源于重力G和支持力FN的合力,建立如图所示的坐标系,则有FN1=FNsin θ=mg,FN2=FNcos θ=Fn,所以Fn=.由此知A、B两球的向心力大小相等.由Fn=m可知,r越大,v一定越大,故选项A正确;由Fn=mrω2可知,r越大,ω一定越小,故选项B错误;由Fn=mr()2可知,r越大,T一定越大,故选项C错误.由受力分析可知,小球A和B受到的支持力FN都等于,根据牛顿第三定律知选项D错误.] 14.见解析 解析 (1)静摩擦力提供向心力Ff=mω12l 解得Ff=0.5 N. (2)当静摩擦力达到最大值时,绳中才出现拉力,最大静摩擦力提供向心力μmg=mω22l 解得ω2=2 rad/s. (3)当ω=4 rad/s时,滑块的线速度v=ωl=2 m/s 由动能定理得,圆盘对滑块所做功大小W=mv2=2 J. 江苏2019高考物理一轮学案第14练(向心力、圆周运动的应用2)附答案 训练二 圆周运动的综合应用 1.(2016·盐城学测模拟)如图1所示,用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里.当车厢突然制动时(  ) 图1 A.线的拉力不变 B.线的拉力突然减小 C.线的拉力突然增大 D.线的拉力如何变化无法判断 2.(2016·连云港学测模拟)用细绳拴一质量为m的小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.下列说法中正确的是(  ) A.小球过最高点时,绳中的拉力不可以为零 B.小球过最高点的最小速度为零 C.小球刚好过圆周最高点的速度是 D.小球到圆周最高点时,绳对小球的拉力可与球的重力反向 3.(2018·连云港学测模拟)航母飞行甲板前端上翘,水平部分与上翘部分通过一段圆弧平滑连接,如图2所示,D为圆弧最低点,圆弧半径为R.战斗机以速度v越过D点时(  ) 图2 A.战斗机起落架受到重力、支持力、向心力的作用 B.战斗机处于超重状态 C.战斗机起落架对地面的压力等于战斗机的重力 D.R越小,v越小,飞机起落架受的作用力越小 4.手握绳的一端,绳的另一端系着盛有水的小水桶,使该水桶在竖直平面内做圆周运动,如图3所示.在水桶经过最高点时(  ) 图3 A.速度一定为零 B.水和桶均不受重力 C.因桶口朝下,必有水流出 D.虽桶口朝下,但水不会流出 5.质量为30 kg的小孩坐在秋千板上,秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m,小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放,不计一切阻力,小孩沿圆弧运动至最低点时,她对秋千板的压力约为(g取10 m/s2)(  ) A.0 B.200 N C.600 N D.1 000 N 6.(2017·南京九中学测模拟)如图4所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动.关于小球运动的加速度,下列说法中正确的是(  ) 图4 A.加速度保持恒定不变 B.加速度的方向沿细线方向 C.加速度的方向沿圆周的半径指向圆心 D.因小球做的是匀速运动,所以没有加速度 7.(2011·江苏学测)如图5所示,行车通过长L=5 m的吊索吊着质量m=1.0×103 kg的钢材,以v=2 m/s的速度沿水平方向匀速行驶时,行车突然停车.(取g=10 m/s2)求: 图5 (1)行车在行驶过程中,吊钩受到的拉力的大小; (2)行车突然停车的瞬间,吊钩受到的拉力的大小. 8.如图6所示,一细杆与水桶相连,水桶中装有水,水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动,水的质量m=0.5 kg,水的重心到转轴的距离l=40 cm,取g=10 m/s2. 图6 (1)若在最高点水不流出来,求桶的最小速率v0. (2)若在最高点水桶的速率v=4 m/s,求水对桶底的压力. 9.(2016·扬州学测模拟)如图7所示,桥面为圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,半径R=90 m,桥高h=35 m.可以认为桥的两端A、B与水平路面的连接处是平滑的,一辆质量m=2.0 t的小轿车,驶过该圆弧形桥面,重力加速度g=10 m/s2.问: 图7 (1)若轿车以v1=10 m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大? (2)若轿车通过该圆弧形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力,则速度v2是多大? (3)若轿车以问题(2)中的速度v2通过该圆弧形桥面顶点,求轿车到达水平路面时速度的大小及其方向与水平方向夹角的余弦值. 10.(2018·扬州学测模拟)如图8所示,将长为1 m的细线上端固定在高度为6 m的悬点处,下端吊一个质量为1 kg的小球,细线承受的最大拉力为19 N.现将小球拉起一定高度后放开,小球到悬点正下方时细线刚好被拉断,不计空气阻力,g=10 m/s2.求: 图8 (1)细线刚好被拉断时小球的速度v0的大小; (2)小球释放时距地面的高度h; (3)细线被拉断后,小球运动的水平位移x的大小. 答案精析 1.C 2.C 3.B 4.D [在绳子拉力作用下,小水桶在竖直平面内做圆周运动,当过最高点时必有v≥,此时虽桶口朝下但水不会流出,故A、C错误,D正确;由于重力与物体运动状态无关,故B错误.] 5.C [小孩由静止释放到最低点过程中,由动能定理得mgh=mv2, 在最低点对小孩有FN-mg=, 解得FN=600 N,由牛顿第三定律知她对秋千板的压力也为600 N.] 6.C 7.(1)1.0×104 N (2)1.08×104 N 解析 (1)由二力平衡条件知F=mg=1.0×104 N. 由牛顿第三定律知,吊钩受到的拉力为1.0×104 N. (2)由题意知,行车突然停车的瞬间,钢材开始做圆周运动,其所受合力提供向心力,即F′-mg=m, 解得F′=m(g+)=1.08×104 N. 由牛顿第三定律知,吊钩受到的拉力为1.08×104 N. 8.(1)2 m/s (2)15 N,方向竖直向上 解析 (1)以水桶中的水为研究对象,在最高点恰好不流出来,说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力,此时桶的速率最小,有mg=m 故所求的最小速率为 v0==2 m/s. (2)此时桶底对水有一向下的压力,设为FN,则由牛顿第二定律有FN+mg=m, 所以FN=m-mg, 代入数据可得FN=15 N. 根据牛顿第三定律可知, 水对桶底的压力FN′=FN=15 N,方向竖直向上. 9.见解析 解析 (1)由牛顿第二定律得mg-F1=m F1=mg-m≈1.78×104 N 根据牛顿第三定律,汽车对桥的压力为1.78×104 N. (2)当对桥面刚好没有压力时,重力提供向心力 mg=m,v2==30 m/s. (3)以v2通过顶点后,汽车做平抛运动,设落到水平路面时的速度为v3.由动能定理mv32-mv22=mgh v3==40 m/s,cos α==. 10.见解析 解析 (1)小球到悬点正下方时, 线对小球的拉力为19 N,设此时小球的速度为v0 则有FT-mg=m解得v0=3 m/s. (2)由机械能守恒定律mgh1=mv02 解得h1=0.45 m h=0.45 m+5 m=5.45 m. (3)线被拉断后,小球开始做平抛运动 由水平方向x=v0t 竖直方向H=gt2 解得x=v0=3 m. 江苏2019高考物理一轮学案第14讲(向心力、圆周运动的应用)附答案 紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 向心力 C 27 14 26 27 考点一 向心力 (1)定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向________的合力,叫做向心力. (2)特点:方向总是与线速度的方向__________,沿半径指向________,方向时刻在________,所以向心力是________力. (3)大小: ①Fn=________________(用线速度表示).②Fn=________________(用角速度表示).③Fn=______________(用周期表示). (4)向心力的作用效果:向心力总是指向圆心,而线速度是沿圆周的切线方向,故向心力始终与线速度垂直,其作用效果只是改变物体速度的______,而不改变速度的________. 特别提醒 向心力来源:向心力是按力的效果来命名的,向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是各力的合力或某力的分力.如:水平圆盘上跟圆盘一起匀速转动的物体和匀速转弯的汽车,其所受的摩擦力提供向心力. 例1 (2018·如皋学测模拟)如图1所示,一人骑自行车以速度v通过一半圆形的拱桥顶端时,关于人和自行车受力的说法正确的是(  ) 图1 A.人和自行车的向心力就是它们受的重力 B.人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用 C.人和自行车的向心力是它们所受重力和支持力的合力,方向指向圆心 D.人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和离心力的作用 易错辨析 向心力是根据效果命名的,受力分析时不分析. 例2 (2010·江苏学测)某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关,做了一个小实验:绳的一端拴一小球,手牵着在空中甩动,使小球在水平面内做圆周运动(如图2所示).则下列说法正确的是(  ) 图2 A.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变 B.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大 C.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变 D.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小 考点二 生活中的圆周运动 (1)火车转弯时,向心力来源于铁轨对火车的__________力与火车________力的合力. (2)拱(凹)形桥 设汽车质量为m,桥面圆弧半径为r,汽车过桥面最高点(或最低点)时的速度为v,汽车所受支持力为FN. 汽车过拱形桥最高点时,由向心力公式有____________=m,此时FN________(填“>”“=”或“<”)mg. 当v≥____时,FN=0,汽车将脱离桥面,容易发生危险. 汽车过凹形桥最低点时,由向心力公式有________=m. 此时,FN______(填“>”“=”或“<”)mg,汽车容易爆胎. (3)航天器中的失重现象 在任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中,都是一个________________的环境. (4)离心运动 当合外力突然为零,物体就沿____________飞去.当合力不足以提供向心力时,物体也会逐渐______________. 例3 (2018·无锡学测模拟)洗衣机的脱水桶如图3所示,在甩干衣服时,脱水桶绕竖直轴高速转动,衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动,则衣服做圆周运动的向心力由(  ) 图3 A.衣服所受的静摩擦力提供 B.衣服所受重力和摩擦力的合力提供 C.衣服对桶盖壁的弹力提供 D.桶壁对衣服的弹力提供 例4 (2018·无锡学测模拟)一辆小汽车在如图4所示的路面上快速行驶,途经图示的A、B位置时,对路面的压力和它的重力的关系是(  ) 图4 A.在A处时对路面的压力小于它的重力 B.在A处时对路面的压力大于它的重力 C.在B处时对路面的压力小于它的重力 D.在B处时对路面的压力等于它的重力 考点三 圆周运动的综合问题 (1)圆周运动的解题步骤 ①明确研究对象. ②受力分析,画出受力示意图. ③明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置. ④对物体受力沿圆心方向合成或分解. ⑤根据牛顿运动定律和圆周运动的运动学公式列方程,求解. (2)竖直面内的圆周运动 ①如图5甲和乙所示,在竖直面内做圆周运动的小球,通过最高点时,由牛顿第二定律mg+FN=m.小球刚能到达最高点时,FN=0,此时小球通过最高点需要的最小速度vmin=: 图5 ②如图丙所示,小球过最高点时: a.小球速度v=0时,轻杆对小球的支持力大小为mg; b.小球速度0时,轻杆对小球的弹力是拉力,指向圆心. 例5 一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱桥后,接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥.设两圆弧半径相等,汽车通过拱桥桥顶时,对桥面的压力F1为车重的一半.汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时,对桥面的压力为F2.求F1与F2之比.       例6 如图6所示,过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道.质量为m的游客随过山车一起运动,当游客以速度v经过圆轨道的最高点时(  ) 图6 A.处于超重状态 B.向心加速度方向竖直向下 C.速度v的大小一定为 D.座位对游客的作用力为m 1.(2016·江苏学测)如图7所示,长为L的细线一端固定,另一端系一质量为m的小球.小球在竖直平面内摆动,通过最低点时的速度为v,则此时细线对小球拉力的大小为(  ) 图7 A.mg B.m C.mg+m D.mg-m 2.(2015·江苏学测)如图8所示,小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动.已知小球质量m=0.40 kg,线速度大小v=1.0 m/s,细线长L=0.25 m,求: 图8 (1)小球的动能Ek;(2)小球的角速度大小ω; (3)细线对小球的拉力大小F.     3.(2014·江苏学测)“魔盘”是一种神奇的游乐设施,它是一个能绕中心轴转动的带有竖直侧壁的大型转盘,随着“魔盘”转动角速度的增大,“魔盘”上的人可能滑向盘的边缘.如图9所示,质量为m的人(视为质点)坐在转盘上,与转盘中心O相距r.转盘的半径为R,人与盘面及侧壁间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g. 图9 (1)当转盘的角速度大小为ω0时,人未滑动,求此时人的线速度大小v. (2)求人与转盘发生相对滑动时转盘的角速度大小ω应满足的条件. (3)当人滑至“魔盘”侧壁处时,只要转盘的角速度不小于某一数值ωm,人就可以离开盘面,贴着侧壁一起转动.有同学认为,ωm的大小与人的质量有关,你同意这个观点吗?请通过计算说明理由. 答案精析 考点突破 考点一 (1)圆心 (2)垂直 圆心 改变 变 (3)①m ②mω2r ③mr (4)方向 大小 例1 C [重力与支持力的合力提供向心力,方向指向圆心.] 例2 B 考点二 (1)支持 重 (2)mg-FN <  FN-mg > (3)完全失重 (4)切线方向 远离圆心 例3 D [桶壁对衣服的弹力指向圆心提供向心力.] 例4 A [A、B两处合力指向圆心,A处重力大于支持力,B处支持力大于重力.] 考点三 例5 1∶3 解析 汽车过圆弧形桥的最高点(或最低点)时,由重力与桥面对汽车的支持力的合力提供向心力.汽车过圆弧形拱桥的最高点时,由牛顿第三定律可知,桥面对汽车的支持力与汽车对桥面的压力大小相等,所以由牛顿第二定律可得G-F1= 同样,汽车过圆弧形凹形桥的最低点时,有F2-G= 又因F1= 联立解得F1∶F2=1∶3. 例6 B [游客经过最高点时,向心加速度方向竖直向下,处于失重状态,所以A错误,B正确.由mg+FN=m在最高点的最小速度为,作用力为mg-m,所以C、D项错误.] 真题演练 1.C 2.见解析 解析 (1)小球动能Ek=mv2=0.20 J (2)由v=Lω得ω=4.0 rad/s (3)细线对小球的拉力提供向心力,由牛顿第二定律得 F=m=0.40× N=1.60 N 3.(1)rω0 (2)ω>  (3)见解析 解析 (1)线速度v=rω=rω0 (2)由μmg . (3)不同意. 由FN=mωm2R和μFN=mg得 ωm= ,则ωm与人的质量无关.

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  • ID:6-4883483 江苏2019高考学业水平测试物理一轮学案第3讲与练(匀变速直线运动的规律及应用自由落体运动)附答案

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    江苏2019高考物理一轮学案第3练(匀变速直线运动的规律及应用自由落体运动)附答案 第3讲 匀变速直线运动的规律及应用自由落体运动 1.(2018·扬州学测模拟)某位科学家在研究落体运动规律时所用的科学的推理方法,被誉为“是人类思想史上最伟大的发现,而且标志着物理学的真正开端.”这位科学家是(  ) A.亚里士多德 B.伽利略 C.牛顿 D.爱因斯坦 2.(2018·启东中学学测最后一考)一根一端封闭,另一端装有阀门的玻璃管,内有纸片、羽毛、金属片(如图1所示).用抽气机把管内的空气几乎抽尽,再把玻璃管倒过来.观察这些物体下落的快慢情况,下列说法中正确的是(  ) 图1 A.纸片下落最快 B.羽毛下落最快 C.金属片下落最快 D.三者下落一样快 3.(2018·如皋学测模拟)下列有关自由落体运动的说法中,正确的是(  ) A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动 C.不同物体做的自由落体运动,其运动规律是不同的 D.质点做自由落体运动,在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比为1∶4∶9 4.(2018·宿迁模拟)下列图象中能反映自由落体运动规律的是(  ) 5.(2018·江都中学、扬中中学等六校联考)伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.如图2中a、b分别表示这两项研究中实验和逻辑的过程,对这两项研究,下列说法正确的是(  ) 图2 A.图a通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B.图a中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易 C.图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成 D.图b的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 6.一辆汽车以12 m/s的速度匀速行驶,遇突发情况刹车减速,可视为匀减速直线运动,加速度大小是0.8 m/s2,经20 s汽车发生的位移是(  ) A.80 m B.90 m C.100 m D.110 m 7.某质点从t=0开始由原点出发,其v-t图象如图3所示,由图可判断(  ) 图3 A.t=1 s时,离原点最远 B.第2 s内和第3 s内加速度方向相反 C.t=2 s时,离原点最远 D.在第4 s时,加速度为负 8.小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其v-t图象如图4所示,则由图可知下列判断错误的是(  ) 图4 A.小球能弹起的最大高度为1.25 m B.小球能弹起的最大高度为0.45 m C.小球第一次反弹后瞬时速度的大小为3 m/s D.小球下落的最大速度为5 m/s 9.一个做匀加速直线运动的物体,在前4 s内经过的位移为24 m,在第2个4 s内经过的位移是60 m,求这个物体的加速度和初速度各是多少? 10.(2018·宿迁学测模拟)一艘快艇在海面上从静止开始做匀加速直线运动,下表给出了某些时刻快艇的瞬时速度,根据表中的数据求: 时刻(s) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 速度(m/s) 0 3.0 6.0 12.0 (1)快艇运动的加速度a的大小; (2)快艇第3 s末的速度v的大小; (3)快艇4 s内的位移x的大小. 11.一个物体做匀加速直线运动,初速度为0.5 m/s,第9 s内的位移比第8 s内的位移多1 m.求: (1)物体的加速度; (2)物体在前9 s内的位移. 12.汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图6所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过.在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30 m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50 m的物体,并且他的反应时间为0.6 s,制动后最大加速度为5 m/s2.求: 图6 (1)小轿车从刹车到停止所用的最短时间; (2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞. 第4讲 实验:探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律                     1.(2017·镇江学测模拟)下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中,正确的是(  ) ①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源 ②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 ③电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 ④电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 2.打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电,其相邻点间的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,这条纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是(  ) A.T=0.1 s,t=NT B.T=0.05 s,t=(N-1)T C.T=0.02 s,t=(N-1)T D.T=0.02 s,t=NT 3.(2018·徐州学测模拟)关于用打点计时器打出的纸带上的点迹,下列说法不正确的是(  ) A.点迹记录了物体运动的时间 B.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 C.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的体积和大小 D.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 4.(2018·徐州模拟)某同学在探究小车速度随时间变化规律的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带分析小车运动情况,下列做法可行的是(  ) A.每隔4个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.1 s B.每隔4个点取一个计数点,计数点时间间隔为0.08 s C.只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域 D.直接研究纸带上的点,无需取计数点 5.(2017·扬州学测模拟)关于用打点计时器探究小车速度随时间的变化规律的实验,下列说法中正确的是(  ) A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮的一端 B.开始实验时小车应放在靠近打点计时器的一端 C.应先释放小车,再接通电源 D.牵引小车的钩码个数越多越好 6.(2017·扬州都江中学模拟)在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中,得到的记录纸带如图1所示,图中的点为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,则小车运动的加速度为(  ) 图1 A.0.2 m/s2 B.2.0 m/s2 C.20.0 m/s2 D.200.0 m/s2 7.如图2所示是某次实验中得到的一条纸带.A、B、C、D、E分别表示纸带上连续打出的点,打点计时器所用的电源频率为50 Hz.根据图示数据可知(  ) 图2 A.纸带做匀速运动 B.相邻两点的时间间隔为0.1 s C.A与C之间纸带的平均速度为0.31 m/s D.打B点时纸带的瞬时速度为1.56 m/s 8.(2018·苏州学测模拟)在“用打点计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中: (1)安装纸带时,应将纸带置于复写纸(或墨粉纸盘)的________(选填“上方”或“下方”).打点计时器应连接________(选填“直流”或“交流”)电源. (2)实验得到如图3所示的一条纸带,相邻两个计数点的时间间隔为T,A、B两点的间距x1和A、C两点的间距x2已测出,利用这两段间距计算小车加速度的表达式为a=________. 第5讲 三种基本力                     1.关于重力和弹力,下列说法中正确的是(  ) A.物体向上运动时所受的重力大于向下运动时所受的重力 B.物体所受的重力与运动状态无关 C.两物体相互接触时一定能产生弹力 D.弹力的方向平行于接触面 2.一铁块放在水平地面上,关于铁块和地面间的弹力,下列说法中正确的是(  ) A.地面受压而发生弹性形变,地面受到了弹力;而铁块没有发生形变,所以不受弹力 B.铁块受到弹力的原因是铁块发生了形变 C.铁块受到弹力的原因是地面发生了形变 D.上述说法都不正确 3. 图1 (2017·如东中学模拟)如图1所示,重为100 N的物体静止在水平地面上.用F=80 N的力竖直向上拉该物体时,该物体对地面的压力为(  ) A.0 B.20 N,方向竖直向上 C.20 N,方向竖直向下 D.100 N,方向竖直向下 4.(2018·盐城学测模拟)一轻质弹簧原长为l0,在大小为F的拉力作用下长度为l,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为(  ) A. B. C. D. 5.(2018·无锡学测模拟)一物体放在粗糙水平面上,用大小相等的力F按下图所示的四种方式分别作用在该物体上,物体始终处于静止状态,其中物体对水平面压力最大的情形是(  ) 6. 图2 (2018·无锡学测模拟)如图2所示,用水平力推静止在水平面的木箱,没有推动.这时,木箱受到的推力(  ) A.一定等于重力 B.一定小于摩擦力 C.一定和摩擦力大小相等 D.一定和摩擦力方向相同 7. 图3 (2018·如皋学测模拟)如图3所示,放在固定斜面上的物块处于静止状态,关于物块的受力情况,下列说法正确的是(  ) A.物块受到两个力的作用 B.重力垂直于斜面向下 C.静摩擦力沿斜面向下 D.静摩擦力沿斜面向上 8. 图4 (2018·徐州学测模拟)为了方便居民擦窗户玻璃,一家厂商设计出了一款双面磁性擦玻璃器,位于玻璃两侧的两个玻璃擦通过磁铁吸引可以紧贴在玻璃表面上,如图4所示.擦玻璃时,已知两个玻璃擦间的吸引力为5 N,玻璃擦与玻璃间的动摩擦因数为0.3,则玻璃的一侧受到的滑动摩擦力为(  ) A.0.75 N B.1.5 N C.3.0 N D.5.3 N 9. 图5 (2018·江都中学、扬中中学等六校联考)如图5所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是(  ) A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上 B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大 C.若木块与墙壁间的动摩擦因数为μ,则当撤去F时,木块受到的滑动摩擦力大小等于μmg D.若撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块受滑动摩擦力大小等于mg 10.(2017·南通中学模拟)如图6所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3,其大小关系是(  ) 图6 A.F1=F2=F3 B.F1=F2F2 D.F3>F1>F2 11.(2016·南京学测模拟)如图7所示,测力计与水平桌面平行,拉力从零逐渐增大,拉力为16 N时,木块不动;拉力为20 N时,木块恰好被拉动;木块做匀速运动时,拉力为19 N.木块与桌面间的滑动摩擦力和最大静摩擦力分别是(  ) 图7 A.16 N、19 N B.16 N、20 N C.19 N、20 N D.20 N、19 N 12.质量为2 kg的物体放在水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3 cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长了2 cm.已知弹簧的劲度系数为k=200 N/m,取g=10 m/s2.问: (1)物体所受的最大静摩擦力为多少? (2)物体和地板间的动摩擦因数为多少? 13.(2016·镇江学测模拟)如图8所示,在研究摩擦力的实验中,用弹簧测力计拉一个放在水平板上的木块,部分次数实验数据记录见下表.则实验中木块受到的(  ) 实验序号 木块状态 弹簧测力计读数/N 第1次 静止 0.60 第5次 匀速 0.50 第10次 加速 0.90 图8 A.静摩擦力恒为0.60 N B.最大静摩擦力可能大于0.60 N C.滑动摩擦力为0.90 N D.滑动摩擦力一定小于静摩擦力 14. 图9 用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止,如图9所示,对此下列说法中正确的是(  ) A.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力 B.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上,也可能向下 C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力 D.铁块B受墙的摩擦力方向可能向上,也可能向下 第6讲 力的合成和分解                     1.(2018·宿迁学测模拟)两个力的合力为5 N,其中一个力的大小为8 N,另一个力的大小可能是(  ) A.1 N B.10 N C.15 N D.20 N 2. 图1 (2018·盐城学测模拟)如图1所示,物体在四个共点力作用下保持平衡,撤去F1而保持其他三个力不变,则此时物体的合力F(  ) A.等于F1,方向与F1相同 B.等于F1,方向与F1相反 C.大于F1,方向与F1相同 D.大于F1,方向与F1相反 3. 图2 (2018·徐州学测模拟)如图2所示,力F1、F2是两个相互垂直的共点力,其中F1=3 N,F2=4 N,则F1、F2合力的大小为(  ) A.12 N B.7 N C.6 N D.5 N 4. 图3 (2018·宿迁学测模拟)如图3所示,质量为m的木块静止在长木板上,木板与水平方向的夹角为θ,木块所受的摩擦力为(  ) A.mgsin θ B.mgcos θ C. D. 5.(2016届徐州学测模拟)作用在物体上的两个共点力,大小均为30 N,夹角为120°,则这两个力的合力大小是(  ) A.15 N B.30 N C.50 N D.60 N 6.(2015·梁丰中学模拟)下面四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杆姿势,其中手臂受力最小的是(  ) 7. 图4 (2018·苏州学测模拟)如图4所示,小军用与水平方向成θ角的轻绳拉质量为m的木箱,木箱始终保持静止.绳中拉力为F,木箱与水平地面间的动摩擦因数为μ,则木箱所受摩擦力的大小为(g为重力加速度)(  ) A.μmg B.Fsin θ C.Fcos θ D.F 8. 图5 (2017·扬州学测模拟)如图5所示,小物块P沿光滑半圆曲面下滑,其重力G的切向分量为G1,从A点下滑到最低点B的过程中,下列关于G1大小变化的情况正确的是(  ) A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 9. 图6 (2018·无锡学测模拟)小明想推动家里的衣橱,但使出了吃奶的力气也推不动,他便想了个妙招,如图6所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱被推动了,下列说法中正确的是(  ) A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱 B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大 C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力 D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 10. 图7 (2018·江都中学、扬中中学等六校联考)如图7所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,倾角θ缓慢增大,货物m相对车厢仍然静止,在此过程中下列说法正确的是(  ) A.货物对车厢的压力变大 B.货物受到的摩擦力变大 C.地面对车的摩擦力变小 D.地面对车的支持力变小 11.如图8所示,在倾角为α=30°的斜面上有一竖直放置的挡板.在挡板和斜面之间有一重为G=20 N的光滑圆球.求球对斜面和挡板的压力大小. 图8 12.如图9所示,PQ是固定的水平导轨,两端固定有轻质定滑轮(不计滑轮摩擦),物体A和B用细绳相连,处于静止状态时,α=37°,β=53°.若B重5 N,则A所受摩擦力的大小为________,方向为________(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8). 图9 13. 图10 (2017·江都中学模拟)如图10所示,用轻绳AC和BC悬挂一重物,绳AC和BC与水平天花板的夹角分别为60°和30°.绳AC能承受的最大拉力为100 N,绳BC能承受的最大拉力为60 N.为了不使轻绳被拉断,所悬挂重物的重力不能超过多少? 第7讲 共点力作用下物体的平衡         实验:力的合成的平行四边形定则                     1.(2018·徐州学测模拟)下列物理量中属于标量的是(  ) A.位移 B.功 C.力 D.速度 2.(2018·无锡学测模拟)在做“力的合成的平行四边形定则”实验时,实验桌上已有的器材如图1所示,为完成该实验,还需要向老师领取的器材是(  ) 图1 A.一根橡皮筋 B.两个钩码 C.两把弹簧秤 D.两根弹簧 3. 图2 (2018·宿迁学测模拟)如图2所示,在“探究力的合成的平行四边形定则”实验中,下列符合实验要求的是(  ) A.用铅笔沿着细线画线,记录拉力的方向 B.保证两弹簧测力计示数相等 C.拉橡皮条的细线长一些,实验的误差较小 D.橡皮条应与两细线夹角的角平分线在同一直线上 4. 图3 (2018·如皋学测模拟)如图3所示,小明在利用弹簧测力计、橡皮条、细绳套、木板等器材“探究力的合成的平行四边形定则”的实验中,下列说法正确的是(  ) A.两次拉细绳套时,只要保证橡皮条的形变量大小相同即可 B.在拉细绳套时弹簧测力计必须与木板表面平行 C.作分力和合力的图示时,分力和合力所选的标度可以不同 D.实验时两个分力间的夹角必须大于等于90° 5. 图4 (2018·徐州模拟)如图4所示,一个小球用两根细绳OA、OB拴住处于静止状态,绳OA水平,绳OB与竖直方向的夹角θ=60°,若OA绳上的拉力为FA,OB绳上的拉力为FB,小球所受的重力为G,则下列判断正确的是(  ) A.FA>FB B.FB>FA C.G>FB D.G>FA 6.(2018·南通学测模拟)风筝节上有一款“空中骑行”风筝,风筝在线的牵引下悬停在空中,示意图如图所示,则空气对风筝的作用力F的方向可能是(  ) 7. 图5 (2018·盐城学测模拟)如图5所示,在“探究力的合成的平形四边形定则”的实验中,两弹簧测力计将橡皮条拉伸到O点,它们示数分别为F1和F2.接下来用一只弹簧测力计拉橡皮条时(  ) A.将橡皮条拉伸到O点 B.拉力大小等于F1-F2 C.拉力大小等于F1+F2 D.沿F1和F2角平分线方向 8. 图6 (2018·无锡学测模拟)在“探究力的合成的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图6所示的装置进行实验,橡皮筋的一端固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮筋与细绳的连接点拉到某一确定的位置O.下列叙述正确的是(  ) A.实验中AO和BO的夹角应尽可能大 B.只用一个弹簧测力计拉时,可把橡皮筋与细绳的连接点拉到另一位置O′ C.实验中,只需要记录下弹簧测力计的示数 D.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻度线 9. 图7 (2018·南京学测模拟)如图7所示,物体重力为8 N,在平行于斜面向上、大小为8 N的力F作用下,沿固定的粗糙斜面向上做匀速直线运动,物体与斜面间的滑动摩擦力(  ) A.等于零 B.小于8 N C.等于8 N D.大于8 N 10.(2018·南通学测模拟)在“探究力的合成的平形四边形定则”实验中,把橡皮条一端固定于P点,另一端(自由端)通过细绳套连接两只弹簧测力计a、b,并将该端拉至O点,如图8所示,下列操作中错误的是(  ) 图8 A.读数时,视线要垂直于弹簧测力计的刻度板 B.平行于木板拉弹簧测力计,且示数不能超过最大刻度 C.改用一只弹簧测力计拉橡皮条时,自由端仍要拉到O点 D.保持弹簧测力计b的位置不变,改变弹簧测力计a的位置,重复实验 11. 图9 (2018·泰州中学学测模拟)如图9所示,一木块放在水平桌面上,受水平方向的推力F1和F2的作用,但木块处于静止状态,F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则关于木块受到的合力F和摩擦力Ff的说法,正确的是(  ) A.F=0,Ff=2 N,方向向右 B.F=10 N,方向向左;Ff=8 N,方向向右 C.F=8 N,Ff=2 N,方向向右 D.F=0,Ff=0 12. 图10 如图10所示,质量为m的物体沿倾角为θ的固定斜面匀速下滑.求:(重力加速度为g) (1)物体受到的斜面支持力的大小; (2)物体受到的斜面摩擦力的大小; (3)物体与斜面间的动摩擦因数. 13.如图11所示,一个质量为M的探空气球在匀速下降.若气球所受浮力F已知且始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力大小与速度大小成正比,即Ff=kv(k为常数),重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为多少? 图11 第8讲 牛顿第一、第三运动定律 力学单位制                     1.(2018·连云港学测模拟)首先采用“理想实验”研究运动与力关系的科学家是(  ) A.伽利略 B.牛顿 C.开普勒 D.亚里士多德 2.(2018·宿迁学测模拟)下列单位中,属于国际单位制中基本单位的是(  ) A.牛顿 B.焦耳 C.瓦特 D.千克 3.(2018·镇江学测模拟)国际单位制中,力学基本单位是(  ) A.千克、米、秒 B.牛顿、千克、秒 C.牛顿、米、秒 D.牛顿、千克、米 4.(2018·无锡学测模拟)引力常量G的单位,若用国际单位制(SI)中的基本单位可表示为(  ) A. B. C. D. 5.(2018·宜兴中学、常熟中学等六校联考)在力学单位制中,选定下面哪一组物理量的单位作为基本单位(  ) A.速度、质量和时间 B.重力、长度和时间 C.长度、质量和时间 D.位移、质量和速度 6.(2018·扬州学测模拟)近日中央台报道,一辆满载钢材的货车,在紧急刹车时,由于惯性钢材向前冲出,瞬间将驾驶室铲平.钢材具有较大惯性的原因是(  ) A.钢材质量过大 B.汽车紧急刹车 C.汽车速度过快 D.路面过于湿滑 7.(2018·南京学测模拟)如果飞机要迫降在机场跑道上,在迫降前应该把机载的燃油放空,消防车在跑道上喷出了一条泡沫带,下列说法中正确的是(  ) A.放空燃油除了防止起火爆炸,同时也增加飞机的惯性 B.放空燃油除了防止起火爆炸,同时也减小飞机的惯性 C.放空燃油除了防止起火爆炸,同时不改变飞机的惯性 D.泡沫带能增加飞机所受的阻力,让飞机尽快停下来 8. 图1 (2018·扬州学测模拟)如图1所示,一个磁性黑板擦吸附在竖直的黑板上静止不动,则黑板擦受到的黑板的吸引力(  ) A.小于它受到的弹力 B.大于它受到的弹力 C.和它受到的弹力是一对作用力与反作用力 D.和它受到的弹力是一对平衡力 9.(2018·扬州学测模拟)如图2所示为我国的长征七号运载火箭刚发射时的情景,则下列说法正确的是(  ) 图2 A.火箭受到地面对它的弹力作用而升空 B.火箭受到发射架对它的弹力作用而升空 C.火箭受到向下喷射的气体对它的作用而升空 D.在没有空气的环境中这类火箭无法升空 10.(2018·徐州学测模拟)如图3所示,一位同学坐高铁时把一枚硬币竖直放置在水平光滑的窗台上,当高铁向前加速启动时,他看到的硬币的运动情况是(  ) 图3 A.向前运动 B.向后运动 C.静止不动 D.无法判定 11.(2018·南通学测模拟)如图4所示,木箱放在自动扶梯的水平台阶上,随台阶向上做匀速直线运动,则台阶对木箱的作用力(  ) 图4 A.大于木箱的重力 B.大于木箱对台阶的作用力 C.小于木箱对台阶的作用力 D.与木箱对台阶的作用力大小相等 12.(2018·南通学测模拟)如图5所示,水平匀速行驶的车厢底板上有一点O,P点在O点的正上方.一乘客将一物块从P点相对车厢静止释放,物块落在(  ) 图5 A.O点 B.O点右方 C.O点左方 D.O点左方或右方都有可能 13. 图6 (2018·镇江学测模拟)甲、乙两人参加拔河比赛时的场景如图6所示.下列说法正确的是(  ) A.若甲赢,则甲对绳子的拉力大小大于绳子对甲的拉力大小 B.不论谁赢,甲对绳子的拉力大小均等于绳子对甲的拉力大小 C.甲受到重力与支持力是一对作用力和反作用力 D.甲受到摩擦力与绳子的拉力是一对作用力和反作用力 14. 图7 如图7所示,用手握瓶子,瓶子静止在手中,下列说法正确的是(  ) A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子所受的重力 B.手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子所受的重力 C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大 D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力 15.如图8所示,物体在外力F的作用下在水平面上保持静止.关于物体的受力情况,正确的说法是(  ) 图8 A.受两个力的作用 B.受三个力的作用 C.受四个力的作用 D.受到的支持力与物体对桌面的压力是一对平衡力 第9讲 牛顿第二定律及应用 训练一 牛顿第二定律与超重、失重                     1.(2017·南师大附中模拟)下列说法正确的是(  ) A.静止或做匀速直线运动的物体,一定不受外力作用 B.当物体的速度等于零时,物体一定不受外力作用 C.当物体的速度发生变化时,物体一定受到了外力作用 D.当物体受到的合外力为零时,物体一定做匀速直线运动 2.(2017·扬州宝应县高二下学期模拟)关于物理量或物理量的单位,下列说法正确的是(  ) A.在力学范围内,国际单位制中规定长度、质量、速度为三个基本物理量 B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位 C.“m”、“kg”、“N”都是国际单位制的单位 D.1 N/kg=9.8 m/s2 3. 图1 (2018·泰州中学学测模拟一)如图1所示,有人用一簇气球使一座小屋成功升空.当小屋加速上升时,它受到的拉力与重力的关系是(  ) A.一对平衡力 B.作用力和反作用力 C.拉力小于重力 D.拉力大于重力 4.(2018·宜兴中学、常熟中学等六校联考)物体放在地面上,人用力将它竖直向上提起离开地面的瞬间,下列说法正确的是(  ) A.人对物体的力大于物体对人的力 B.人对物体的力等于物体对人的力 C.人对物体的力小于物体所受的重力 D.人对物体的力等于物体所受的重力 5. 图2 (2018·徐州学测模拟)如图2所示,一个物体沿固定粗糙斜面加速下滑,关于物体所受的力,下列说法正确的是(  ) A.物体所受的重力和支持力大小相等 B.物体下滑的速度越大所受的摩擦力越小 C.物体所受重力和摩擦力的合力的方向沿斜面向上 D.物体所受重力和支持力的合力的方向沿斜面向下 6. 图3 (2018·南通学测模拟)如图3所示,平板车拉着集装箱沿水平公路以加速度a一起加速行驶.已知平板车的质量为M,集装箱的质量为m,两者间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则集装箱受到的摩擦力大小为(  ) A.ma B.Ma C.μmg D.μ(M+m)g 7.(2018·无锡学测模拟)关于超重和失重,下列说法正确的是(  ) A.超重就是物体所受的重力增加了 B.失重就是物体所受的重力减小了 C.完全失重就是物体不受重力了 D.不论超重或失重,物体所受重力都是不变的 8. 图4 (2018·镇江学测模拟)风洞实验如图4所示,风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”.则实验者在此过程中(  ) A.处于失重状态 B.运动状态保持不变 C.所受重力小于气流对人的“托力” D.所受重力的反作用力是气流对人的“托力” 9. 图5 (2018·扬州学测模拟)如图5所示,质量为50 kg的小丽同学站在电梯中的磅秤上,当电梯启动加速上升时,磅秤的示数可能是(  ) A.0 B.45 kg C.55 kg D.100 kg 10. 图6 (2018·南通学测模拟)“蛟龙”号作业型载人深潜器具有与海底保持一定高度“自动定高航行”的功能.它从图6中的A点“自动定高航行”运动至B点的过程中,下列判断可能正确的是(  ) A.一直处于超重状态 B.一直处于失重状态 C.先超重,后失重 D.先失重,后超重 11. 图7 (2018·苏州模拟)如图7所示,一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速直线运动,质量为m的物体A相对于斜面静止,则斜面运动的加速度为(  ) A.gsin α B.gcos α C.gtan α D. 12. 图8 (2015·江苏学测)如图8所示,一光滑球用细线悬挂在升降机竖直壁上,设细线对小球的拉力为F1,竖直壁对球的弹力为F2.升降机竖直向上加速运动,当加速度增大时(  ) A.F1变小,F2变小 B.F1变小,F2变大 C.F1变大,F2变大 D.F1变大,F2变小 13.(2018·南通学测模拟)2017年5月5日,我国自主研制的中型客机C919在上海浦东机场成功首飞.设飞机的总质量m=6.0×104 kg,返回机场着陆,在平直跑道上匀减速滑行了x=1 200 m停下来,用时t=40 s.求: (1)飞机着陆时的速度大小v; (2)飞机滑行的加速度大小a; (3)飞机滑行受到的合力大小F. 14. 图9 (2018·泰州中学学测模拟一)如图9所示,质量m=5 kg的物体,在水平向右的恒力F=20 N的作用下从静止开始做匀加速直线运动,经过t=2 s时速度达到v=2 m/s,取重力加速度g=10 m/s2.求: (1)物体运动的加速度的大小; (2)物体所受的摩擦力的大小; (3)若t=2 s时撤去拉力,则物体还能运动多远? 训练二 牛顿第二定律的应用(用牛顿运动定律解决问题)                     1.(2018·徐州学测模拟)一兴趣小组制作了简易火箭,t=0时刻它由地面竖直向上发射,其v-t图象如图1所示,由图象可知(  ) 图1 A.t1时刻火箭离地面最远 B.t2时刻火箭回到地面 C.t1~t2时间内火箭处于失重状态 D.在0~t1时间内火箭上升,在t1~t2时间内火箭下落 2. 图2 (2018·如皋学测模拟)物体P从曲面上的A点自由落下,如图2所示,通过水平静止的粗糙传送带后到达右端B点速度为v1.若传送带沿逆时针的方向转动起来,再把该物体放到同一位置释放,到达传送带右端B点速度为v2,则(  ) A.v1=v2 B.v1>v2 C.v1m,第一次用水平力F1由左向右推M,物体间的相互作用力为FN1;第二次用同样大小的水平力F2由右向左推m,物体间的相互作用力为FN2,则(  ) A.FN1FN2 D.无法确定 5.(2012·江苏学测)水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图5所示.若物体与地面间的滑动摩擦力的大小为Ff,则F的大小为(  ) 图5 A.F=Ff B.F=1.5Ff C.F=2Ff D.F=3Ff 6. 图6 (2016·南京学测模拟)如图6所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直),下列说法中正确的是(  ) A.小球的速度逐渐减小到零 B.小球的速度先减小后增大 C.小球的加速度先增大后减小 D.小球的加速度先减小后增大 7. 图7 (2017·扬州模拟)如图7所示物块以初速度v0沿光滑固定斜面向上滑行速度减为零后返回.取沿斜面向上为速度正方向,则下列关于物块运动的v-t图象正确的是(  ) 8.(2018·扬州模拟)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图8所示.取重力加速度g=10 m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(  ) 图8 A.m=0.5 kg,μ=0.4 B.m=1 kg,μ=0.4 C.m=0.5 kg,μ=0.2 D.m=1 kg,μ=0.2 9. 图9 (2018·苏州学测模拟)如图9所示,一个质量为3 kg的物体静止在光滑水平面上.现沿水平方向对物体施加30 N的拉力.求: (1)物体运动时加速度的大小; (2)物体运动3 s时速度的大小; (3)物体从开始运动到位移为20 m时经历的时间. 10. 图10 (2018·连云港学测模拟)如图10所示,滑雪运动员从斜面倾斜角为θ=37°的斜坡顶端由静止滑下,已知斜坡长为L=90 m,运动员滑到底端用时t=6 s,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求: (1)下滑加速度a的大小; (2)滑到底端时速度v的大小; (3)滑雪板与斜坡间的动摩擦因数μ. 11.(2018·宿迁模拟)航母上飞机起飞的水平跑道长度L=70 m,一架质量m=2.0×104 kg的飞机从跑道的始端匀加速直线运动到末端,飞机在运动中受到恒定的动力F=7.2×105 N,受到的平均阻力Ff=2.0×104 N.飞机可视为质点,飞机起飞过程中航母静止不动,飞机安全起飞的速度为vm=56 m/s.求: (1)飞机的加速度a的大小; (2)飞机到达跑道末端时的速度v的大小; (3)为保证安全,飞机沿跑道加速运动的距离s至少是多大? 12. 图11 (2016·苏州学测模拟)如图11所示,质量M=8 kg的平板车静止放置在光滑的水平地面上,对平板车左端施加一大小F=8 N的水平推力,使之向右运动起来.当平板车的运动速度达到v0=1.5 m/s时,在其前端轻轻地放上一个大小不计、质量m=2 kg的滑块,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.2.则:(取g=10 m/s2) (1)放上滑块后,滑块及平板车的加速度各为多大? (2)平板车的长度至少多长,才能确保滑块不至于从车上滑落? 第10讲 实验:探究加速度与力、质量的关系                     1.(2018·盐城学测模拟)“探究小车加速度与力、质量的关系”实验装置如图1所示,小车通过纸带与打点计时器相连平衡摩擦力时(  ) 图1 A.应将长木板的B端适当垫高 B.应将长木板的A端适当垫高 C.应使小车沿长木板做加速运动 D.应在砝码盘的牵引下使小车匀速运动 2.(2018·扬州学测模拟)利用如图2所示装置“探究加速度与力、质量的关系”,下列说法正确的是(  ) 图2 A.打点计时器应固定在靠近定滑轮的位置 B.需要用天平测出小车的质量 C.平衡摩擦力时,应将砝码盘用细绳系在小车上 D.细绳对小车的拉力大小等于砝码和砝码盘的总重力 3.(2018·启东中学学测最后一考)如图3所示,在探究“加速度与力、质量的关系”实验装置中,A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为M,小盘(及砝码)的质量为m.下列说法中正确的是(  ) 图3 A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源 B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力 C.本实验中应满足m远小于M的条件 D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时,应作a-M图象 4.(2018·泰州中学学测模拟一)某研究学习小组用如图4所示的装置探究牛顿第二定律.该小组在实验中确定的研究对象是小车,而且认为细线对小车的拉力等于砂桶和砂的总重力,也是小车所受的合外力.则对该实验,以下说法中不正确的是(  ) 图4 A.在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块,反复移动木块的位置,直到小车在砂桶和砂的拉动下带动纸带做匀速直线运动,以平衡小车运动中受到的摩擦力 B.实验中必须使砂桶和砂的总质量远小于小车的质量 C.细线对小车的实际拉力一定略小于砂桶和砂的总重力 D.该实验是应用“控制变量法”来探究牛顿第二定律的 5.(2018·无锡学测模拟)某学生做“探究加速度与力、质量的关系”的实验,在平衡摩擦力时.把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大.他所得到的a-F关系可用下列哪个图象表示?(图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)(  ) 6.(2018·淮安学测模拟)用如图5所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系.在满足实验条件的情况下,细线下端悬挂钩码的总重力视为小车受到的合力F,用打点计时器打出纸带,计算出小车运动的加速度a. 图5 (1)关于实验操作,下列说法正确的是________. A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行 B.平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车在拉力作用下匀速下滑 C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器电源 (2)某组同学实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变,根据实验得出的数据,画出a-F图象,如图6所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是________________________(选填“摩擦力平衡过度”或“摩擦力没有平衡”). 图6 (3)另一组同学探究小车加速度a与其质量M的关系时,保持钩码的总质量不变,为了直观地判断a与M的数量关系,应作____________________________图象. 7.(2018·无锡学测模拟)如图7所示为“探究物体的加速度与质量和受力的关系”的实验装置.砝码和砝码盘的质量为m,小车的质量为M.实验中将砝码和砝码盘的重力作为细线对小车的拉力. 图7 (1)实验前,在进行平衡摩擦力的操作时,下列注意事项正确的是________. A.必须让小车连接砝码盘 B.应该让小车连接纸带并穿过打点计时器 C.纸带和砝码盘都应连接 D.纸带和砝码盘都不能连接 (2)现保持砝码和砝码盘的总质量m不变,改变小车的质量M,探究加速度和质量的关系.如图8所示是某次实验中打出的一条纸带,交变电流的频率为50 Hz,每5个点选一个计数点,则小车的加速度为________ m/s2 (保留两位有效数字).通过实验得到多组加速度a、质量M的数据,为了用图象准确地反映二者关系,一般选用纵坐标为加速度a,则横坐标为______________. 图8 8.(2015·徐州学测模拟)以下为“探究加速度与力、质量的关系”的实验. (1)小刚在探究加速度与某个物理量的关系时,其中的两次实验装置如图9甲所示,根据实验装置可以判断,小刚在探究加速度与____________(填“力 ”或“质量”)的关系. 图9 (2)如图乙所示为小刚在实验中得到的一条纸带,两相邻计数点间还有四个点没有画出,已知打点周期为0.02 s.根据纸带上的数据,计算打计数点3时小车的速度为________ m/s. (3)小刚在探究加速度与力的关系时,作出的加速度与力的图象如图丙所示,根据图象推测,小刚在实验操作中重要的疏漏是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案精析 1.B 2.D 3.B 4.D 5.B 6.B 7.C 8.A [小球下落的最大速度为5 m/s,D项正确;第一次反弹后的速度为-3 m/s,负号表示方向向上,C项正确;反弹的高度h2=×3×0.3 m=0.45 m,B项正确.所以符合题意的是A项.] 9.2.25 m/s2 1.5 m/s 解析 由公式Δx=aT2得:a== m/s2=2.25 m/s2,由于v4= m/s=10.5 m/s,而v4=v0+4a,得v0=1.5 m/s. 10.(1)3 m/s2 (2)9 m/s (3)24 m 解析 (1)由a=得,a=3 m/s2 (2)由v=at得,v=9 m/s (3)由x=at2得,x=24 m 11.(1)1 m/s2 (2)45 m 解析 (1)x9-x8=aT2,T=1 s,解得a=1 m/s2. (2)x9=v0t+at2=45 m. 12.(1)6 s (2)58 m 解析 (1)从刹车到停止的时间t2==6 s. (2)反应时间内做匀速运动, x1=v0t1=18 m 从刹车到停止的位移x2==90 m, x=x1+x2=108 m Δx=x-50=58 m. 江苏2019高考物理一轮学案第3讲(匀变速直线运动的规律及应用自由落体运动)附答案 紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 匀变速直线运动的规律及应用 B 26 26 26 28 26 自由落体运动 A 4 3 5 伽利略对自由落体运动的研究 A 5 考点一 匀变速直线运动的两个推论公式及应用 (1)物体在某段时间中点的瞬时速度等于物体在这段时间的平均速度v=________________. (2)如图1所示,物体在连续相等的时间T内通过的位移之差为定值,即Δx=x2-x1=x3-x2=…=aT2;或者有xm-xn=(________)aT2. 图1 例1 (2017·宿迁学测模拟)一物体做匀加速直线运动,初速度为0.5 m/s,第7 s内的位移比第5 s内的位移多4 m,求: (1)物体的加速度; (2)物体在前5 s内的位移.         考点二 初速度为零的匀变速直线运动比例式 物体做初速度为零的匀变速直线运动(设t为等分时间间隔): (1)t末、2t末、3t末、…、nt末瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n. (2)t内、2t内、3t内、…、nt内位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶4∶9∶…∶n2. (3)在连续相等的时间间隔内的位移之比为x1′∶x2′∶x3′∶…∶xn′=1∶3∶5∶…∶(2n-1). (4)通过x、2x、3x、…、nx的位移所用的时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶∶∶…∶. (5)经过连续相同的位移所用的时间之比为t1′∶t2′∶t3′∶…∶tn′=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-). 特别提醒 对末速度为零的匀减速直线运动,也可以逆向运用这些规律. 例2 (2017·宿迁学测模拟)一滑块自静止开始从斜面顶端匀加速下滑,第5 s末的速度是6 m/s,试求: (1)第4 s末的速度; (2)运动后7 s内的位移; (3)第3 s内的位移.   考点三 自由落体运动 (1)定义:物体只在________作用下从________开始下落的运动. (2)实质:初速度为________的____________直线运动. (3)特点:初速度等于零,加速度等于当地的重力加速度. 重力加速度也叫自由落体加速度,其大小g=9.8 m/s2,方向________________. 在同一地点,一切物体自由下落的加速度都________. (4)基本规律:v=__________,h=__________________,v2=________,=. 例3 (2018·江苏学测)高空坠物会对人身和财产安全造成严重危害,如果一只花盆从45 m高处的阳台意外坠落,忽略空气阻力,取重力加速度为10 m/s2,则花盆落到地面所需时间为(  ) A.1 s B.3 s C.5 s D.7 s 例4 (2018·无锡模拟)用如图2所示的方法可以测出一个人的反应时间,设直尺从静止开始自由下落,到被受测者抓住,直尺下落的距离为h,受测者的反应时间为t,则(  ) 图2 A.t∝h          B.t∝ C.t∝         D.t∝h2 考点四 伽利略对自由落体运动的研究 (1)伽利略的观点:重物与轻物应该下落得__________________________. (2)伽利略的科学猜想与假说:落体运动一定是一种最简单的变速运动,它的速度应该是________________的. (3)伽利略的科学方法 ①观察现象;②______________________;③逻辑推论;④________________;⑤合理外推. (4)伽利略科学思想方法核心:把________________和逻辑推理(包括数学推理)结合起来. 例5 (2017·江苏学测)竖直放置的玻璃管内有一根羽毛和一枚铜钱.现将玻璃管迅速翻转180°,如图3所示,在玻璃管内是真空和非真空两种情形下,可以观察到羽毛和铜钱(  ) 图3 A.都同时落到底部 B.都不同时落到底部 C.只有真空情形下,才同时落到底部 D.只有非真空情形下,才同时落到底部 1.(2017届江苏学测模拟)苹果从树上由静止开始自由下落,能反映其运动的v-t图象是(  ) 2.(2012·江苏学测)在科学发展的历程中,首先把实验和逻辑推理和谐地结合起来,对自由落体运动进行正确研究的科学家是(  ) A.伽利略 B.牛顿 C.开普勒 D.亚里士多德 3.(2014·江苏学测)伽利略在研究落体运动时,提出了“把轻重不同的两个物体连在一起下落,与单独一个物体下落比较,是快了还是慢了”的问题(  ) A.自由落体运动的快慢与物体的质量无关 B.自由落体运动是匀加速直线运动 C.自由落体运动的速度与时间成正比 D.自由落体运动的速度与位移成正比 4.(2017·江苏学测)某同学骑车沿平直道路驶向十字路口,发现信号灯还剩5 s变为红灯,他立即以1 m/s2的加速度刹车做匀减速运动,在信号灯变为红灯时恰好停在在路口.已知该同学和车的总质量为80 kg.求该同学和车在此过程中: (1)受到阻力的大小F; (2)初速度的大小v0; (3)位移的大小x.         答案精析 考点突破 考点一 (1) (2)m-n 例1 (1)2 m/s2 (2)27.5 m 解析 (1)利用相邻的相等时间内的位移差公式得: Δx=2aT2,Δx=x7-x5=4 m,T=1 s, 得a== m/s2=2 m/s2. (2)利用位移公式可求得 x5=v0t+at2=(0.5×5+×2×52) m=27.5 m. 考点二 例2 (1)4.8 m/s (2)29.4 m (3)3 m 解析 (1)因为v0=0,所以v=at,即v∝t 故v4∶v5=4∶5 所以第4 s末的速度v4=v5=×6 m/s=4.8 m/s. (2)前5 s的位移 x5= t=t=×5 m=15 m 由于x∝t2,所以x7∶x5=72∶52 故7 s内位移x7=×x5=×15 m=29.4 m. (3)第1 s内与第3 s内位移之比x1′∶x3′=1∶5,前1 s与前5 s内位移之比x1∶x5=12∶52=1∶25 故x1=x5=×15 m=0.6 m,又由于x1′=x1 所以第3 s内的位移x3′=5x1=5×0.6 m=3 m. 考点三 (1)重力 静止 (2)零 匀加速 (3)竖直向下 相同 (4)gt gt2 2gh 例3 B [由自由落体规律得h=gt2,解得,t=3 s,B正确.] 例4 C [由h=gt2得,t=,故t∝.] 考点四 (1)同样快 (2)均匀变化 (3)②提出假设 ④实验验证 (4)科学实验 例5 C [真空中所有物体的自由下落情况相同,C项正确,非真空中由于阻力作用,铜钱下落快.] 真题演练 1.B 2.A 3.A 4.(1)80 N (2)5 m/s (3)12.5 m 解析 (1)由牛顿第二定律得F=ma=80 N (2)v0=at=5 m/s (3)x=v0t-at2=12.5 m

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  • ID:6-4883372 2019浙江高考物理一轮复习第6章(静电场)课件和练习(4)附答案

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    第 9 页 共 9 页 2019浙江高考物理一轮复习第6章(静电场)练习(4)及答案 题组1 示波管类问题 1.示波器可以显示待测电压的变化波形和测定恒定电压,其核心部件示波管如图(1)所示,它由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成.电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点,不在偏转电极上加任何电压时,亮点在荧光屏中心.若亮点很快移动,由于视觉暂留关系,能在荧光屏看到一条亮线.下列操作与观察结果对应的是(  ) A.如果只在偏转电极XX′上加上如图(2)所示的电压,应观察到图(a)所示的亮线 B.如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示的电压,应观察到如图(b)所示的亮线 C.如果在偏转电极XX′上加上图(2)所示的电压,同时在偏转电极YY′上加上如图(3)所示的电压,应观察到如图(c)所示的亮线 D.如果在偏转电极XX′上加上图(2)所示的电压,同时在偏转电极YY′上加上如图(3)所示的电压,应观察到如图(d)所示的亮线 解析:根据电子在平行金属板间的偏转,如果只在偏转电极XX′上加上如图(2)所示的电压,电子从荧光屏中心O开始向X正方向偏转,打成一条水平亮线,如图(e),A错;如果只在偏转电极YY′上加上如图(3)所示的电压,则前半个周期在Y正方向的一个确定的距离出现一个亮点A,后半个周期在Y的负方向出现一个亮点B,由y=at2=可知,B到屏中心的距离是A的一半,如图(f),B错;如果在偏转电极XX′上加上图(2)所示的电压,同时在偏转电极YY′上加上图(3)所示的电压,就会将图(f)中的亮点按时间顺序向X正方向拉开成直线,如图(c)所示,C正确、D错误. 答案:C 题组2 用动力学和功能观点处理带电体在复合场中的运动问题 2. 如图所示,在绝缘粗糙平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场,带正电的小金属块以一定初速度v从A点开始沿水平面向左做直线运动,经L长度到达B点,速度变为零.此过程中,金属块损失的动能有转化为电势能.金属块继续运动到某点C(图中未标出)时的动能和A点时的动能相同,则金属块从A开始运动到C整个过程中经过的总路程为(  ) A.1.5L   B.2L    C.3L    D.4L 解析:根据题述,小金属块从A运动到B,克服摩擦力做功Wf=Ek=FfL,克服电场力做功WE=Ek=qEL.设小金属块从B运动到C经过的路程为s,由动能定理得qEs-Ffs=Ek,解得s=3L.金属块从A开始运动到C整个过程中经过的总路程为L+s=4L,选项D正确. 答案:D 3. (多选)如图所示,竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环,其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L.劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O,下端连接一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的小环,小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘,整个装置处在水平向右的匀强电场中.将小环从A点由静止释放,小环运动到B点时速度恰好为0.已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等.则(  ) A.小环从A点运动到B点的过程中,弹簧的弹性势能一直增大 B.小环从A点运动到B点的过程中,小环的电势能一直减小 C.电场强度的大小E= D.小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mg+kL 解析:小环在A点时弹簧处于压缩状态,在B点时弹簧处于伸长状态,因此小环由A到B,弹簧的弹性势能先减小后增大,选项A错误.小环受向右的电场力,小环由A到B,电场力做正功,电势能减小,选项B正确. 小环从A到B,由动能定理得: qE·2L-mg·L=0 所以E=.选项C错误. 设弹簧原长为L0,则得L0-L=2L-L0,得L0=.在A点,大环对小环的作用力F=mg+k(L0-L)=mg+,选项D正确. 答案:BD 4. (2014·江西八校联考)如图所示,小车质量M=8 kg,带电量q=+3×10-2 C,置于光滑水平面上,水平面上方有方向水平向右的匀强电场,场强大小E=2×102 N/C,当小车向右的速度v=3 m/s时,将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车的右端,物块质量m=1 kg,物块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,g取10 m/s2.求: (1)物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能; (2)从物块放上小车后5 s内小车电势能的增量. 解析:(1)对物块:a1==μg=2 m/s2 对小车:a2==0.5 m/s2 设经过时间t0物块和小车速度相等; a1t0=v+a2t0,t0=2 s v1=a1t0=4 m/s,x1=t0=4 m,x2=t0=7 m Q=μmg(x2-x1)=6 J (2)当物块与小车相对静止时,它们的加速度为 a== m/s2 2 s~5 s,小车又发生的位移: x3=v1(t-t0)+a(t-t0)2=15 m 从物块放上小车后5 s内电场力对小车做的功W=Eq(x2+x3)=132 J 电势能的增量:ΔEp=-W=-132 J 答案:(1)6 J (2)-132 J 题组3 用等效法处理带电体在复合场中的运动问题 5. (多选)在水平界面MN的下方存在匀强电场,绝缘光滑杆AB与水平面成45°角,带电小球从杆上A点由静止滑下,进入电场后恰好做匀速运动,并从B端离开杆AB,之后又经过B点正下方距B为h的C点.设小球在杆上滑动时电荷量不变.那么(  ) A.场强方向一定沿水平方向 B.小球离开B端后的运动轨迹为抛物线 C.若场强方向沿水平方向,则小球从B到C的时间为 D.小球经过C点时速度方向与竖直方向成22.5°角 解析: 小球进入电场后在杆上做匀速运动,合力为零;过B点脱离杆后又能经过B点正下方的C点,B点速度与BC成45°角沿AB向下,表明小球运动轨迹为曲线,合力与ABC同平面指向BC右侧,设为F,则当小球在杆上运动时,杆的弹力与F等大反向,所以F垂直于杆斜向右下方且为恒力,即F的方向与小球离开杆时的速度方向垂直,因此小球脱离杆后做类平抛运动,运动轨迹为抛物线,B对;重力与电场力的合力沿垂直于杆的方向,所以电场力方向不确定如图(a)所示,即场强方向不确定,A错;若场强方向水平,则合力F=mg,沿合力方向小球做初速度为零的匀加速运动如图(b)所示,位移DC=h,有h=·t2=gt2,解得t=,C对;由平抛运动可得:tanθ=2tan45°,故可知D错. 答案:BC 6. 如图,半径为r的绝缘光滑环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m,带电荷量为+q的珠子,现欲加一个与圆环面平行的匀强电场,使珠子由最高点A从静止开始释放,沿圆弧经过B、C刚好能运动到D. (1)求所加电场场强的最小值及所对应的场强的方向,珠子由A到达D的过程中速度最大时对环的作用力大小. (2)在(1)问的电场中,要使珠子能完成完整的圆周运动,那么在A点至少要使它具有多大的初动能? 解析:(1)设电场力与重力的合力为F,方向沿NM方向,BC弧中点为M,珠子在该点的速度最大,在M点建立F、重力、电场力的平行四边形,当E最小时,有 Eq=mg,即:E=,方向与平行 此时F=mg 对珠子从A运动到M的过程,由动能定理得 F=mv2-0 由牛顿第二定律得FN-F=m 解得FN=mg (2)由A到N过程,由动能定理得-F=0-EkA 解EkA=mgr. 答案:(1),方向与平行,mg (2)mgr

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  • ID:6-4883366 2019浙江高考物理一轮复习第6章(静电场)课件和练习(3)附答案

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    第 2 页 共 6 页 2019浙江高考物理一轮复习第6章(静电场)练习(3)及答案 题组1 电容器、电容及两类动态变化 1. (2014·安徽四校联考)如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离d变化时,电容C便发生变化,通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况.在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是(  ) 解析:由电容器的电容决定式,C=,C与d成反比,能正确反映C与d之间变化规律的图象是A. 答案:A 2. (多选)如图所示电路中,A、B为两块竖直放置的金属板,G是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述哪些做法可使指针张角增大(  ) A.使A、B两板靠近一些 B.使A、B两极正对面积错开一些 C.断开S后,使B板向右平移拉开一些 D.断开S后,使A、B两板正对面积错开一些 解析:题图中静电计的金属杆接A板,外壳和B板均接地,静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高.当合上S后,A、B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压不变,静电计指针张角不变;当断开S后,板间距离增大、正对面积减小,都将使电容器的电容变小,而电容器电荷量不变,由U=Q/C可知,板间电压U增大,从而静电计指针张角增大.综上所述,本题答案为C、D. 答案:CD 3. 如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S,小球静止时受到悬线的拉力为FT.调节R1、R2,关于FT的大小判断正确的是(  ) A.保持R1不变,缓慢增大R2时,FT将变大 B.保持R1不变,缓慢增大R2时,FT将变小 C.保持R2不变,缓慢增大R1时,FT将变大 D.保持R2不变,缓慢增大R1时,FT将变小 解析:小球受重力、电场力、悬线的拉力而处于平衡状态,设悬线与竖直方向的夹角为θ,则tanθ==,cosθ=,则由闭合电路欧姆定律知增大R2时,定值电阻R0两端的电压减小,由上边式子知θ减小,cosθ增大,FT减小,B项对;改变R1对定值电阻R0两端的电压不起作用. 答案:B 题组2 带电粒子在电场中的直线运动问题 4. 如图所示,两平行板电容器的四块极板A、B、C、D平行放置(A、B两板充电后与电源断开,C、D两板始终与电源相连),每块极板上各开有一个小孔,四个小孔M、N、P、Q的连线与极板垂直.一个电子以非常小的速度从小孔M进入A、B极板间,在被A、B极板间的电场加速后,从小孔P进入C、D极板间,但未从小孔Q射出.则(  ) A.若将B板向右移动一小段距离,电子不可能从小孔Q射出 B.若将A板向左移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出 C.若将D板向左移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出 D.若将C板向右移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出 解析:电子未从Q射出,根据动能定理知UCD>UBA.将B板右移,由C=知C变小,由C=知,UBA变大,故可能射出,A错误;将A板左移,则同理可知,UBA变大,故可能射出,B正确;不管如何移动C、D两板,UCD不变,故不可能射出,C、D错误. 答案:B 5. 如图所示,在等势面沿竖直方向的匀强电场中,一带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线AB运动,由此可知(  ) A.电场中A点的电势低于B点的电势 B.微粒在A点时的动能大于在B点时的动能,在A点时的电势能小于在B点时的电势能 C.微粒在A点时的动能小于在B点时的动能,在A点时的电势能大于在B点时的电势能 D.微粒在A点时的动能与电势能之和等于在B点时的动能与电势能之和 解析: 一带负电的微粒以一定初速度射入电场,并沿直线AB运动,对其受力分析知其受到的电场力F只能垂直等势面水平向左,电场强度则水平向右,如图所示.所以电场中A点的电势高于B点的电势,A错;微粒从A向B运动,合外力做负功,动能减小,电场力做负功,电势能增加,B对,C错;微粒的动能、重力势能、电势能三种能量的总和保持不变,所以D错. 答案:B 题组3 带电粒子在匀强电场中的偏转运动问题 6. 如图所示,一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体,经同一加速电场加速后,垂直射入同一偏转电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,则它们(  ) A.同时到达屏上同一点  B.先后到达屏上同一点 C.同时到达屏上不同点 D.先后到达屏上不同点 解析:由加速偏转规律可知,粒子打到屏上的位置距屏中心的距离Y=,可知B正确. 答案:B 7. 绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场,其俯视图如图所示,图中xOy所在平面与光滑水平面重合,电场方向与x轴正向平行,电场的半径为R= m,圆心O与坐标系的原点重合,场强E=2 N/C.一带电荷量为q=-1×10-5 C、质量m=1×10-5 kg的粒子,由坐标原点O处以速度v0=1 m/s沿y轴正方向射入电场(重力不计),求: (1)粒子在电场中运动的时间; (2)粒子出射点的位置坐标; (3)粒子射出时具有的动能. 解析:(1)粒子沿x轴负方向做匀加速运动,加速度为a,则有: Eq=ma,x=at2 沿y轴正方向做匀速运动,有 y=v0t x2+y2=R2 解得t=1 s. (2)设粒子射出电场边界的位置坐标为(-x1,y1),则有 x1=at2=1 m,y1=v0t=1 m,即出射点的位置坐标为(-1 m,1 m). (3)射出时由动能定理得 Eqx1=Ek-mv 代入数据解得Ek=2.5×10-5 J. 答案:(1)1 s (2)(-1 m,1 m) (3)2.5×10-5 J 题组4 带电粒子在交变电场中的运动模型 8.(2014·北京市名校联盟)在平行板间加上如图所示周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央.从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,下列选项图中,能定性描述粒子运动的速度图象的是(  ) 解析:粒子在电场中受到电场力作用,F=qE=q,加速度a==,在0~,电压恒定,粒子做匀加速直线 运动,速度时间图象为一条倾斜的直线,选项C、D错.在~T,电压大小不变,方向反向,即加速度大小不变方向反向,开始匀减速,且加速度与之前大小相等,经过相同的时间即速度减小为0,此后再次开始周期向运动,重复在0~T的运动,选项A对B错. 答案:A 9.在两个平行金属板A、B上加如图所示的交变电压,最大电压为u,频率为f,t=0时刻,A板处有一个质量为m,电量为q的E离子从静止开始向B板运动,(重力不计,开始时A板电势较高).为使正离子到达B板时速度最大,A、B板间距离d应满足什么条件? 解析:若离子从A板到B板一直加速运动,则离子速度最大,为qu=mv,vm=;由a=,v=at(t最大为),得vm=,解之可得d≤ .

    • 2018-10-17
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  • ID:6-4883334 2019浙江高考物理一轮复习第6章(静电场)课件和练习(2)附答案

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    第 6 页 共 6 页 2019浙江高考物理一轮复习第6章(静电场)练习(2)及答案 题组1 对电势、场强、电势能关系的理解 1.下列说法中,正确的是(  ) A.电场强度为零的地方,电势一定为零 B.电势为零的地方电场强度不一定为零 C.电场强度相同的地方,电势一定相等 D.电势相等的地方电场强度一定相等 答案:B 2.关于电场力做功与电势差的关系,下列说法正确的是(  ) A.M、N两点间的电势差等于单位电荷从M点移到N点电场力做的功 B.不管是否存在其他力做功,电场力对电荷做多少正功,电荷的电势能就减少多少 C.在两点移动电荷电场力做功为零,则两点一定在同一等势面上,且电荷一定在等势面上移动 D.在两点间移动电荷电场力做功的多少与零电势的选择有关 解析:W=qUAB=q(φA-φB),由此关系式可以得出,当q取单位正电荷时,W=UAB,也就是说“M、N两点间的电势差等于单位正电荷从M点移到N点电场力做的功”,所以A错;不管是否有其他力做功,电场力做多少正功,电荷的电势能就减少多少,B正确;在两点间移动电荷,电场力做功为零,说明了两点间的电势差为零,但移动的路径不能确定,故C错误;两点间的电势差和零电势的选择没有关系,所以在两点间移动电荷,电场力做功的多少和零电势的选择没有关系,D错误. 答案:B 3. 如图所示,有四个等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处.A、B、C、D为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下列说法中正确的是(  ) A.A、B、C、D四个点的电场强度相同 B.O点电场强度等于零 C.将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零 D.将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点,试探电荷具有的电势能增大 解析:由点电荷电场叠加规律以及对称关系可知,A、C两点电场强度相同,B、D两点电场强度相同,选项A错误;O点的电场强度方向向右,不为0,选项B错误;由电场分布和对称关系可知,将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零.将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点,电场力做正功,试探电荷具有的电势能减小,选项C正确,D错误;因此答案选C. 答案:C 题组2 电势的高低、电势能增减的判断 4.将一正电荷从无穷远处移入电场中M点,电势能减少了8.0×10-9 J.若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点,电势能增加了9.0×10-9 J.下列判断正确的是(  ) A.φM<φN<0       B.φN>φM>0 C.φN<φM<0 D.φM>φN>0 解析:取无穷远处电势为0,则正电荷在M点的电势能为-8.0×10-9 J,负电荷在N点的电势能为9.0×10-9 J.由φ=,M、N点的电势φM<0,φN<0,且|φN|>|φM|,即φN<φM<0,故C正确. 答案:C 5. (多选)(2014·广东四校联考)某电场的电场线分布如图所示,将一电荷量q=2×10-9 C的试探电荷由电场中的a点移到b点,电荷克服电场力做功为4×10-8 J,下列说法正确的是(  ) A.a点的场强大于b点的场强 B.试探电荷带正电 C.a点电势高于b点电势 D.a,b两点间的电势差为20 V 解析:电场线的疏密程度表示电场强度的大小,A错误;把试探电荷从a点移到b点,克服电场力做功,说明试探电荷所受的电场力和电场方向相反,试探电荷带负电,B错误;沿电场线的方向电势降低,C正确;因为Uab===20 V,D正确. 答案:CD 题组3 电场中的功能关系 6.(2014·大纲卷)地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场.一质量为1.00×10-4 kg、带电荷量为-1.00×10-7 C的小球从静止释放,在电场区域内下落10.0 m.对此过程,该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2,忽略空气阻力)(  ) A.-1.50×10-4 J和9.95×10-3 J B.1.50×10-4 J和9.95×10-3 J C.-1.50×10-4 J和9.65×10-3 J D.1.50×10-4 J和9.65×10-3 J 解析:在电场区域内下落10.0 m,电场力做功W=qEh=-1.00×10-7 C×150 N/C×10.0 m=-1.50×10-4 J,该小球的电势能增加1.50×10-4 J.由动能定理可知,动能的改变量为W+mgh=-1.50×10-4 J+1.00×10-4 kg×9.80 m/s2×10.0 m=9.65×10-3 J,选项D正确. 答案:D 7. 图中的虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面.两个带电粒子M、N(重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示.已知M是带正电的粒子.则下列说法中正确的是(  ) A.N一定也带正电 B.a点的电势高于b点的电势,a点的场强大于b点的场强 C.带电粒子N的动能减小、电势能增大 D.带电粒子N的动能增大、电势能减小 解析:根据偏转情况得带正电的M粒子向右偏,N粒子向左偏必带负电,故A错;该电场是匀强电场,故B错;两粒子都是电势能减小,动能增大,故C错,D对. 答案:D 8. 如图所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场.现有一个质量m=2.0×10-3 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t-10t2,式中x的单位为m,t的单位为s.不计空气阻力,取g=10 m/s2.求: (1)匀强电场的场强大小和方向; (2)带电物体在0~0.5 s内电势能的变化量. 解析:(1)由x=6.0t-10t2可知,加速度大小a=20 m/s2 根据牛顿第二定律Eq=ma 解得场强E=2.0×104 N/C,方向水平向左 (2)物体在0.5 s内发生的位移为 x=6.0×0.5 m-0.25 m=0.5 m 电场力做负功,电势能增加 ΔEp=qEx=2×10-2 J 答案:(1)2.0×104 N/C,方向水平向左 (2)2×10-2 J

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