2010-2020年高考物理真题汇编--牛顿第二定律(原稿版+解析版)

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名称 2010-2020年高考物理真题汇编--牛顿第二定律(原稿版+解析版)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2020-07-17 14:03:33

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2010-2020年高考物理真题汇编--牛顿第二定律
一、单选题
1.(2012·海南省高考真题)如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑.在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
试题分析:设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2.根据牛顿第二定律得:mgsinα+μmgcosα=ma1,mgsinβ-μmgcosβ=ma2,得a1=gsinα+μgcosα,a2=gsinβ-μgcosβ,则知a1>a2;而v-t图象的斜率等于加速度,所以上滑段图线的斜率大于下滑段图线的斜率.上滑过程的位移大小较小,而上滑的加速度较大,由x=
at2知,上滑过程时间较短.因上滑过程中,物块做匀减速运动,下滑过程做匀加速直线运动,两段图象都是直线.由于物体克服摩擦力做功,机械能不断减小,所以物体到达c点的速度小于v0.故C正确,ABD错误.故选C
2.(2012·江苏省高考真题)将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
皮球竖直向上抛出,受到重力和向下的空气阻力,根据牛顿第二定律,有:,根据题意,空气阻力的大小与速度的大小成正比,有:,联立解得:
;由于速度不断减小,故加速度不断减小,到最高点速度为零,阻力为零,加速度为g,不为零,故BD均错误;根据,有,由于加速度减小,则也减小,也减小,即a-t图象的斜率不断减小,故A错误,C正确.
3.(2013·全国高考真题)一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图像是
A
B
C
D
【答案】C
【解析】
根据物体受力可知:物体受到拉力、摩擦力、重力和支持力,其中重力和支持力为平衡力,物体所受合力为拉力和摩擦力的矢量和.当时,物块受静摩擦力,物块始终静止,物体所受合力为零,加速度为0;当时,物块受滑动摩擦力且大小不变,合力大于零,物块做加速运动.由牛顿第二定律可得,又,则有,根据图像可知,综上所述,正确答案为C.
4.(2014·山东省高考真题)如图所示,场强大小为E,方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h.质量均为m,带电量分别为+q和-q的两粒子,由a,c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中).不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
两个粒子都做类平抛运动,轨迹相切时,速度方向恰好相反,即在该点,速度方向与水平方向夹角相同,而,两个粒子都做类平抛运动,水平方向:,竖直方向:,由以上各式整理得:,因此B正确,ACD错误.
5.(2015·上海高考真题)如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
鸟沿虚线斜向上加速飞行,加速度沿着虚线向上,故合力F沿着虚线向上;鸟受重力和空气对其作用力,根据三角形定则作图如下,
故选B.
6.(2017·上海高考真题)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上.当火车向右做匀减速运动时,水面形状接近于图
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
当火车向右做匀减速运动时,则加速度向左,根据牛顿定律可知,水面形状接近A所示,故选A.
7.(2013·海南省高考真题)一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是
A.a和v都始终增大
B.a和v都先增大后减小
C.a先增大后减小,v始终增大
D.a和v都先减小后增大
【答案】C
【解析】
由于质点初始处于静止状态,则其所受合力为零.这就相当于受两个等大反向的力:某个力和其余几个力的合力.其中某个力逐渐减小,而其余几个力的合力是不变的,则其合力就在这个力的反方向逐渐增大,这个力再由零增大到原来大小,则合力又会逐渐减小直到变为零,所以合力变化为先增大后减小,故加速度a先增大后减小,因此AD错误;合外力的方式始终与其余几个力的合力保持一致.由牛顿第二定律F合=ma知其加速度先增大后减小.所以从加速变化看只有C项符合,又由于其合外力方向始终不变,则加速度方向始终不变,所以其速度会一直增大.因此B错误,C正确;故选C。
8.(2019·浙江省高考真题)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁)
A.A球将向上运动,B、C球将向下运动
B.A、B球将向上运动,C球不动
C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动
D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动
【答案】D
【解析】
开始时A球下的弹簧被压缩,弹力向上;B球下的弹簧被拉长,弹力向下;将挂吊篮的绳子剪断的瞬时,系统的加速度为g,为完全失重状态,此时水对球的浮力也为零,小球的重力也视为零,则A球将在弹力作用下相对于杯底向上运动,B球将在弹力作用下相对于杯底向下运动,C球相对于杯底不动;故选D.
9.(2018·江苏省高考真题)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置.物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点.在从A到B的过程中,物块
A.加速度逐渐减小
B.经过O点时的速度最大
C.所受弹簧弹力始终做正功
D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
【答案】D
【解析】
由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置,所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间,加速度为零时弹力和摩擦力平衡,所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大,A错误;物体在平衡位置处速度最大,所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置,B错误;从A到O过程中弹力方向与位移方向相同,弹力做正功,从O到B过程中弹力方向与位移方向相反,弹力做负功,C错误;从A到B过程中根据动能定理可得,即,即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功,D正确.
二、多选题
10.(2014·江苏省高考真题)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=时,A的加速度为
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过
【答案】BCD
【解析】
根据题意可知,B与地面间的最大静摩擦力为:fBm=,因此要使B能够相对地面滑动,A对B所施加的摩擦力至少为:fAB=fBm=,A、B间的最大静摩擦力为:fABm=2μmg,因此,根据牛顿第二定律可知当满足:=,且≤fAB<2μmg,即≤F<3μmg时,A、B将一起向右加速滑动,故选项A错误;当F≥3μmg时,A、B将以不同的加速度向右滑动,根据牛顿第二定律有:F-2μmg=2maA,2μmg-=maB,解得:aA=-μg,aB=,故选项C、D正确;当F=时,对A和B整体受力分析有,
,解得aA=aB=,故选项B正确.
11.(2015·海南省高考真题)如图所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2,重力加速度大小为g,在剪断瞬间
A.a1=3g
B.a1=0
C.△l1=2△l2
D.△l1=△l2
【答案】AC
【解析】
设物体的质量为m,剪断细绳的瞬间,绳子的拉力消失,弹簧还没有来得及改变,所以剪断细绳的瞬间a受到重力和弹簧的拉力,剪断前对bc和弹簧组成的整体分析可知,故a受到的合力,故加速度,A正确,B错误;设弹簧的拉力为,则,根据胡克定律可得,C正确,D错误.
12.(2015·海南省高考真题)如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物体,开始时升降机做匀速运动,物块相对斜面匀速下滑,当升降机加速上升时
A.物块与斜面间的摩擦力减小
B.物块与斜面间的正压力增大
C.物块相对于斜面减速下滑
D.物块相对于斜面匀速下滑
【答案】BD
【解析】
当升降机加速上升时,物体有竖直向上的加速度,则物块与斜面间的正压力增大,根据滑动摩擦力公式可知接触面间的正压力增大,物体与斜面间的摩擦力增大,故A错误,B正确;设斜面的倾角为,物体的质量为m,当匀速运动时有,即,假设物体以加速度a向上运动时,有,,因为,所以,故物体仍做匀速下滑运动,C错误,D正确.
三、实验题
13.(2020·山东省高考真题)2020年5月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:
(i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。
(ii)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(iii)该同学选取部分实验数据,画出了-t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6
m/s2。
(iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
(1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为_____m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点,利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为_____m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为_____
m/s2。(结果保留2位有效数字,sin37°=
0.60,cos37°=0.80)
【答案】0.32或0.33
3.1
9.4
【解析】
(1)[1][2]根据可得
则由图像可知

v0=0.33m/s
(2)[3]由牛顿第二定律可知

当θ=53°时a=5.6m/s2,即
当θ=37°时a=3.0m/s2,即
联立解得
g=9.4m/s2
四、解答题
14.(2020·全国高考真题)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度,已知飞机质量为时,起飞离地速度为66
m/s;装载货物后质量为,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1
521
m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
【答案】(1);(2)2m/s2,
【解析】
(1)空载起飞时,升力正好等于重力:
满载起飞时,升力正好等于重力:
由上两式解得:
(2)满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动,所以
解得:
由加速的定义式变形得:
解得:
15.(2013·福建省高考真题)质量为M、长为的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软绳,绳上套着一质量为m的小铁环.已知重力加速度为g,不计空气影响.
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小;
(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示.
①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?
【答案】(1)(1)①②,方向与水平方向成α=60°斜向上
【解析】
正确受力分析,由平衡条件和牛顿第二定律求解.
(1)如图,设平衡时,绳中拉力为FT,有
2FTcos
θ-mg=0①
由图知
cos
θ=②
由①②式解得
FT=mg.③
(2)①此时,对小铁环受力分析如图,有
FT′sin
θ′=ma④
FT+FT′cos
θ′-mg=0⑤
由图知θ′=60°,代入④⑤式解得
a=g.⑥
②如图,设外力F与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有
Fcos
α=(M+m)a⑦
Fsin
α-(M+m)g=0⑧
由⑥⑦⑧式解得
F=(M+m)g
tan
α=(或α=60°)
16.(2012·重庆高考真题)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为S.比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如题25图所示.设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.
【答案】(1)tanθ0(2)tanθ=+tanθ0(3)a’t2≤r
【解析】
(1)在匀速运动阶段,有mgtanθ0=kv0,
解得:k=tanθ0.
(2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N’,有N’sinθ-kv=ma,
N’cosθ=mg
联立解得:tanθ=+tanθ0.
(3)以v0做匀速直线运动时,设空气阻力与重力的合力为F,有
F=.
球拍倾角为θ0+β时,空气阻力与重力的合力不变,设球沿球拍面下滑的加速度大小为a’,有
Fsinβ=ma’,
设匀速跑阶段所用时间为t,有:t=-,
球不从球拍上掉落的条件为a’t2≤r.
解得sinβ≤cosθ0.
17.(2014·山东省高考真题)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m.减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s2.求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
(1)设减速过程中,汽车加速度的大小为a,运动时间为t,
由题可知初速度,末速度,位移
由运动学公式得:①

由①②式代入数据得


(2)设志愿者饮酒后反应时间的增加量为,由运动学公式得


联立⑤⑥式代入数据得

(3)设志愿者力所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作用力的大小为,志愿者的质量为m,由牛顿第二定律得

由平行四边形定则得

联立③⑧⑨式,代入数据得

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精品试卷·第
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2010-2020年高考物理真题汇编--牛顿第二定律
一、单选题
1.(2012·海南省高考真题)如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑.在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是
B.
C.
D.
2.(2012·江苏省高考真题)将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是
A.
B.
C.
D.
3.(2013·全国高考真题)一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图像是
A
B
C
D
4.(2014·山东省高考真题)如图所示,场强大小为E,方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h.质量均为m,带电量分别为+q和-q的两粒子,由a,c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中).不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于
A.
B.
C.
D.
5.(2015·上海高考真题)如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是
A.
B.
C.
D.
6.(2017·上海高考真题)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上.当火车向右做匀减速运动时,水面形状接近于图
A.
B.
C.
D.
7.(2013·海南省高考真题)一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是
A.a和v都始终增大
B.a和v都先增大后减小
C.a先增大后减小,v始终增大
D.a和v都先减小后增大
8.(2019·浙江省高考真题)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁)
A.A球将向上运动,B、C球将向下运动
B.A、B球将向上运动,C球不动
C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动
D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动
9.(2018·江苏省高考真题)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置.物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点.在从A到B的过程中,物块
A.加速度逐渐减小
B.经过O点时的速度最大
C.所受弹簧弹力始终做正功
D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
二、多选题
10.(2014·江苏省高考真题)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=时,A的加速度为
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过
11.(2015·海南省高考真题)如图所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2,重力加速度大小为g,在剪断瞬间
A.a1=3g
B.a1=0
C.△l1=2△l2
D.△l1=△l2
12.(2015·海南省高考真题)如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物体,开始时升降机做匀速运动,物块相对斜面匀速下滑,当升降机加速上升时
A.物块与斜面间的摩擦力减小
B.物块与斜面间的正压力增大
C.物块相对于斜面减速下滑
D.物块相对于斜面匀速下滑
三、实验题
13.(2020·山东省高考真题)2020年5月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:
(i)如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为53°,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。
(ii)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(iii)该同学选取部分实验数据,画出了-t图像,利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6
m/s2。
(iv)再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
(1)当木板的倾角为37°时,所绘图像如图乙所示。由图像可得,物块过测量参考点时速度的大小为_____m/s;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点,利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为_____m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(2)根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为_____
m/s2。(结果保留2位有效数字,sin37°=
0.60,cos37°=0.80)
四、解答题
14.(2020·全国高考真题)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度,已知飞机质量为时,起飞离地速度为66
m/s;装载货物后质量为,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1
521
m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
15.(2013·福建省高考真题)质量为M、长为的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软绳,绳上套着一质量为m的小铁环.已知重力加速度为g,不计空气影响.
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小;
(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示.
①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?
16.(2012·重庆高考真题)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为S.比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如题25图所示.设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.
17.(2014·山东省高考真题)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m.减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10m/s2.求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.
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精品试卷·第
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