2021屆人教版新高三高考物理一輪復(fù)習(xí)題型練習(xí)卷：牛頓運動定律的綜合應(yīng)用

1、牛頓運動定律的綜合應(yīng)用題型一運動狀態(tài)分析1 .物體運動狀態(tài)分析包括受力情況分析，速度、加速度隨時間變化的分析。2 .物體運動性質(zhì)的判斷方法：明確物體的初始運動狀態(tài)；明確物體的受力情況；根據(jù)物體做各種性質(zhì)運動的條件即可判定物體的運動情況、加速度變化情況及速度變化情況。典例1蹦極是一項新興的極限運動，跳躍者把一端固定的長彈T繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下，在彈性繩的作用下反復(fù)下落、彈起。如圖是某次蹦極下落過程的示意圖，0點為彈性繩固定點，也是人的起跳點，A點是彈性繩剛被拉直時人的位置，B點是下落到達(dá)的最低點。下列說法中正確的是()A.0到B過程中人下落至A點時速度最大B.A到B過程中人先加速后

2、減速C.A到B過程中人的加速度一直增大D.人運動至B點時處于平衡狀態(tài)變式1:如圖，一小球從高h(yuǎn)處自由下落進(jìn)入水中，若小球在水中所受阻力為F=kv2,且水足夠深，則()A.h越大,勻速時速度v越大B.小球入水后先做加速度變小的加速運動，后做勻速運動C.小球入水后可能一直做勻速直線運動D.小球在水中開始勻速運動的位置與h無關(guān)題型二運動圖象類型問題1 .圖象的類型(1)已知物體在一過程中所受的某個力隨時間變化的圖線，要求分析物體的運動情況。,要求分析物體的受力情況。(2)已知物體在一運動過程中速度、加速度隨時間變化的圖線2 .問題的實質(zhì),求解這類問題的關(guān)鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象運動圖象問題是

3、力與運動的關(guān)系問題的軸、點、線、截距、斜率、面積六大功能。典例2如圖甲所示，在風(fēng)洞實驗室里，一根足夠長的細(xì)桿與水平面成。=37。角并固定，質(zhì)量為m=1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端。點，今有水平向右的風(fēng)力F作用于小球上,經(jīng)時間11=2s后停止，小球沿細(xì)桿運動的部分v_t圖象如圖乙所示(取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)。試求：(2)桿和球間的動摩擦因數(shù)科及02s內(nèi)風(fēng)對小球作用力F的大小。變式2:如圖甲，一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運動的v-t圖線如圖乙所示。若重力加速度及圖中的Vo,Vi,t1均為已知量，則無法求出()A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與

4、斜面間的動摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度題型三動力學(xué)中的多過程問題物體在外力作用下運動且涉及多個過程的問題，其解題要點為：(1)分析每一個過程的受力及運動情況。(2)注意過程與過程的銜接，關(guān)鍵是速度。典例3如圖所示，傾斜滑雪道AB與CD的傾角分別為。1=30和。2=45,水平滑雪道BC長度L=25m,水平滑雪道與傾斜滑雪道之間均平滑連接。一位質(zhì)量m=60kg的滑雪者從距水平滑道高h(yuǎn)=25m處由靜止開始下滑，經(jīng)過水平滑道后沖上另一傾斜滑道。已知滑雪者與水平滑道BC和傾斜滑道CDB勺動摩擦因數(shù)科=0.2,與傾斜滑道AB的摩擦忽略不計。重力加速度g=10m/s2。求:(計算結(jié)果可用根式表示

5、)(1)滑雪者在滑道AB上運動所用的時間；(2)滑雪者經(jīng)過C點時的速度大??；滑雪者沿傾斜滑道CD上滑的最大距離。變式3:如圖所示,一小轎車從高為10mr傾角為37。的斜坡頂端由靜止開始向下行駛，當(dāng)小轎車到達(dá)底端時進(jìn)入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，發(fā)動機在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2X103N,在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力為1.4X104N,小轎車的質(zhì)量為2t,小轎車與斜坡及水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5(g取10m/s2)。求：(1)小轎車行駛至斜坡底端時的速度大?。?2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時間不能超過多少？題型四牛頓運動定律應(yīng)

6、用中的整體法和隔離法1 .整體法、隔離法當(dāng)問題涉及幾個物體時，我們常常將這幾個物體“隔離”開來，對它們分別進(jìn)彳T受力分析，根據(jù)其運動狀態(tài)，應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件列式求解。特別是問題涉及物體間的相互作用時，隔離法是一種有效的解題方法。而將相互作用的兩個或兩個以上的物體看成一個整體(系統(tǒng))作為研究對象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的方法稱為整體法。2 .選用整體法和隔離法的策略(1)當(dāng)各物體的運動狀態(tài)相同時，宜選用整體法；當(dāng)各物體的運動狀態(tài)不同時，宜選用隔離法。(2)對較復(fù)雜的問題，通常需要變換研究對象，交替應(yīng)用整體法與隔離法求解。典例4如圖所示，在光滑水平面上有甲、乙兩木塊，質(zhì)量分別為m和

7、m2,中間用一原長為L、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接起來，現(xiàn)用一水平力F向左推木塊乙，當(dāng)兩木塊一起勻加速運動時，兩木塊之間的距離是()甲乙A.L+Fm2B.L-Fmmim2km1m2kC.L-Fmm2kD.L+fm!mk變式4:如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m,M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為Ff,若木塊不滑動，力F的最大值是（）A.2FfmMB.2FfmMmC.2FfmM-(m+M)gD.2FfmM+(m+M)gm題型五瞬時性問題1 .牛頓第二定律的瞬時性分析牛頓第二定律瞬時性的“兩種”模型（1）剛性繩（或接觸面）一一不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物

8、體，剪斷（或脫離）后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間。（2）彈簧（或橡皮繩）一一兩端同時連接（或附著）物體的彈簧（或橡皮繩）,特點是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變。2 .求瞬時加速度的方法（1）分析瞬時加速度的關(guān)鍵分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。3 2）一般思路第一步：分析原來物體的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第三步：由牛頓第二定律列方程。第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。典例5（多選）如圖，物塊a,b和c的質(zhì)量相同,a和b,b和c之間用完全相同的輕彈簧Si和&相連，通過

9、系在a上的細(xì)繩懸掛于固定點。整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，將物塊a的加速度記為ai,Si和S2相對原長的伸長分別為Ali和A12,重力加速度大小為g,在剪斷瞬間（）A.ai=3gB.ai=0C.A11=2Al2D.A1產(chǎn)A12變式5:如圖所示，質(zhì)量為m的小球一端用輕質(zhì)細(xì)繩連在豎直墻上，另一端用輕質(zhì)彈簧連在天花板上。輕繩處于水平位置，彈簧與豎直方向夾角為0。已知重力加速度為g,則在剪斷輕繩瞬間小球加速度的大小為（）A.0B.gsin0C.gtan0D.g同步練習(xí)1.（運動狀態(tài)分析）如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到。點并系住質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體可以一直運動

10、到B點。如果物體受到的阻力恒定，則（）*iEL1廠I廠飛?77777777777777777777/7777A0ffA.物體從A到O先加速后減速B.物體從A到。做加速運動，從。到B做減速運動C.物體運動到O點時，所受合力為零D.物體從A到。的過程中，加速度逐漸減小2 .（整體與隔離法）如圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為科的水平地面上做勻減速運動，不計其他外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其他土豆對它的作用力大小應(yīng)該是（）A.mgB.mgC.mg21D.mg123 .（瞬時加速度）“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性極好的橡皮繩。質(zhì)量為m的小明如圖所示靜止

11、懸掛時，兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg,若此時小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時（）A.加速度為零，速度為零B.加速度a=g,沿原斷裂橡皮繩的方向斜向下C.加速度a=g,沿未斷裂橡皮繩的方向斜向上D.加速度a=g,方向豎直向下4 .（運動圖象類問題）如圖甲所示，“:二”形木塊放在光滑水平地面上，木塊水平表面AB粗糙，斜面BC光滑且與水平面夾角。=37。AB和BC接觸處平滑連接，木塊右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個力傳感器，當(dāng)力傳感器受壓時，其示數(shù)為正值；當(dāng)力傳感器被拉時，其示數(shù)為負(fù)值。一個可視為質(zhì)點的滑塊從C點由靜止開始下滑，運動過程中，傳感器記錄到的力和時間的關(guān)系2如圖乙所不。已知sin37=0

12、.6,cos37=0.8,g取10m/s。求：斜面BC的長度；（2）滑塊的質(zhì)量；（3）運動過程中滑塊克服摩擦力做的功。5 .（兩類基本問題）為提高冰球運動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線距離S0和Si（siS0）處分別設(shè)置一個擋板和一面小旗，如圖所示。訓(xùn)練時，讓運動員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以初速度Vo擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時,運動員至少到達(dá)小旗運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時處。假定運動員在滑行過程中做勻加速運動，冰球到達(dá)擋板日的速度為VI。重力加速度大小為g。求麗I/Jf-iI小旗鉆T*nI起碼o運一出(

13、1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)科；(2)滿足訓(xùn)練要求的運動員的最小加速度。牛頓運動定律的綜合應(yīng)用題型一運動狀態(tài)分析1 .物體運動狀態(tài)分析包括受力情況分析，速度、加速度隨時間變化的分析。2 .物體運動性質(zhì)的判斷方法：明確物體的初始運動狀態(tài)；明確物體的受力情況；根據(jù)物體做各種性質(zhì)運動的條件即可判定物體的運動情況、加速度變化情況及速度變化情況。典例1蹦極是一項新興的極限運動，跳躍者把一端固定的長彈T繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下，在彈性繩的作用下反復(fù)下落、彈起。如圖是某次蹦極下落過程的示意圖，0點為彈性繩固定點，也是人的起跳點，A點是彈性繩剛被拉直時人的位置，B點是下落到達(dá)的最低點。下列說法中正

14、確的是（）A.0到B過程中人下落至A點時速度最大B.A到B過程中人先加速后減速C.A到B過程中人的加速度一直增大D.人運動至B點時處于平衡狀態(tài)答案:B變式1:如圖，一小球從高h(yuǎn)處自由下落進(jìn)入水中，若小球在水中所受阻力為F=kv2,且水足夠深，則（C）A.h越大,勻速時速度v越大B.小球入水后先做加速度變小的加速運動，后做勻速運動C.小球入水后可能一直做勻速直線運動D.小球在水中開始勻速運動的位置與h無關(guān)題型二運動圖象類型問題1 .圖象的類型,要求分析物體的運動情況。（1）已知物體在一過程中所受的某個力隨時間變化的圖線,要求分析物體的受力情況。(2)已知物體在一運動過程中速度、加速度隨時間變化的

15、圖線2 .問題的實質(zhì)運動圖象問題是力與運動的關(guān)系問題，求解這類問題的關(guān)鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象的軸、點、線、截距、斜率、面積六大功能。典例2如圖甲所示，在風(fēng)洞實驗室里，一根足夠長的細(xì)桿與水平面成。=37。角并固定，質(zhì)量為m=1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端。點，今有水平向右的風(fēng)力F作用于小球上,經(jīng)時間11=2s后停止，小球沿細(xì)桿運動的部分v_t圖象如圖乙所示(取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)。試求：(2)桿和球間的動摩擦因數(shù)科及02s內(nèi)風(fēng)對小球作用力F的大小。答案:(1)20m/s2,方向沿桿向上100m,方向沿桿向上(2)0.560N變式2:如圖甲，一

16、物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運動的v-t圖線如圖乙所示。若重力加速度及圖中的Vo,v1,t1均為已知量，則無法求出(B)A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度題型三動力學(xué)中的多過程問題物體在外力作用下運動且涉及多個過程的問題，其解題要點為：(1)分析每一個過程的受力及運動情況。(2)注意過程與過程的銜接，關(guān)鍵是速度。典例3如圖所示，傾斜滑雪道AB與CD的傾角分別為。1=30和。2=45,水平滑雪道BC長度L=25m,水平滑雪道與傾斜滑雪道之間均平滑連接。一位質(zhì)量m=60kg的滑雪者從距水平滑道高h(yuǎn)=25m處由靜止開始下滑，經(jīng)過水平滑道后沖

17、上另一傾斜滑道。已知滑雪者與水平滑道2BC和傾斜滑道CDW動摩擦因數(shù)科=0.2,與傾斜滑道AB的摩擦忽略不計。重力加速度g=10m/s。求：(計算結(jié)果可用根式表示)(1)滑雪者在滑道AB上運動所用的時間；(2)滑雪者經(jīng)過C點時的速度大小；滑雪者沿傾斜滑道CD上滑的最大距離。答案:(1)25s(2)20m/s(3)50-2m變式3:如圖所示，一小轎車從高為10n傾角為37。的斜坡頂端由靜止開始向下行駛，當(dāng)小轎車到達(dá)底端時進(jìn)入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，發(fā)動機在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2X103N,在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力為1.4X104N,小轎車的質(zhì)量為2t,小轎

18、車與斜坡及水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5(g取10m/s2)。求：(1)小轎車行駛至斜坡底端時的速度大??；(2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時間不能超過多少？答案:(1)10m/s(2)5s題型四牛頓運動定律應(yīng)用中的整體法和隔離法1 .整體法、隔離法當(dāng)問題涉及幾個物體時，我們常常將這幾個物體“隔離”開來，對它們分別進(jìn)彳T受力分析，根據(jù)其運動狀態(tài)，應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件列式求解。特別是問題涉及物體間的相互作用時，隔離法是一種有效的解題方法。而將相互作用的兩個或兩個以上的物體看成一個整體(系統(tǒng))作為研究對象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的方法稱為整體法。2 .

19、選用整體法和隔離法的策略(1)當(dāng)各物體的運動狀態(tài)相同時，宜選用整體法；當(dāng)各物體的運動狀態(tài)不同時，宜選用隔離法。(2)對較復(fù)雜的問題，通常需要變換研究對象，交替應(yīng)用整體法與隔離法求解。典例4如圖所示，在光滑水平面上有甲、乙兩木塊，質(zhì)量分別為m和m2,中間用一原長為L、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接起來，現(xiàn)用一水平力F向左推木塊乙，當(dāng)兩木塊一起勻加速運動時，兩木塊之間的距離是（）A.L+9m1m2kB.L-Fm1m1m2kC.L-Fmm2kD.L+型mk答案:B變式4:如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m,M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為Ff,若木塊不滑動，力

20、F的最大值是（A）A.2FfmMMB.2FfmMmC.2FfmM-(m+M)gD.2FfmM+(m+M)gm題型五瞬時性問題1 .牛頓第二定律的瞬時性分析牛頓第二定律瞬時性的“兩種”模型（1）剛性繩（或接觸面）一一不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷（或脫離）后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間。（2）彈簧（或橡皮繩）一一兩端同時連接（或附著）物體的彈簧（或橡皮繩）,特點是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變。2 .求瞬時加速度的方法（1）分析瞬時加速度的關(guān)鍵分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。（2）一般

21、思路第一步：分析原來物體的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第三步：由牛頓第二定律列方程。第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。典例5（多選）如圖，物塊a,b和c的質(zhì)量相同,a和b,b和c之間用完全相同的輕彈簧Si和&相連，通過系在a上的細(xì)繩懸掛于固定點。整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，將物塊a的加速度記為ai,Si和S2相對原長的伸長分別為Ali和A12,重力加速度大小為g,在剪斷瞬間（）A.ai=3gB.ai=0C.Ali=2Al2D.Ali=A12答案：AC變式5:如圖所示，質(zhì)量為m的小球一端用輕質(zhì)細(xì)繩連在豎直墻上，另一端用輕質(zhì)彈簧連在天花板上。輕繩處于水平位置，彈簧與

22、豎直方向夾角為0。已知重力加速度為g,則在剪斷輕繩瞬間小球加速度的大小為（C）A.0B.gsin0C.gtan0D同步練習(xí)1 .（運動狀態(tài)分析）如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到。點并系住質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體可以一直運動到B點。如果物體受到的阻力恒定，則（A）A.物體從A到O先加速后減速B.物體從A到。做加速運動，從。到B做減速運動C.物體運動到O點時，所受合力為零D.物體從A到。的過程中，加速度逐漸減小2 .（整體與隔離法）如圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為科的水平地面上做勻減速運動，不計其他外力及空氣阻力，則中間一質(zhì)量為m的土豆A受到其他土豆對它的作用力大小應(yīng)該是（C）A.mgB.mgC