高考物理一輪總復習專題3牛頓運動定律第3講牛頓運動定律的應用課后提能演練

專題三第3講知識鞏固練1．(2021年江蘇七市調(diào)研)很多智能手機都有加速度傳感器，用手托著手機，迅速向下運動，然后停止，手機記錄的加速度a隨時間t變化的圖像如圖所示，則()A．t1時刻手機速度最大 B．t2時刻手機在最低點C．t3時刻手受到的壓力最大 D．t4時刻手受到的壓力最小【答案】C2．a(chǎn)、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，由輕質(zhì)彈簧相連．當用恒力F豎直向上拉著a，使a、b一起向上做勻加速直線運動時，彈簧伸長量為x1；當用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a，使a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運動時，彈簧伸長量為x2，如圖所示，則()A．x1一定等于x2 B．x1一定大于x2C．若m1>m2，則x1>x2 D．若m1<m2，則x1<x2【答案】A【解析】當用恒力F豎直向上拉著a時，先用整體法，有F－(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a1，再隔離b，有kx1－m2g＝m2a1，聯(lián)立得x1＝eq\f(m2F,km1＋m2)．當沿水平方向拉著a時，先用整體法，有F＝(m1＋m2)a2，再隔離b，有kx2＝m2a2，聯(lián)立得x2＝eq\f(m2F,km1＋m2)，故x1＝x2，故A正確．3．如圖所示，質(zhì)量為M的長木板位于光滑水平面上，質(zhì)量為m的物塊靜止在長木板上，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)對物塊m施加水平向右的恒力F，若恒力F超過某一臨界數(shù)值，長木板與物塊將出現(xiàn)相對滑動．已知重力加速度大小為g，物塊與長木板之間的最大靜摩擦力等于兩者之間的滑動摩擦力，則恒力F的臨界數(shù)值為()A．μmg B．μMgC．μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(m,M))) D．μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(M,m)))【答案】C【解析】以物塊m為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律，有F－μmg＝ma1，以長木板M為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律，有μmg＝Ma2，若兩者出現(xiàn)相對滑動應有a1≥a2，聯(lián)立解得F≥μmgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(m,M)))，故C正確．4．如圖所示，一同學用雙手(手未畫出)水平對稱地用力將兩長方體課本夾緊，且同時以加速度a豎直向上勻加速捧起．已知課本A質(zhì)量為m，課本B質(zhì)量為2m，手的作用力大小為F，書本A、B之間動摩擦因數(shù)為μ，用整體法與隔離法可分析出此過程中，書A受到書B施加的摩擦力大小為()A．μF B．2μFC．eq\f(1,2)m(g＋a) D．m(g＋a)【答案】C5．(多選)如圖所示，在光滑平面上有一靜止小車，小車質(zhì)量為M＝5kg，小車上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1kg的木塊，和小車間的動摩擦因數(shù)為μ＝0．2，用水平恒力F拉動小車，(g取10N/kg)下列關于木塊的加速度am和小車的加速度aM可能正確的有()A．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝1m/s2 B．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝2m/s2C．a(chǎn)m＝2m/s2，aM＝4m/s2 D．a(chǎn)m＝3m/s2，aM＝5m/s2【答案】AC6．如圖所示，質(zhì)量為m1＝2kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為M＝5kg的箱子B相連，箱子底板上放一質(zhì)量為m2＝1kg的物體C，不計定滑輪的質(zhì)量和一切阻力，在箱子加速下落的過程中，g取10m/s2，下列說法正確的是()A．物體A處于失重狀態(tài)，加速度大小為10m/s2B．物體A處于超重狀態(tài)，加速度大小為20m/s2C．物體C處于失重狀態(tài)，對箱子的壓力大小為5ND．輕繩對定滑輪的作用力大小為80N【答案】C7．粗糙水平面上放有P、Q兩個木塊，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2．分別對它們施加水平拉力F，它們的加速度a隨拉力F變化的規(guī)律如圖所示．下列判斷正確的是()A．m1＞m2，μ1＞μ2 B．m1＞m2，μ1＜μ2C．m1＜m2，μ1＞μ2 D．m1＜m2，μ1＜μ2【答案】B【解析】根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度a與拉力F變化的規(guī)律，即為F－μmg＝ma，則a與F關系圖像的斜率表示eq\f(1,m)，圖像與橫坐標的含義為摩擦力的大小，因此有m1＞m2，而μ1m1g＜μ2m2g，所以μ1＜μ2，故B正確，A、C、D錯誤．綜合提升練8．(2021年廣東一模)(多選)研究“蹦極”運動時，在運動員身上系好彈性繩并安裝傳感器，可測得運動員豎直下落的距離及其對應的速度大?。鶕?jù)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，得到如圖所示的“速度—位移”圖像．若空氣阻力和彈性繩的重力可以忽略，根據(jù)圖像信息，下列說法正確的有()A．彈性繩原長為15mB．當運動員下降10m時，處于失重狀態(tài)C．當運動員下降15m時，繩的彈性勢能最大D．當運動員下降20m時，其加速度方向豎直向上【答案】BD9．(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩個滑塊放在固定斜面上，中間用一個輕桿相連，A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，它們在斜面上加速下滑．關于桿的受力情況，下列分析正確的是()A．若μ1>μ2，m1＝m2，則桿受到壓力B．若μ1＝μ2，m1>m2，則桿受到拉力C．若μ1<μ2，m1<m2，則桿受到壓力D．若μ1＝μ2，m1≠m2，則桿不受到作用力【答案】AD【解析】假設桿無彈力，滑塊受重力、支持力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有m1gsinθ－μ1m1gcosθ＝m1a1，解得a1＝g(sinθ－μ1cosθ)，同理a2＝g(sinθ－μ2cosθ)，若μ1＞μ2，則a1＜a2，B加速度較大，則桿受到壓力，故A正確；若μ1＝μ2，則a1＝a2，兩個滑塊加速度相同，說明無相對滑動趨勢，故桿無彈力，故B錯誤，D正確；若μ1＜μ2，則a1＞a2，A加速度較大，則桿受到拉力，故C錯誤．10．(多選)如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角θ＝30°，傳送帶兩端A、B間的距離l＝5m，傳送帶在電動機的帶動下以v＝1m/s的速度沿順時針方向勻速運動，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝10kg的小物體(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上的A點，已知小物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),2)，在傳送帶將小物體從A點輸送到B點的過程中(g取10m/s2)()A．小物體在傳送帶上運動的時間為5sB．傳送帶對小物體做的功為255JC．電動機做的功為255JD．小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為15J【答案】BD【解析】物體剛放上A點時，受到的滑動摩擦力沿傳送帶向上，物體做勻加速直線運動，此時a1＝eq\f(μmgcosθ－mgsinθ,m)＝g(μcosθ－sinθ)＝2．5m/s2，假設物體能與皮帶達到相同的速度，則物體加速上滑的位移x1＝eq\f(v2,2a1)＝0．2m<l＝5m，假設成立，物體加速到v＝1m/s，用時t1＝eq\f(v,a1)＝0．4s，因為μmgcosθ>mgsinθ，故之后小物體將向上做勻速運動，運動的時間t2＝eq\f(l－x1,v)＝4．8s，故運動的總時間t＝t1＋t2＝5．2s，故A錯誤；小物體運動到B點的速度為1m/s，從A到B，由動能定理，有W傳－mgLsinθ＝eq\f(1,2)mv2－0，解得W傳＝255J，故B正確；在相對滑動時，s相＝vt1－x1＝0．2m，則物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmgcosθ·s相＝15J，故D正確；由功能關系，可知電動機做的功等于物體增加的機械能和因滑動摩擦而產(chǎn)生的熱量，則W電＝W傳＋Q＝270J，故C錯誤．11．如圖所示，質(zhì)量M＝1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0．1，在木板的左端放置一個質(zhì)量m＝1kg、大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2＝0．4，g取10m/s2，在鐵塊上加一個水平向右的拉力，則：(1)F增大到多少時，鐵塊能在木板上發(fā)生相對滑動？(2)若木板長L＝1m，水平拉力恒為8N，經(jīng)過多長時間鐵塊運動到木板的右端？解：(1)設F＝F1時，鐵塊、木板恰好保持相對靜止，此時兩者的加速度相同，兩者間的靜摩擦力達到最大．對木板，根據(jù)牛頓第二定律，得μ2mg－μ1(m＋M)g＝Ma，解得a＝2m/s2．以鐵塊和木板整