2019屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)第3章第3講專題三牛頓運(yùn)動定律綜合應(yīng)用精練

牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用精練◎基礎(chǔ)穩(wěn)固練1．(多項(xiàng)選擇)以下對于超重、失重現(xiàn)象的描繪，正確的選項(xiàng)是( )A．列車在水平軌道上加快行駛，列車上的人處于超重狀態(tài)B．電梯正在減速降落，人在電梯中處于超重狀態(tài)C．蹦床運(yùn)動員在空中上漲階段處于失重狀態(tài)，著落階段處于超重狀態(tài)D．“神舟十一號”飛船在豎直向上加快升空的過程中，飛船里的宇航員處于超重狀態(tài)分析：列車在水平軌道上加快行駛時，列車上的人在豎直方向上均衡，既不失重也不超重，A錯誤；電梯正在減速降落，加快度方向豎直向上，電梯里的人為超重狀態(tài)，B正確；運(yùn)動員在空中上漲和著落階段加快度都豎直向下，為失重狀態(tài)，C錯誤；飛船加快升空的過程中，加快度向上，飛船中的宇航員處于超重狀態(tài)，D正確。答案：BD2．(多項(xiàng)選擇)某人乘電梯從24樓到1樓的v-t圖象如下圖，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．0～4sB．4～16s

內(nèi)人做勻加快直線運(yùn)動，加快度為內(nèi)人做勻速直線運(yùn)動，速度保持

1m/s4m/s

2不變，處于完整失重狀態(tài)C．16～24sD．0～24s

內(nèi)，人做勻減速直線運(yùn)動，速度由內(nèi)，這人經(jīng)過的位移為72m

4m/s

減至

0，處于失重狀態(tài)分析：

0～4s

內(nèi)，v

-t

圖線是一條傾斜直線，且

a＝

v＝1m/st

2，A

對；4～16s內(nèi)，a＝0，不是完整失重狀態(tài)，B錯；16～24s內(nèi)，電梯減速降落，a向上，處于超重狀態(tài)，1C錯；0～24s

內(nèi)，位移大小等于圖線與橫軸圍成的面積數(shù)值，故

x＝2×(24＋12)×4m＝m，D對。答案：AD3．物體、B放在圓滑的水平川面上，其質(zhì)量之比A∶B＝2∶1。現(xiàn)用水平3N的拉力Amm作用在物體A上，如下圖，則A對B的拉力等于()A．1N

B．1.5NC．2N

D．3N分析：設(shè)B物體的質(zhì)量為m，A對B的拉力為F，對A、B整體，依據(jù)牛頓第二定律：a＝3，對B有F＝ma，因此F＝1N。m＋2m答案：A4．質(zhì)量為0.8kg的物體在一水平面上運(yùn)動，如圖a、b分別表示物體遇到水平拉力作用和不受拉力作用的v-t圖象，則拉力與摩擦力之比為( )A．9∶8B．3∶2C．2∶1D．4∶3分析：由v-t圖象知，圖線a為僅受摩擦力的運(yùn)動，加快度大小a＝1.5m/s21線b為受水平拉力和摩擦力的運(yùn)動，加快度大小a2＝0.75m/s2。列方程ma1＝Ff，ma2＝F－3Ff，解得，F(xiàn)f＝2。答案：B5.如下圖，質(zhì)量都為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，用大小等于mg的恒力F向上拉，運(yùn)動距離h時B與A分別。則以下說法中正確的選項(xiàng)是()BA．B和A剛分別時，彈簧為原長B．B和A剛分別時，它們的加快度為gC．彈簧的勁度系數(shù)等于mghD．在B與A分別以前，它們做勻加快運(yùn)動分析：在施加外力F前，對A、B整體受力剖析可得2mg＝kx，A、B兩物體分別時，1B物體受力均衡，二者加快度恰巧為零，選項(xiàng)A、B錯誤；對物體，＝kx2，因?yàn)閤1－2Amgxmg＝h，因此彈簧的勁度系數(shù)為k＝h，選項(xiàng)C正確；在B與A分別以前，因?yàn)閺椈蓮椓u漸減小，它們的加快度漸漸減小，選項(xiàng)D錯誤。答案：C6.(2018·福建福州質(zhì)檢)傾角為θ＝45°、表面面圓滑的楔形滑塊M放在水平面AB上，滑塊

M的頂端

O處固定一細(xì)線，細(xì)線的另一端拴一小球，

已知小球的質(zhì)量為

m＝

5kg，當(dāng)滑5塊M以

a＝2g的加快度向右運(yùn)動時，則細(xì)線拉力的大小為

(取g＝10m/s2)(

)A．10N

B．5NC.5N

D．

10N分析：

當(dāng)滑塊向右運(yùn)動的加快度為某一臨界值時，

斜面對小球的支持力恰巧為零，

此時小球遇到兩個力：重力和線的拉力(如圖1所示)，依據(jù)牛頓第二定律，有：FTcosθ＝ma0FTsinθ－mg＝0此中θ＝45°解得a0＝g則知當(dāng)滑塊向右運(yùn)動的加快度a＝2時，小球已“飄”起來了，此時小球受力如圖2g所示，則有Tα＝m·2gF′cos′sinα－＝0Fmg5解得FT′＝5mg＝5×5×10N＝10N。應(yīng)選項(xiàng)A正確。答案：A◎能力提高練7．(2018·河北冀州2月模擬)如圖甲所示，粗拙斜面與水平面的夾角為30°，質(zhì)量為3kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止從A點(diǎn)在一沿斜面向上的恒定推力作用下運(yùn)動，作用一段時間后撤去該推力，小物塊能抵達(dá)的最高地點(diǎn)為C點(diǎn)，小物塊上滑過程中v-t圖象如圖乙所示。設(shè)A點(diǎn)為零重力勢能參照點(diǎn)，g取10m/s2，則以下說法正確的選項(xiàng)是()A．小物塊最大重力勢能為54JB．小物塊加快時的均勻速度與減速時的均勻速度大小之比為3∶1C．小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為D．推力F的大小為40N

32分析：由乙圖可知物塊沿斜面向上滑行的距離1x＝×3×1.2m＝1.8m，上漲的最大2高度＝sin30°＝0.9m，故物塊的最大重力勢能pm＝＝27J，則A項(xiàng)錯。由圖乙可hxEmgh知物塊加快與減速階段均為勻變速運(yùn)動，則由勻變速直線運(yùn)動的均勻速度公式v＝v0＋v，2可知小物塊加快時的均勻速度與減速時的均勻速度大小之比為1∶1，則B項(xiàng)錯。由乙圖可知減速上漲時加快度大小a2＝10m/s2，由牛頓第二定律有mgsin30°＋μmgcos30°＝ma2，3a1102得μ＝3，則C項(xiàng)錯。由乙圖可知加快上漲時加快度大?。?m/s，由牛頓第二定律有F－mgsin30°－μmgcos30°＝ma1，得F＝40N，則D項(xiàng)正確。答案：D8．(多項(xiàng)選擇)(2018·廣東深圳一模)如圖甲所示，質(zhì)量m＝1kg、初速度v0＝6m/s的物塊受水平向左的恒力F作用，在粗拙的水平川面上從O點(diǎn)開始向右運(yùn)動，O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，整個運(yùn)動過程中物塊速率的二次方隨地點(diǎn)坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10m/s2，下列說法中正確的選項(xiàng)是( )A．t＝2s時物塊速度為零B．t＝3s時物塊回到O點(diǎn)C．恒力F大小為2ND．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1分析：經(jīng)過題圖可知，物塊在恒力F作用下先做勻減速直線運(yùn)動，而后反向做勻加快直線運(yùn)動，依據(jù)圖線求出做勻加快直線運(yùn)動和勻減速直線運(yùn)動的加快度大小，聯(lián)合牛頓第二a1＝v2定律求出恒力F和摩擦力的大小。物體做勻減速直線運(yùn)動的加快度大小為0＝3m/s2，2x1v0物塊做勻減速直線運(yùn)動的時間為t1＝a1＝2s，故A正確；物體做勻加快直線運(yùn)動的加快度v′222x1大小為a2＝2x2＝1m/s，反向加快到出發(fā)點(diǎn)的時間t′＝a2＝23s，故B錯誤；依據(jù)牛頓第二定律得F＋Ff＝ma1，F(xiàn)－Ff＝ma2，聯(lián)立兩式解得F＝2N，F(xiàn)f＝1N，則動摩擦因數(shù)為Ffμ＝＝0.1，故C、D正確。mg答案：ACD9.如下圖，粗拙的地面上放著一個質(zhì)量M＝1.5kg的斜面，斜面部分圓滑，底面與地面的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，傾角θ＝37°，在固定在斜面的擋板上用輕質(zhì)彈簧連結(jié)一質(zhì)量m＝0.5kg的小球，彈簧勁度系數(shù)k＝200N/m，現(xiàn)給斜面施加一水平向右的恒力，使整體向F右以a＝1m/s2的加快度勻加快運(yùn)動。(已知sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求F的大??；求出彈簧的形變量及斜面對小球的支持力大小。分析：(1)整體以a勻加快向右運(yùn)動，對整體應(yīng)用牛頓第二定律：F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a得F＝6N設(shè)彈簧的形變量為x，斜面對小球的支持力為FN對小球受力剖析：在水平方向：kxcosθ－FNsinθ＝ma在豎直方向：kxsinθ＋FNcosθ＝mg解得：x＝0.017mFN＝3.7N。答案：

(1)6N

(2)0.017m

3.7N10．如圖甲所示，為一傾角

θ＝37°的足夠長斜面，將一質(zhì)量為

m＝1kg

的物體無初速度在斜面上開釋，同時施加一沿斜面向上的拉力，

拉力隨時間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)

μ＝0.25，取

g＝10m/s

2，sin37

°＝

0.6，cos37°＝

0.8，求：(1)2s末物體的速度；前16s內(nèi)物體發(fā)生的位移。分析：(1)對物體剖析可知，其在前2s內(nèi)沿斜面向下做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動，由牛頓第二定律可得mgsinθ－F1－μmgcosθ＝ma1v1＝a1t1代入數(shù)據(jù)可得a1＝2.5m/s2。方向沿斜面向下v1＝5m/s，方向沿斜面向下。(2)物體在前

2s

內(nèi)發(fā)生的位移為

x1，則12x1＝2a1t1＝5m，方向沿斜面向下當(dāng)拉力為F2＝4.5N時，由牛頓第二定律可得F2＋μmgcosθ－mgsinθ＝ma2代入數(shù)據(jù)可得a2＝0.