2018屆高考物理第一輪課時(shí)強(qiáng)化練習(xí)題10

課時(shí)強(qiáng)化練(九)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(限時(shí)：40分鐘)A級(jí)跨越本科線1．如圖3-3-12所示是我國(guó)長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景．宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程中均要經(jīng)受超重或失重的考驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96622271】圖3-3-12A．火箭加速上升時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)B．火箭加速上升時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)C．飛船加速下落時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)D．飛船落地前減速時(shí)，宇航員對(duì)座椅的壓力小于其重力B火箭加速上升過(guò)程中加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)，B正確；飛船加速下落時(shí)加速度方向向下，宇航員處于失重狀態(tài)，C錯(cuò)；飛船減速下落，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對(duì)座椅的壓力大于其重力，D錯(cuò)．2．(多選)(2015·江蘇高考)一人乘電梯上樓，在豎直上升過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖3-3-13所示，以豎直向上為a的正方向，則人對(duì)地板的壓力()圖3-3-13A．t＝2s時(shí)最大 B．t＝2s時(shí)最小C．t＝8.5s時(shí)最大 D．t＝8.5s時(shí)最小AD人受重力mg和支持力FN的作用，由牛頓第二定律得FN－mg＝ma.由牛頓第三定律得人對(duì)地板的壓力大小為FN′＝FN＝mg＋ma.當(dāng)t＝2s時(shí)a有最大值，F(xiàn)N′最大；當(dāng)t＝8.5s時(shí)，a有最小值，F(xiàn)N′最小，選項(xiàng)A、D正確．圖3-3-143．如圖3-3-14所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)．小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則在這個(gè)過(guò)程中，木塊受到的摩擦力大小是()A．μmg B.eq\f(MF,M＋m)C．μ(M＋m)g D．maDm與M無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，故a相同．對(duì)m、M整體F＝(M＋m)·a，故a＝eq\f(F,M＋m)，m與整體加速度相同也為a，對(duì)m：f＝ma，即f＝eq\f(mF,M＋m)，故只有D正確．4．(2017·安慶模擬)如圖3-3-15所示，一輕質(zhì)彈簧的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為37°的光滑斜面體頂端，彈簧與斜面平行．在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球始終相對(duì)于斜面靜止．已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則該過(guò)程中彈簧的形變量為(已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96622272】圖3-3-15A.eq\f(mg,5k) B.eq\f(4mg,5k)C.eq\f(5mg,5k) D.eq\f(7mg,5k)A在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧是處于伸長(zhǎng)狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)，無(wú)法直接判斷，此時(shí)可采用假設(shè)法，假設(shè)彈簧處于壓縮狀態(tài)，若求得彈力F為正值，則假設(shè)正確；水平方向上由牛頓第二定律得：FNsinθ＋Fcosθ＝mg①；豎直方向上由受力平衡得：FNcosθ＝mg＋Fsinθ②，①②聯(lián)立得：F＝eq\f(1,5)mg.由胡克定律得F＝kx，x＝eq\f(mg,5k)，故選A.5．如圖3-3-16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f.若木塊不滑動(dòng)，力F的最大值是()圖3-3-16A.eq\f(2fm＋M,M)B.eq\f(2fm＋M,m)C.eq\f(2fm＋M,M)－(m＋M)gD.eq\f(2fm＋M,m)＋(m＋M)gA由題意知當(dāng)M恰好不能脫離夾子時(shí)，M受到的摩擦力最大，F(xiàn)取最大值，設(shè)此時(shí)提升加速度為a，由牛頓第二定律得，對(duì)M有：2f－Mg＝Ma對(duì)m有：F－2f－mg＝ma聯(lián)立①②兩式解得F＝eq\f(2fM＋m,M)，選項(xiàng)A正確．6．如圖3-3-17所示，滑塊A在傾角為30°的斜面上沿斜面下滑的加速度a為2.0m/s2，若在A上放一個(gè)重為10N的物體B，A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在A上加豎直向下大小為10N的恒力F，A沿斜面下滑的加速度為a2，則()圖3-3-17A．a(chǎn)1>2m/s2，a2<2m/s2B．a(chǎn)1＝2m/s2，a2＝2m/s2C．a(chǎn)1<2m/s2，a2<2m/s2D．a(chǎn)1＝2m/s2，a2>2m/s2D依題意有mAgsinθ－μmAgcosθ＝mAa，(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a1，(mAg＋F)sinθ－μ(mAg＋F)cosθ＝mAa2，由以上各式可解得：a1＝2m/s2，a2>2m/s2，即D項(xiàng)正確．7．如圖3-3-18甲所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為m和M(m∶M＝1∶2)的物塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連，兩個(gè)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x1.當(dāng)用同樣大小的力F豎直加速提升兩物塊時(shí)(如圖乙所示)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，則x1∶x2等于()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96622273】圖3-3-18A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．2∶3A水平放置時(shí)，F(xiàn)－μ(m＋M)g＝(M＋m)a1，kx1－μmg＝ma1，可得x1＝eq\f(mF,M＋mk)；豎直放置時(shí)，F(xiàn)－(m＋M)g＝(M＋m)a2，kx2－mg＝ma2，x2＝eq\f(mF,M＋mk)，故x1∶x2＝1∶1，A項(xiàng)正確．8．如圖3-3-19所示，木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變，當(dāng)θ＝30°時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小物塊恰好能沿著木板勻速下滑．若讓該小物塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0＝10m/s的速度沿木板向上運(yùn)動(dòng)，隨著θ的改變，小物塊沿木板滑行的距離s將發(fā)生變化，重力加速度g取10m/s2.(1)求小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)θ角滿足什么條件時(shí)，小物塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值．圖3-3-19【解析】(1)當(dāng)θ＝30°時(shí)，小物塊恰好能沿著木板勻速下滑．mgsinθ＝Ff，F(xiàn)f＝μmgcosθ聯(lián)立解得：μ＝eq\f(\r(3),3).(2)對(duì)于小物塊沿木板向上滑行，由動(dòng)能定理得－mgsinθ·s－μmgcosθ·s＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得s＝eq\f(v\o\al(2,0),2gsinθ＋μcosθ).令a＝sinθ＋μcosθ＝eq\f(2\r(3),3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)sinθ＋\f(1,2)cosθ))＝eq\f(2\r(3),3)·sin(θ＋30°)當(dāng)θ＋30°＝90°時(shí)，a存在最大值am＝eq\f(2\r(3),3).即θ＝60°時(shí)，s最小．對(duì)應(yīng)的最小值s＝eq\f(v\o\al(2,0),2ag)＝eq\f(5\r(3),2)m.【答案】(1)eq\f(\r(3),3)(2)60°eq\f(5\r(3),2)mB級(jí)名校必刷題9.(多選)(2016·江蘇高考)如圖3-3-20所示，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~缸下拉出，魚缸最終沒有滑出桌面．若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，則在上述過(guò)程中()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96622274】圖3320A．桌布對(duì)魚缸摩擦力的方向向左B．魚缸在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的相等C．若貓?jiān)龃罄Γ~缸受到的摩擦力將增大D．若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面BD魚缸相對(duì)于桌布有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故應(yīng)受到向右的摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于魚缸與桌布和桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)相等，魚缸在桌布上運(yùn)動(dòng)和在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小相等，根據(jù)v＝at，魚缸在桌布上和在桌面上的滑動(dòng)時(shí)間相等，選項(xiàng)B正確；魚缸與桌布之間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，貓?jiān)龃罄?，魚缸所受的摩擦力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若貓減小拉力，魚缸可能隨桌布一起運(yùn)動(dòng)，而滑出桌面，選項(xiàng)D正確．10．質(zhì)量為M的光滑圓槽放在光滑水平面上，一水平恒力F作用在其上使得質(zhì)量為m的小球靜止在圓槽上，如圖3-3-21所示，則()圖3-3-21A．小球?qū)A槽的壓力為eq\f(MF,m＋M)B．小球?qū)A槽的壓力為eq\f(mF,m＋M)C．水平恒力F變大后，如果小球仍靜止在圓槽上，小球?qū)A槽的壓力增加D．水平恒力F變大后，如果小球仍靜止在圓槽上，小球?qū)A槽的壓力減小C利用整體法可求得系統(tǒng)的加速度為a＝eq\f(F,M＋m)，對(duì)小球利用牛頓第二定律可得：小球受到圓槽的支持力為eq\r(mg2＋\f(m2F2,M＋m2))，由牛頓第三定律可知只有C選項(xiàng)正確．11．(多選)(2014·江蘇高考)如圖3-3-22所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(1,2)μ.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)對(duì)A施加一水平拉力F，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96622275】圖3-3-22A．當(dāng)F<2μmg時(shí)，A、B都相對(duì)地面靜止B．當(dāng)F＝eq\f(5,2)μmg時(shí)，A的加速度為eq\f(1,3)μgC．當(dāng)F>3μmg時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)D．無(wú)論F為何值，B的加速度不會(huì)超過(guò)eq\f(1,2)μgBCD當(dāng)0<F≤eq\f(3,2)μmg時(shí)，A、B皆靜止；當(dāng)eq\f(3,2)μmg<F≤3μmg時(shí)，A、B相對(duì)靜止，但兩者相對(duì)地面一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F>3μmg時(shí)，A相對(duì)B向右做加速運(yùn)動(dòng)，B相對(duì)地面也向右加速，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；當(dāng)F＝eq\f(5,2)μmg時(shí)，A與B共同的加速度a＝eq\f(F－\f(3,2)μmg,3m)＝eq\f(1,3)μg，選項(xiàng)B正確；F較大時(shí)，取物塊B為研究對(duì)象，物塊B的加速度最大為a2＝eq\f(2μmg－\f(3,2)μmg,m)＝eq\f(1,2)μg，選項(xiàng)D正確．12．(2017·鎮(zhèn)江模擬)如圖3-3-23所示，一輛汽車在平直公路上勻加速行駛，前擋風(fēng)玻璃上距下沿s處有一片質(zhì)量為m的樹葉相對(duì)于玻璃不動(dòng)，擋風(fēng)玻璃可視為傾角θ＝45°的斜面．當(dāng)車速達(dá)到v0時(shí)，樹葉剛要向上滑動(dòng)，汽車立即改做勻速直線運(yùn)動(dòng)，樹葉開始下滑，經(jīng)過(guò)時(shí)間t滑到玻璃的下沿．樹葉在運(yùn)動(dòng)中受到空氣阻力，其大小F＝kv(v為車速，k為常數(shù))，方向與車運(yùn)動(dòng)方向相反．若最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，求：(1)樹葉在玻璃表面運(yùn)動(dòng)的加速度大小a′；(2)樹葉與玻璃表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度大小a.圖3-3-23【解析】(1)根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有s＝eq\f(1,2)a′t2得a′＝eq\f(2s,t2).(2)設(shè)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，樹葉受到擋風(fēng)玻璃的支持力為N，樹葉受到的空氣阻力為F，樹葉受到的滑動(dòng)摩擦力為fF＝kv0f＝μN(yùn)N＝mgcosθ＋Fsinθ由牛頓第二定律，有mgsinθ－f－Fcosθ＝ma′由題意，θ＝45°聯(lián)立解得μ＝eq\f(mg－kv0t2－2\r(2)ms,mg＋kv0t2).(3)設(shè)汽車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，樹葉受到擋風(fēng)玻璃的支持力為N′，樹葉受到的空氣阻力為F′，樹葉受到的最大靜摩擦力為f′f′＝μN(yùn)′F′＝kv0由牛頓第二定律有N′sinθ＋f′cosθ－F′＝maN′cosθ＝f′sinθ＋mg由題意，θ＝45°聯(lián)立并代入μ，得a＝eq\f(mgt2－\r(2)ms,kv0t2＋\r(2)ms)g－eq\f(kv0,m).【答案】(1)eq\f(2s,t2)(2)eq\f(mg－kv0t2－2\r(2)ms,mg＋kv0t2)(3)eq\f(mgt2－\r(2)ms,kv0t2＋\r(2)ms)g－eq\f(