高考物理總復(fù)習(xí)專題三牛頓運(yùn)動(dòng)定律第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用練習(xí)含答案

知識(shí)鞏固練1.(2023年廣州一中質(zhì)檢)如圖所示，我國(guó)自主研制的全世界最大噸位2600t全地面起重機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)160m高度吊重173t(相當(dāng)于100多輛家用汽車加起來(lái)的重量)的極限工況，它轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)可以攜帶的總重達(dá)317t，最高車速可達(dá)10km/h，可以通過(guò)更狹窄、起伏的山地.起重機(jī)()A.相關(guān)參數(shù)中的單位“t”“km/h”“m”，均為國(guó)際單位制的基本單位B.將貨物從地面吊起瞬間，貨物加速度為零C.將貨物吊起全過(guò)程，貨物都處于超重狀態(tài)D.將貨物吊起過(guò)程中，貨物相對(duì)于起重機(jī)車頭是運(yùn)動(dòng)的【答案】D【解析】相關(guān)參數(shù)中的單位“t”“km/h”為國(guó)際單位制的導(dǎo)出單位，“m”為國(guó)際單位制的基本單位，A錯(cuò)誤；將貨物從地面吊起瞬間，貨物加速向上運(yùn)動(dòng)，加速度不為零，B錯(cuò)誤；將貨物吊起全過(guò)程，貨物被吊起時(shí)向上加速處于超重狀態(tài)，達(dá)到某速度后向上減速時(shí)處于失重狀態(tài)，勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；將貨物吊起過(guò)程中，貨物相對(duì)于起重機(jī)車頭位置發(fā)生了變化，故貨物相對(duì)于起重機(jī)車頭是運(yùn)動(dòng)的，D正確.2.a、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，由輕質(zhì)彈簧相連.當(dāng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x1；當(dāng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x2，如圖所示，則()A.x1一定等于x2B.x1一定大于x2C.若m1＞m2，則x1＞x2D.若m1＜m2，則x1＜x2【答案】A【解析】當(dāng)用恒力F豎直向上拉著a時(shí)，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＝m2Fk(m1+m2).當(dāng)沿水平方向拉著a時(shí)，先用整體法，有F＝(m1+m2)a2，再隔離b，有kx2＝m2a2，聯(lián)立得x2＝m3.(2022年浙江卷)如圖所示，魚(yú)兒擺尾擊水躍出水面，吞食荷花花瓣的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.魚(yú)兒吞食花瓣時(shí)魚(yú)兒受力平衡B.魚(yú)兒擺尾出水時(shí)浮力大于重力C.魚(yú)兒擺尾擊水時(shí)受到水的作用力D.研究魚(yú)兒擺尾擊水躍出水面的動(dòng)作可把魚(yú)兒視為質(zhì)點(diǎn)【答案】C4.如圖所示，一同學(xué)用雙手(手未畫(huà)出)水平對(duì)稱地用力將兩長(zhǎng)方體課本夾緊，且同時(shí)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(shū)本A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，用整體法與隔離法可分析出此過(guò)程中，書(shū)A受到書(shū)B(niǎo)施加的摩擦力大小為()A.μF B.2μFC.12m(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(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，用水平恒力F拉動(dòng)小車，(g取10N/kg)下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度aM可能正確的有()A.am＝1m/s2，aM＝1m/s2B.am＝1m/s2，aM＝2m/s2C.am＝2m/s2，aM＝4m/s2D.am＝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(guò)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(jì)定滑輪的質(zhì)量和一切阻力，在箱子加速下落的過(guò)程中，g取10m/s2，下列說(shuō)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(duì)箱子的壓力大小為5ND.輕繩對(duì)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(gè)木塊，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2.分別對(duì)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＞μ2B.m1＞m2，μ1＜μ2C.m1＜m2，μ1＞μ2D.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(guān)系圖像的斜率表示1m，圖像與橫軸交點(diǎn)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(cuò)誤綜合提升練8.(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩個(gè)滑塊放在固定斜面上，中間用一個(gè)輕桿相連，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，它們?cè)谛泵嫔霞铀傧禄?關(guān)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(shè)桿無(wú)彈力，滑塊受重力、支持力和滑動(dòng)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(gè)滑塊加速度相同，說(shuō)明無(wú)相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)，故桿無(wú)彈力，故B錯(cuò)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(cuò)誤.9.(2022年湖南卷)(多選)球形飛行器安裝了可提供任意方向推力的矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，總質(zhì)量為M.飛行器飛行時(shí)受到的空氣阻力大小與其速率平方成正比(即F阻＝kv2，k為常量).當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，飛行器豎直下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其勻速下落的速率為10m/s；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以最大推力推動(dòng)飛行器豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，飛行器勻速向上的速率為5m/s.重力加速度大小為g，不考慮空氣相對(duì)于地面的流動(dòng)及飛行器質(zhì)量的變化，下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)動(dòng)機(jī)的最大推力為1.5MgB.當(dāng)飛行器以5m/s勻速水平飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大小為174C.發(fā)動(dòng)機(jī)以最大推力推動(dòng)飛行器勻速水平飛行時(shí)，飛行器速率為53m/sD.當(dāng)飛行器以5m/s的速率飛行時(shí)，其加速度大小可以達(dá)到3g【答案】BC【解析】飛行器關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，以v1＝10m/s勻速下落時(shí)，有Mg＝kv12＝k×100，飛行器以v2＝5m/s向上勻速時(shí)，設(shè)最大推力為Fm，則Fm＝Mg+kv22＝Mg+k×25，聯(lián)立可得Fm＝1.25Mg，k＝Mg100，A錯(cuò)誤；飛行器以v3＝5m/s勻速水平飛行時(shí)F＝(Mg)2+(kv32)2＝174Mg，B正確；發(fā)動(dòng)機(jī)以最大推力推動(dòng)飛行器勻速水平飛行時(shí)f＝Fm2-(Mg)2＝34Mg＝kv42，解得v4＝53m/s，C正確；當(dāng)飛行器最大推力向下，以10.如圖所示，以恒定速率v1＝0.5m/s運(yùn)行的傳送帶與水平面間的夾角α＝37°，轉(zhuǎn)軸間距L＝4m.工作人員沿傳送方向以速度v2＝1.5m/s從傳送帶頂端推下一件m＝2kg的小包裹(可視為質(zhì)點(diǎn)).小包裹與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8.取重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小包裹相對(duì)傳送帶滑動(dòng)時(shí)加速度a的大??；(2)小包裹在傳送帶上減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和位移s的大小.(3)小包裹與傳送帶之間的摩擦力對(duì)小包裹做的功.解：(1)小包裹的速度v2大于傳動(dòng)帶的速度v1，所以小包裹受到傳送帶的摩擦力沿傳動(dòng)帶向上，受力分析如圖所示.根據(jù)牛頓第二定律可知mgsinα-μmgcosα＝ma，代入數(shù)據(jù)可得a＝-0.4m/s2，所以加速度的大小為0.4m/s2，方向?yàn)檠匦泵嫦蛏?(2)由(1)可知小包裹先在傳動(dòng)帶上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，至速度與v1相同，用時(shí)t＝v1-v2a＝0.5-1.5相應(yīng)的勻減速直線運(yùn)動(dòng)的距離為s＝v2t+at22＝1.5×2.5+(-0.4)×2.5(3)因?yàn)閟＜L，且mgsin