2019年高考物理一轮总复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课时提能演练 新人教版.doc

2019年高考物理一轮总复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课时提能演练 新人教版一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有一个选项正确)1.(xx海淀区模拟)如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B.上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力【解析】选A。把容器B竖直上抛,物体A和容器B都处于完全失重状态,在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零,选项A正确。2.如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M(mM=12)的物块A、B用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同。当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1。当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示),弹簧的伸长量为x2,则x1x2等于()A.11B.12C.21D.23【解析】选A。水平放置时,F-(m+M)g=(M+m)a1,kx1-mg=ma1,可得x1=;竖直放置时:F-(m+M)g=(M+m)a2,kx2-mg=ma2,解得x2=,故x1x2=11,A正确。【变式备选】如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,弹簧劲度系数为k,原长为L0。用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧长度为L1;若将A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做匀加速直线运动,此时弹簧长度为L2。若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是()A.L2L1C.L2=L1D.由于A、B质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系【解析】选C。水平面光滑时,对A、B整体由牛顿第二定律F=(mA+mB)a,对B由牛顿第二定律得k(L1-L0)=mBa,解得L1=+L0。水平面粗糙时,对A、B整体由牛顿第二定律F-(mA+mB)g=(mA+mB)a,对B由牛顿第二定律得k(L2-L0)-mBg=mBa,解得L2=+L0,故L1=L2,选项C正确。3.(xx漳州模拟)如图所示,一根轻绳跨过光滑定滑轮,两端分别系一个质量为m1、m2的物块。m1放在地面上,m2离地面有一定高度。当m2的质量发生改变时,m1的加速度a的大小也将随之改变。以下的四个图像,最能准确反映a与m2间的关系的是()【解析】选D。当m2m1时,系统静止,a=0,当m2m1时,对整体有m2g-m1g=(m1+m2)a,即a=g-g,可见m2趋近于无穷大时,a趋近于g,选项D正确。4.电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动(如图所示),以下说法正确的是(g取10m/s2)()A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为4 m/s2B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为4 m/s2C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2 m/s2D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2 m/s2【解析】选C。电梯匀速运动时,对重物由平衡条件得mg=F,m=1kg,当弹簧测力计的示数变为8N时,对重物由牛顿第二定律得mg-F=ma,得a=2m/s2,加速度方向向下,其运动情况可能向上减速或向下加速,故只有C正确。【总结提升】巧用超重、失重观点解题当物体的加速度不在竖直方向上,而具有向上的分量a上或者具有向下的分量a下,则物体的视重与实重的关系为:(1)超重时:F视=mg+ma上,视重等于实重加上ma上,视重比实重大ma上。(2)失重时:F视=mg-ma下,视重等于实重减去ma下,视重比实重“失去”了ma下。5.如图所示,A、B两物体质量为m1和m2,叠放于光滑水平面上,现用水平拉力拉A时,A、B一起运动的最大加速度为a1,若改用水平拉力拉B时,A、B一起运动的最大加速度为a2,则a1a2为()A.11B.m1m2C.m2m1D.【解析】选B。拉A时隔离B有fm=m2a1,拉B时隔离A有fm=m1a2,故a1a2=m1m2,选项B正确。6.原来静止的物体受到外力F的作用,如图所示为力F随时间变化的图线,则与F-t图像对应的v-t图像是()【解析】选B。由F-t图像可知,在0t内物体的加速度a1=,做匀加速直线运动;在t2t内物体的加速度a2=,但方向与a1反向,做匀减速运动,故选项B正确。7.(xx厦门模拟)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在粗糙的水平传送带上,物体距传送带左端的距离为L。当传送带分别以v1、v2的速度逆时针转动(v1v2),稳定时绳与水平方向的夹角为,绳中的拉力分别为F1、F2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是()A.F1,则物体在传送带上先加速再匀速到达左端,在速度小的传送带上需要的时间更长,t1t2,选项C、D错误。二、非选择题(本大题共3小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)8.(14分)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。重力加速度g=10m/s2。求:(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小;(2)物块在36s中的加速度大小;(3)物块与地面间的动摩擦因数。【解析】(1)由v-t图像可知,物块在69s内做匀速直线运动,由F-t图像知,69s的推力F3=4N(2分)由平衡条件得:f=F3=4N(2分)(2)由v-t图像可知,36s内物块做匀加速直线运动,则:a=(3分)解得:a=2m/s2(1分)(3)在36s内,由牛顿第二定律得:F2-f=ma(2分)解得:m=1kg(1分)又有:f=N=mg(2分)解得:=0.4(1分)答案:(1)4N(2)2m/s2(3)0.49.(14分)如图所示,一个载货小车总质量为50kg,静止在水平地面上,现用大小为300N,跟水平方向成30角斜向上的拉力拉动货车,做匀加速运动,4s后撤去拉力,再经5s车的速度多大?货车运动的总位移是多少?(已知=0.1,g=10m/s2)【解析】在撤去外力前,对货车由牛顿第二定律得:Fcos30-(Mg-Fsin30)=Ma1(3分)4s后货车的速度:v1=a1t1(2分)解得:v1=18m/s(1分)撤去外力后,对货车由牛顿第二定律得:Mg=Ma2(2分)再经5s货车的速度:v2=v1-a2t2(2分)解得:v2=13m/s(1分)货车的位移:s=a1+v1t2-a2=113.5m(3分)答案:13m/s113.5m10.(能力挑战题)(16分)在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的某一高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为=0.50,斜坡的倾角=37。斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计。(g取10m/s2)试求:(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?(2)若出于场地的限制,水平滑道的最大距离为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37=0.6,cos37=0.8)【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)明确滑板的运动情况和受力情况,由牛顿第二定律列方程。(2)明确滑块在AB段和BC段运动的速度关系,由运动学公式列方程。【解析】(1)设滑板在斜坡上下滑时的加速度为a1,由牛顿第二定律得:mgsin37-f=ma1(2分)N-mgcos37=0(2分)又有:f=N(1分)解得:a1=2m/s2(1分)(2)设滑板在水平滑道上滑动时的加速度为a2,由牛顿第二定律得:mg=ma2(2分)解得:a2=5m/s2(1分)又:=2a2L(3分)解得:vB=10m/s(1分)故:sAB=50m(3分)答案:(1)2m/s2(2)50m