2020版高考物理一轮复习 分层规范快练9 牛顿运动定律的综合应用 新人教版.doc

分层规范快练(九)牛顿运动定律的综合应用 双基过关练1.(多选)有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下下列说法中正确的是()A座舱自由下落的过程中人处于失重状态B座舱自由下落的过程中人处于超重状态C座舱减速下落的过程中人处于失重状态D座舱减速下落的过程中人处于超重状态解析：自由下落时只受重力，加速度向下，失重；减速下落，加速度向上，超重答案：AD2如图所示，台秤上放一个装有水的容器，有一个金属球挂在弹簧测力计下面，现将金属球浸没在水中，比较在金属球浸入水中前、后的情况()A弹簧测力计的示数减小，台秤的示数不变B弹簧测力计的示数不变，台秤的示数增加C弹簧测力计的示数减小，台秤的示数增大，且减少的示数等于增加的示数D弹簧测力计的示数增大，台秤的示数减小，且增加的示数等于减少的示数解析：当金属球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故弹簧测力计的示数减小；由牛顿第三定律，在水对球有向上的浮力的同时，金属球对水有向下的作用力，这两个力大小相等，方向相反，故使得台秤的示数增大，且弹簧秤减少的示数等于台秤增加的示数，选项C正确答案：C32018重庆卷，5若货物随升降机运动的vt图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是()解析：根据题图可知，对于时间轴下面的图象，电梯先向下做匀加速运动，再匀速，后匀减速运动，则根据牛顿第二定律可知，货物随电梯先失重、再处于平衡状态，后超重，则支持力先小于重力、再等于重力、后大于重力；对于时间轴上面的图象，电梯向上先做匀加速运动、再匀速、后匀减速运动时，同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力，选项B正确答案：B4.如图，在光滑的水平支持面上，物块C叠放于物体B上，B的上表面水平，用轻绳将物块B与物块A相连，A、B、C的质量分别为2m、m、m，B、C间动摩擦因数为，对A施加一大小为F的水平恒力，A、B、C相对静止一同做匀加速直线运动，B对C的摩擦力的大小为()AmgBFCF/2 DF/4解析：将三者看作一个整体，根据牛顿第二定律：对整体有F(2mmm)a，解得a，对C分析，在水平方向上C受到B给的静摩擦力，所以根据牛顿第二定律可得Ffma，故D正确答案：D52019哈尔滨一模水平方向的传送带，顺时针转动，传送带速度大小v2 m/s不变，两端A、B间距离为3 m一物块从B端以v04 m/s滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数0.4，g取10 m/s2.物块从滑上传送带至离开传送带的过程中，速度随时间变化的图象是()解析：物块在传送带上与传送带相对滑动时，加速度为ag4 m/s2，则当物块减速为0时，位移x2 m3 m，所以物块没有从A端掉下，会反向运动，加速度大小不变，当物块与传送带共速之后，随传送带一起匀速，故B正确答案：B62019安徽芜湖、马鞍山质检两物体A、B并排放在水平地面上，且两物体接触面为竖直面，现用一水平推力F作用在物体A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在A、B的速度达到6 m/s时，撤去推力F.已知A、B质量分别为mA1 kg、mB3 kg，A与地面间的动摩擦因数0.3，B与地面间没有摩擦，B物体运动的vt图象如图乙所示g取10 m/s2，求：(1)推力F的大小(2)A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离解析：(1)在水平推力F作用下，设物体A、B一起做匀加速运动的加速度为a，由B物体的vt图象得a3 m/s2.对于A、B整体，由牛顿第二定律得FmAg(mAmB)a解得F15 N.(2)设物体A匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物体分离，A在摩擦力作用下做匀减速直线运动，B做匀速运动，对于A物体有mAgmAaA，aAg3 m/s2，vtv0aAt0，解得t2 s，物体A的位移为xAt6 m，物体B的位移为xBv0t12 m，所以A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离为xxBxA6 m.答案：(1)15 N(2)6 m技能提升练72019黄冈质检如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，物块又通过轻细线悬吊着一个小球，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而物块、小球均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为.若小车的加速度逐渐增加，物块始终和小车保持相对静止，则当加速度增加到2a时()A横杆对物块的摩擦力增加到原来的2倍B横杆对物块的弹力增加到原来的2倍C细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D细线的拉力增加到原来的2倍解析：对小球和物块组成的整体，分析受力如图甲所示，根据牛顿第二定律得，水平方向有Ff(Mm)a，竖直方向有FN(Mm)g，则当加速度增加到2a时，横杆对物块的摩擦力Ff增加到原来的2倍，横杆对物块的弹力等于物块、小球的总重力，保持不变，故A正确，B错误以小球为研究对象，分析受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律得mgtanma，解得tan，当a增加到原来的两倍时，tan变为原来的两倍，但不是原来的两倍细线的拉力FT，可见，a变为原来的两倍，FT不是原来的两倍，故C、D错误答案：A8.如图所示，质量M8 kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力F8 N，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m2 kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数0.2，小车足够长(g10 m/s2)求：(1)放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大(2)经多长时间两者达到相同的速度(3)从小物块放上小车开始，经过t1.5 s小物块通过的位移大小为多少解析：(1)小物块的加速度am2 m/s2小车的加速度aM0.5 m/s2.(2)由amtv0aMt得t1 s.(3)在开始1 s内小物块的位移x1amt21 m最大速度vat2 m/s在接下来的0.5 s内小物块与小车相对静止，一起做加速运动，且加速度a0.8 m/s2这0.5 s内的位移x2vtat21.1 m通过的总位移xx1x22.1 m.答案：(1)2 m/s20.5 m/s2(2)1 s(3)2.1 m9如图所示，一质量m0.4 kg的小物块，以v02 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t2 s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L10 m已知斜面倾角30，物块与斜面之间的动摩擦因数.重力加速度g取10 m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？解析：(1)设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得Lv0tat2vv0at联立式，代入数据得a3 m/s2v8 m/s(2)设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得FcosmgsinFfmaFsinFNmgcos0又FfFN联立式得F由数学知识得cossinsin(60)由式可知对应F最小的夹角30联立式，代入数据得F的最小值为FminN.答案：(1)3 m/s28 m/s(2)30 N