2019年高三物理一轮复习 二模、三模试题分项解析 专题03 牛顿运动定律（第02期）（含解析）.doc

牛顿运动定律一选择题1. （2019河南郑州二模）如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F12，2和3间弹簧的弹力为F23，2018和2019间弹簧的弹力为F20182019，则下列结论正确的是A.F12：F23：F20182019=1：2：3：2018B.从左到右每根弹簧长度之化为1：2：3：2018C.如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为F，N其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球加速度依然为a【参考答案】AD【命题意图】本题以轻弹簧连接的2019个小球为情景，考查连接体、受力分析、牛顿运动定律及其相关知识点。【解题思路】隔离小球1，由牛顿运动定律，F1-2=ma，把小球1和2看作整体隔离，由牛顿运动定律，F2-3=2ma，把小球1、2和3看作整体隔离，由牛顿运动定律，F3-4=3ma，把小球1、2、3和4看作整体隔离，由牛顿运动定律，F4-5=4ma，把小球1到2018看作整体隔离，由牛顿运动定律，F2018-2019=2018ma，联立解得：F1-2F2-3F3-4F4-5F5-6F2018-2019=123452018，选项A正确；由于弹簧长度等于弹簧原长加弹簧伸长量，弹簧伸长量与弹簧弹力成正比，所以选项B错误；如果突然撤去拉力F，撤去F的瞬间，小球之间弹簧弹力不变，2018和2019之间的弹簧弹力F2018-2019=2018ma，由牛顿第二定律可得F=2019ma，F2018-2019=ma，联立解得第2019个小球的加速度a=，选项C错误；如果1和2两个球之间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间，第1个小球受力为零，加速度为零，第2个小球受到2和3之间弹簧弹力，F2-3=ma2，解得第2个小球的加速度a2=2a，其余小球受力情况不变，加速度依然为a，选项D正确。【方法归纳】对于连接体，要分析求解小球之间的作用力，需要隔离与该力相关的小球列方程解答。解答此题常见错误主要有：一是对弹簧作用力的瞬时性理解掌握不到位；二是研究对象选择不当；三是分析解答有误。2. （2019年3月兰州模拟）质量为2kg的物体在水平力F作用下运动，t=0时刻开始计时，3s末撤去F，物体继续运动一段时间后停止，其v-t图象的一部分如图所示，整个过程中阻力恒定，则下列说法正确的是A.水平力F为3.2NB.水平力F做功480JC.物体从t=0时刻开始，运动的总位移为92mD.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5【参考答案】B【命题意图】本题以水平力作用下物体运动为情景，以速度图像给出解题信息，考查对速度图像的理解、牛顿运动定律、做功及其相关知识点。【解题思路】在03s时间内，物体匀速运动，由平衡条件，F-mg=0，3s末撤去F，在35s时间内，物体做匀减速直线运动，运动的加速度大小为a=4m/s2，由牛顿第二定律，mg=ma，联立解得：=0.4，F=8N，选项AD错误；在03s时间内，物体匀速运动位移x1=203m=60m，水平力F做功W=Fx=860J=480J，选项B正确；3s末撤去F，物体继续运动时间t=v/a=5s，即8s末物体停止运动，补全速度图像，由速度图像的面积表示位移可知，物体在38s时间内位移x2=2051/2=50m，物体从t=0时刻开始，运动的总位移为s= x1+x2=60m+50m=110m，选项C错误。【方法归纳】速度图像的斜率表示加速度，速度图像的面积表示位移。3. （2019辽宁沈阳一模）如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力F1和F2共同作用下，一起从静止开始运动，已知F1F2，两物体运动一段时间后A. 若突然撤去F1，甲的加速度一定减小B. 若突然撤去F1，甲乙间的作用力减小C. 若突然撤去F2，乙的加速度一定增大D. 若突然撤去F2，甲乙间的作用力增大【参考答案】BC【名师解析】要分析加速度的变化，先由牛顿第二定律求出整体的加速度，再进行分析，由隔离法求出甲乙间的作用力，根据表达式进行分析；一起运动时，整体的加速度为：；对乙分析，则甲、乙之间的作用力为：，解得；突然撤去，则整体的加速度，不一定大于，甲乙之间的作用力，故A错误、B正确；突然撤去，则整体的加速度，则，即加速度增大，甲乙之间的作用力为：，故选项C正确，D错误。【名师点睛】关于连接体的处理方法，先整体后隔离，可以求得连接体间的相互作用力的大小。4（6分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）如图所示，光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B，质量均为m，A、B之间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上，A、B开始一起做匀加速运动，在运动过程中把和木块A、B完全相同的木块C放在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在放上C并达到稳定后，下列说法正确的是（）A若C放在A上面，绳上拉力不变B若C放在B上面，绳上拉力为CC放在B上，B、C间摩擦力为DC放在A上比放在B上运动时的加速度大【思路分析】对整体分析，运用牛顿第二定律判断系统加速度的变化。通过隔离分析，得出绳子拉力和摩擦力的大小。【参考答案】C【名师解析】设原来的加速度为a0，根据牛顿第二定律可得F2ma0，因无相对滑动，所以，无论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F3ma，a都将减小。若放在A木块上面，以B为研究对象，设绳子拉力T，则Tma，绳子拉力减小，故A错误；若C放在B上面，以BC为研究对象，根据牛顿第二定律可得T2maF，故B错误；若C放在B上，以C为研究对象，根据牛顿第二定律可得B、C间摩擦力为fma，故C正确；以整体为研究对象，无论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F3ma，故C放在A上和放在B上运动时的加速度相同，故D错误；故选：C。【名师点评】解决本题的关键要灵活选择研究对象，会用整体法和隔离法，能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解5.（2019仿真模拟）根据图像分析，下列选项正确的是A2 s末质点速度大小为7 m/sB2 s末质点速度大小为5 m/sC质点所受的合外力大小为3 ND质点的初速度大小为5 m/s【参考答案】B【名师解析】由图象知，物体在在x方向做初速度为零的匀加速直线运动，在y方向做匀速直线运动，2s末，因而，故A错误，B正确；由速度时间图线的斜率表示加速度知，所以合加速度的大小为，根据牛顿第二定律得：物体所受的合外力大小为，故C错误；由图象知，当时，所以物体的初速度大小为，故D错误。所以选B。考点：本题考查图及运动的合成与分解，意在考查考生对图象的认识与理解及对运动合成与分解思想的理解。二计算题1. （2019全国考试大纲调研卷3）如图所示，水平地面上有一质量为M的长木板，一个质量为m的物块(可视为质点)放在长木板的最右端。已知m与M之间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。从某时刻起物块m以的水平初速度向左运动，同时木=板M在水平外力F控制下始终向右以速度匀速运动，求：(1)在物块m向左运动过程中外力F的大小：(2)木板至少多长物块不会从木板上滑下来?【参考答案】（ 1）f1+f2=1mg2(m+M)g（2）【名师解析】（1）在物块m向左运动过程中，木板受力如图所示，其中f1，f2分别为物块和地面给木板的摩擦力，由题意可知f1=1mgf2=2(m+M)g 由平衡条件得：F= f1+f2=1mg2(m+M)g （2）解法一：设物块向左匀减速至速度为零的时间为t1，则设物块向左匀减速运动的位移为X1，则设物块由速度为零向右匀加速至与木板同速（即停止相对滑动）的时间为t2，则设物块向右匀加速运动的位移为X2，则此过程木板向右匀速运动的总位移为X，则则物块不从木板上滑下来的最小长度：代入数据解得：解法二：以木板为参考系，设物块相对木板向左匀减速初速度为V0，末速度为Vt，则加速度：根据运动学公式：解得：2. （2019辽宁沈阳一模）如图所示，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。某时刻速度为v02m/s，此时一质量与木板相等的小滑块（可视为质点）以v14m/s的速度从右侧滑上木板，经过1s两者速度恰好相同，速度大小为v21m/s，方向向左。重力加速度g10m/s2，试求：（1）木板与滑块间的动摩擦因数1（2）木板与地面间的动摩擦因数2（3）从滑块滑上木板，到最终两者静止的过程中，滑块相对木板的位移大小。【参考答案】（1）（2）（3）【名师点拨】（1）对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解；（2）对木板分析，先向右减速后向左加速，分过程进行分析即可；（3）分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移；【名师解析】（1）对小滑块分析：其加速度为：，方向向右对小滑块根据牛顿第二定律有：，可以得到：；（2）对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到：然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到：而且联立可以得到：，；（3）在时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为：，方向向右；在时间内，木板向左加速运动，其向左加速运动的位移为：，方向向左；在整个时间内，小滑块向左减速运动，其位移为：，方向向左则整个过程中滑块相对木板的位移大小为：。【画龙点睛】本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚小滑块与木板的运动过程和受力情况是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题。3.（2019湖南岳阳二模）如图所示为车站使用的水平传送带的模型，皮带轮的半径均为R=0.1m，两轮轴距为L=3m，在电机的驱动下顺时针转动，现将一个旅行包(可视为质点)无初速放在水平传送带左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数为=0.6，g=10m/s2，不计空气阻力。(1)要使旅行包到达右端不会直接飞出，传送带的速度应小于多少?(2)若传送带实际速度为0.2ms，春运期间每天传送的旅行包平均总质量为10吨，则电机每天相对于空载多消耗的电能E是多少?(所有旅行包均无初速，且与传送带间的相同)【名师解析】4.（2019广东肇庆二模）近年来，网上购物促使快递行业迅猛发展如图所示为某快递车间传送装置的简化示意图，传送带右端与水平面相切，且保持v04m/s的恒定速率顺时针运行，传送带的长度为L3 m现将一质量为0.4 kg的包裹A轻放在传送带左端，包裹A刚离开传输带时恰好与静止的包裹B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后包裹A向前滑行了0.1m静止，包裹B向前运动了0.4m静止已知包裹A与传输带间的动摩擦系数为0.4，包裹A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2.求：（1）包裹A在传送带上运动的时间；（2）包裹B的质量【名师解析】（1）包裹A在传送带滑行，由牛顿第二定律可得： （1分），由式解得：假设包裹A离开传送带前就与传送带共速，由匀变速运动知识可得： （1分）由式解得：，所以上述假设成立（1分）加速过程： （1分）由式解得：匀速过程： （1分）由式解得：所以，包裹A在传送带上运动的时间； （1分）（2）包裹A在水平面滑动时，由牛顿第二定律可得： （1分）由式解得：同理可知包裹B在水平面滑动的加速度也是（1分）包裹A向前滑动至静止： （1分）由式解得：包裹B向前滑动至静止：（1分）由式解得：包裹A、B相碰前后系统动量守恒： （1分）由式解得：（1分）