2020版高考物理大一轮复习 第三章 能力课2 牛顿运动定律的综合应用训练（含解析）教科版.doc

能力课2牛顿运动定律的综合应用 连接体和临界极值问题一、选择题(12题为单项选择题，35题为多项选择题)1.如图1所示，A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，物体B与水平地面间的动摩擦因数10.1，物体A与B之间的动摩擦因数20.2。已知物体A的质量m2 kg，物体B的质量M3 kg，重力加速度g取10 m/s2。现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，则恒力的最大值是(物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图1A20 N B15 N C10 N D5 N解析对物体A、B整体，由牛顿第二定律，Fmax1(mM)g(mM)a；对物体A，由牛顿第二定律，2mgma；联立解得Fmax(mM)(12)g，代入相关数据得Fmax15 N，选项B正确。答案B2如图2所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力()图2A与斜面倾角有关B与动摩擦因数有关C与系统运动状态有关D仅与两物块质量有关解析设P、Q的质量分别为m1、m2，Q受到绳的拉力大小为T，物块与斜面间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律，对整体分析，有F(m1m2)gsin (m1m2)gcos (m1m2)a；对Q分析：有Tm2gsin m2gcos m2a，解得TF，可见Q受到绳的拉力T与斜面倾角、动摩擦因数和系统运动状态均无关，仅与两物块质量和F有关，选项D正确。答案D3(2016济南十校联考)如图3所示，质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上。用轻质弹簧将两物块连接在一起。当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x。则下列关系正确的是()图3AF2F Bx2xCF2F Dx2x解析取m1和m2为一整体，应用牛顿第二定律可得：F(m1m2)a。弹簧的弹力Tkx。当两物块的加速度增为原来的2倍，拉力F增为原来的2倍，T增为原来的2倍，弹簧的伸长量也增为原来的2倍，故A、B正确。答案AB4(2015海南单科，9)如图4，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块。开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时()图4A物块与斜面间的摩擦力减小B物块与斜面间的正压力增大C物块相对于斜面减速下滑D物块相对于斜面匀速下滑解析当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式fN可知物体与斜面间的摩擦力增大，故A错误，B正确；设斜面的倾角为，物体的质量为m，当匀速运动时有mgsin mgcos ，即sin cos 。当物体以加速度a向上加速运动时，有Nm(ga)cos ，fm(ga)cos ，因为sin cos ，所以m(ga)sin m(ga)cos ，故物体仍相对斜面匀速下滑，C错误，D正确。答案BD5(2016湖北黄冈模拟)如图5甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g10 m/s2)，下列结论正确的是()图5A物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态B弹簧的劲度系数为750 N/mC物体的质量为2 kgD物体的加速度大小为5 m/s2解析物体与弹簧分离时，弹簧的弹力为零，轻弹簧无形变，所以选项A正确；从图中可知ma10 N，ma30 Nmg，解得物体的质量为m2 kg，物体的加速度大小为a5 m/s2，所以选项C、D正确；弹簧的劲度系数k N/m500 N/m，所以选项B错误。答案ACD二、非选择题6(2016四川广元三诊)如图6所示，固定斜面上放一木板PQ，木板的Q端放置一可视为质点的小物块，现用轻细线的一端连接木板的Q端，保持与斜面平行，绕过定滑轮后，另一端可悬挂钩码，钩码距离地面足够高。已知斜面倾角30，木板长为L，Q端距斜面顶端距离也为L，物块和木板的质量均为m，两者之间的动摩擦因数为1。若所挂钩码质量为2m，物块和木板能一起匀速上滑；若所挂钩码质量为其他不同值，物块和木板有可能发生相对滑动。重力加速度为g，不计细线与滑轮之间的摩擦，设接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。图6(1)木板与斜面间的动摩擦因数2；(2)物块和木板发生相对滑动时，所挂钩码质量m应满足什么条件？解析(1)整个系统匀速时对钩码：2mgT对物块和木板：T2mgsin 22mgcos 解得：2(2)要使二者发生相对滑动，则需木板的加速度a1大于物块的加速度a2。对物块：1mgcos mgsin ma2解得：a2g对木板：Tmgsin 1mgcos 22mgcos ma1对钩码：mgTma1解得：a1g联立解得：mm答案(1)(2)mm