（江蘇專用）2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)9 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用

課后限時集訓(xùn)9牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用建議用時：45分鐘1.(多選)(2019·江蘇啟東期末)如圖所示，光滑斜面體上有一個小球m被平行于斜面的細(xì)繩系于斜面上，斜面體在水平面上沿直線運(yùn)動，不計空氣阻力。則()A若斜面體勻速運(yùn)動，小球?qū)π泵嬉欢ㄓ袎毫若小球相對斜面靜止，斜面體一定做勻速運(yùn)動C若小球?qū)π泵鏌o壓力，斜面體可能向左加速運(yùn)動D若繩子對小球無拉力，斜面體可能向左加速運(yùn)動AD若斜面體勻速運(yùn)動，小球也做勻速運(yùn)動，則小球受力平衡，小球受重力和繩子的拉力及斜面對小球的支持力，這三個力合力為零，所以小球?qū)π泵嬉欢ㄓ袎毫?，故A正確；如果整體向左加速或向右加速過程中，加速度比較小，小球有可能相對斜面靜止，故斜面體不一定勻速運(yùn)動，故B錯誤；若小球?qū)π泵鏌o壓力，小球只受重力和繩子的拉力，加速度方向水平向右，則斜面體的加速度也水平向右，可以向右加速，也可以向左減速，故C錯誤；若繩子沒有拉力，則小球只受重力和支持力，加速度方向水平向左，則斜面體的加速度也水平向左，可以向左加速，也可以向右減速，故D正確。2(2019·蘇錫常鎮(zhèn)二模)運(yùn)動員進(jìn)行跳傘訓(xùn)練。假設(shè)運(yùn)動員在沒有打開降落傘時做自由落體運(yùn)動，打開傘后所受空氣阻力和下落速度成正比，不計開傘時間，跳傘運(yùn)動員下落過程v­t圖象不可能是()ABCDD沒有打開降落傘時做自由落體運(yùn)動，在打開傘瞬間獲得速度v，打開傘后所受空氣阻力和下落速度成正比，則fkv。若kvmg，則運(yùn)動員接下來做勻速直線運(yùn)動，故A項正確；若kv<mg，則運(yùn)動員所受合力向下且mgkvma，運(yùn)動員做加速度減小的加速直線運(yùn)動直到勻速運(yùn)動，故B項正確；若kv>mg，則運(yùn)動員所受合力向上且kvmgma，運(yùn)動員做加速度減小的減速直線運(yùn)動直到勻速運(yùn)動，故C項正確，D項錯誤。3.(多選)(2019·山東泰安二模)如圖所示，一足夠長的木板靜止在粗糙的水平面上，t0時刻滑塊從板的左端以速度v0水平向右滑行，木板與滑塊間存在摩擦，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?；瑝K的v­t圖象可能是()ABCDAC滑塊滑上木板，受到木板對滑塊向左的滑動摩擦力，做勻減速運(yùn)動，若木塊對木板的摩擦力大于地面對木板的摩擦力，則木板做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)兩者速度相等時，一起做勻減速運(yùn)動。設(shè)木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2，木塊的質(zhì)量為m，木板的質(zhì)量為M，知木板若滑動，則1mg>2(Mm)g，最后一起做勻減速運(yùn)動，加速度a2g，開始時木塊做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a1g>2g，知圖線的斜率變小，故C正確，D錯誤。若1mg<2(Mm)g，則木板不動，滑塊一直做勻減速運(yùn)動，故A正確。由于地面有摩擦力，最終木塊和木板不可能一起做勻速直線運(yùn)動，故B錯誤。4.(多選)(2019·江蘇泗陽模擬)如圖所示，物塊A從弧形滑槽上的某一固定高度滑下后，以速度v1滑上粗糙的水平傳送帶。若傳送帶不動，A滑下后，從離開滑槽進(jìn)入傳送帶左端開始計時，經(jīng)過時間t1滑至傳送帶右端某處便停止下來而不會掉下去。若傳送帶以恒定速率v2做逆時針轉(zhuǎn)動， A滑下后，從離開滑槽進(jìn)入傳送帶左端開始計時，直到又返回傳送帶左端，所用時間為t2，則以下判斷正確的是()A若v1v2，則t22t1B若v1v2，則t22t1C若v1v2，則t22t1D若v1v2，則t22t1ACD當(dāng)傳送帶不動時，物塊滑上傳送帶后做勻減速運(yùn)動到零。若v1<v2，物塊返回時，一直做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)對稱性，返回的時間與勻減速運(yùn)動到零的時間相等，則t22t1，故A正確；若v1>v2，物塊返回時先做勻加速直線運(yùn)動，然后做勻速直線運(yùn)動，則返回的時間大于開始勻減速運(yùn)動到零的時間，則t2>2t1，故B錯誤，C正確；若v1v2，物塊返回時，一直做勻加速直線運(yùn)動，同理根據(jù)對稱性可知，t22t1，故D正確。5.(多選)如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距x4 m，以v04 m/s的速度(始終保持不變)順時針運(yùn)轉(zhuǎn)，今將一小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地輕放至A端，由于煤塊與傳送帶之間有相對滑動，會在傳送帶上留下劃痕。已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.4，取重力加速度大小g10 m/s2，則煤塊從A端運(yùn)動到B端的過程中()A煤塊從A端運(yùn)動到B端的時間是2.25 sB煤塊從A端運(yùn)動到B端的時間是1.5 sC劃痕長度是0.5 mD劃痕長度是2 mBD根據(jù)牛頓第二定律，煤塊的加速度a4 m/s2，煤塊運(yùn)動到速度與傳送帶速度相等時的時間t11 s，位移大小x1at2 mx，此后煤塊與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動直至B端，所以劃痕長度即為煤塊相對于傳送帶的位移大小，即xv0t1x12 m，選項D正確，C錯誤；x2xx12 m，勻速運(yùn)動的時間t20.5 s，運(yùn)動的總時間tt1t21.5 s，選項B正確，A錯誤。6(2019·江蘇高考)如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊。A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運(yùn)動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運(yùn)動至停下。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求：(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；(2)在左邊緣再次對齊的前、后，B運(yùn)動加速度的大小aB、aB；(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。解析本題通過板塊組合模型考查了牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用，考查了學(xué)生的綜合分析能力與應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力，體現(xiàn)了科學(xué)思維中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理等素養(yǎng)要素。A、B的運(yùn)動過程如圖所示(1)由牛頓運(yùn)動定律知，A加速度的大小aAg勻變速直線運(yùn)動2aALv解得vA。(2)設(shè)A、B的質(zhì)量均為m對齊前，B所受合外力大小F3mg由牛頓運(yùn)動定律FmaB，得aB3g對齊后，A、B所受合外力大小F2mg由牛頓運(yùn)動定律F2maB，得aBg。(3)經(jīng)過時間t，A、B達(dá)到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA則vaAt，vvBaBtxAaAt2，xBvBtaBt2且xBxAL解得vB2。答案(1)(2)3gg(3)27(2019·馬鞍山檢測)兩物塊A、B并排放在水平地面上，且兩物塊接觸面為豎直面，現(xiàn)用一水平推力F作用在物塊A上，使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運(yùn)動，如圖甲所示，在A、B的速度達(dá)到6 m/s時，撤去推力F。已知A、B質(zhì)量分別為mA1 kg、mB3 kg，A與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.3，B與地面沒有摩擦，B物塊運(yùn)動的v­t圖象如圖乙所示。g取10 m/s2，求：甲乙(1)推力F的大??；(2)A物塊剛停止運(yùn)動時，物塊A、B之間的距離。解析(1)在水平推力F作用下，物塊A、B一起做勻加速運(yùn)動，加速度為a，由B物塊的v­t圖象得，a m/s23 m/s2對于A、B整體，由牛頓第二定律得FmAg(mAmB)a，代入數(shù)據(jù)解得F15 N。(2)設(shè)物塊A做勻減速運(yùn)動的時間為t，撤去推力F后，A、B兩物塊分離，A在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，B做勻速運(yùn)動，對A，由mAgmAaA，解得aAg3 m/s2t s2 s物塊A通過的位移xAt6 m物塊B通過的位移xBv0t6×2 m12 m物塊A剛停止時A、B間的距離xxBxA6 m。答案(1)15 N(2)6 m8(2019·江蘇鹽城中學(xué)高三月考)一長輕質(zhì)薄硬紙片置于光滑水平地面上，其上放質(zhì)量均為1 kg的A、B兩物塊，A、B與薄硬紙片之間的動摩擦因數(shù)分別為10.3，20.2，水平恒力F作用在A物塊上，如圖所示。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2。下列說法正確的是()A若F1.5 N，則A物塊所受摩擦力大小為1.5 NB無論力F多大，A與薄硬紙片都不會發(fā)生相對滑動C無論力F多大，B與薄硬紙片都不會發(fā)生相對滑動D若F8 N，則B物塊的加速度為4.0 m/s2BA與紙板間的最大靜摩擦力為：fAmAg0.3×1×10 N3 N，B與紙板間的最大靜摩擦力為：fBmBg0.2×1×10 N2 N；若F1.5 NfA，所以A、B與紙板保持相對靜止，整體在F作用下向左做勻加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律得：FfmAa，所以A物塊所受摩擦力fF1.5 N，故A錯誤。當(dāng)B剛要相對于紙板滑動時靜摩擦力達(dá)到最大值，由牛頓第二定律得：fBmBa0，又fBmBg，得：a02 m/s2；對整體，有：F0(mAmB)·a02×2 N4 N，即達(dá)到4 N后，B將相對紙板運(yùn)動，此時B受到的摩擦力f2 N；則對A分析，A受到的摩擦力也為2 N，所以A的摩擦力小于最大靜摩擦力，故A和紙板間不會發(fā)生相對運(yùn)動；則可知，當(dāng)拉力為8 N時，B與紙板間的摩擦力即為滑動摩擦力為2 N，此后增大拉力，不會改變B的受力，其加速度大小均為2 m/s2，無論力F多大，A和紙帶之間不會發(fā)生相對滑動，故B正確、C、D錯誤。9(多選)(2019·濱州二模)如圖所示，小車分別以加速度a1、a2、a3、a4向右做勻加速運(yùn)動，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過細(xì)線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，加速度為a1、a2時，細(xì)線在豎直方向上，全過程中M始終未相對桿bc移動，M、m與小車保持相對靜止，M受到的摩擦力大小分別為f1、f2、f3、f4，則以下結(jié)論正確的是()A若，則B若，則C若，則D若，則CD對第一、二幅圖有：若，對M根據(jù)牛頓第二定律有：fMa，則，故選項A錯誤；對第二、三幅圖有：f2Ma2，設(shè)細(xì)線的拉力為F，則f3Fsin Ma3，若，則，故選項B錯誤；對第三、四幅圖有：對M和m整體分析：f(Mm)a，若，則，故選項C正確；m水平方向有：F3sin ma3、F4sin ma4，豎直方向有：F3cos mg、F4cos mg，解得a3gtan 、a4gtan ，若，則，故選項D正確。10(2019·渤海高中模擬)如圖所示，傳送帶的傾角37°，從A到B長度為16 m，傳送帶以10 m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上A端無初速度地放一個質(zhì)量為m0.5 kg的黑色煤塊，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5。煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕。已知sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2，求：(1)煤塊從A到B的時間；(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上留下劃痕的長度；(3)若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動的速度可以調(diào)節(jié)，煤塊從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的最短時間是多少？解析(1)開始階段，由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma1所以a1gsin gcos 解得a110 m/s2煤塊加速至與傳送帶速度相等時需要的時間為t1 s1 s煤塊發(fā)生的位移為x1a1t×10×12 m5 m<16 m所以煤塊加速到10 m/s時仍未到達(dá)B點(diǎn)，此后摩擦力方向改變；第二階段有mgsin mgcos ma2解得a22 m/s2設(shè)第二階段煤塊滑動到B點(diǎn)的時間為t2，則LABx1vt2a2t解得t21 s煤塊從A到B的時間tt1t21 s1 s2 s。(2)第一階段煤塊的速度小于傳送帶速度，煤塊相對傳送帶向上移動，煤塊與傳送帶的相對位移大小為x1vt1x110×1 m5 m5 m故煤塊相對于傳送帶上移5 m第二階段煤塊的速度大于傳送帶速度，煤塊相對傳送帶向下移動，煤塊相對于傳送帶的位移大小為x2(LABx1)vt2解得x21 m即煤塊相對傳送帶下移1 m故傳送帶表面留下黑色炭跡的長度為Lx15 m。(3)若增加傳送帶的速度，煤塊一直以加速度a1做勻加速運(yùn)動時，從A運(yùn)動到B的時間最短，則有LABa1t可得tmin s。答案(1)2 s(2)5 m(3) s11(2019·開封模擬)如圖甲所示，一長方體木板B放在水平地面上，木板B的右端放置著一個小鐵塊A，在t0時刻，同時突然給A、B初速度，其中A的初速度大小為vA1 m/s，方向水平向左；B的初速度大小為vB14 m/s，方向水平向右，木板B運(yùn)動的v­t圖象如圖乙所示。已知A、B的質(zhì)量相等，A與B及B與地面之間均有摩擦(動摩擦因數(shù)不等)，A與B之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，A始終沒有滑出B，取重力加速度g10 m/s2。(提示：t3 s時刻，A、B達(dá)到共同速度v2 m/s；3 s時刻至A停止運(yùn)動前，A向右運(yùn)動的速度始終大于B的速度)求：甲乙(1)小鐵塊A向左運(yùn)動相對地面的最大位移；(2)B運(yùn)動的時間及B運(yùn)動的位移大小。解析(1)由題圖乙可知，03 s內(nèi)A做勻變速運(yùn)動，速度由vA1 m/s變?yōu)関2 m/s則其加速度大小為aA m/s21 m/s2，方向水平向右。當(dāng)A水平向左運(yùn)動速度減為零時，向左運(yùn)動的位移最大，則s0.5 m。(2)設(shè)A與B之間的動摩擦因數(shù)為1，由牛頓第二定律得1mgmaA則10.1由題圖乙可知，03 s內(nèi)B做勻減速運(yùn)動，其速度由vB14 m/s變?yōu)関2 m/s則其加速度大小為aB m/s24 m/s2方向水平向左設(shè)B與地面之間的動摩擦因數(shù)為2，由牛頓第二定律得1mg22mgmaB則20.153 s之后，B繼續(xù)向右做勻減速運(yùn)動，由牛頓第二定律得22mg1mgmaB則B的加速度大小為aB22g1g2 m/s2方向水平向左3 s之后運(yùn)動的時間為t2 s1 s則B運(yùn)動的時間為tt1t24 s04 s內(nèi)B的位移xBt1t225 m，方向水平向右。答案(1)0.5 m(2)4 s25 m10