2019屆高中物理二輪復習 熱點題型專練 專題3.3 牛頓運動定律的綜合應用（含解析）.doc

專題3.3 牛頓運動定律的綜合應用1如右圖，將手電筒豎直向上放置，接通電源開關(guān)，旋松后蓋使小電珠恰能點亮手持電筒并保持它在豎直方向運動，要使得小電珠熄滅，可以()A緩慢向上勻速運動B緩慢向下勻速運動C突然向上加速運動D突然向下加速運動【答案】C2用細線將籃球拴在升降機光滑的側(cè)壁上，當升降機加速下降時，出現(xiàn)如圖所示的情形四位同學對此現(xiàn)象做出了分析與判斷，其中可能正確的是()A升降機的加速度大于g，側(cè)壁對球無擠壓B升降機的加速度小于g，側(cè)壁對球有擠壓C升降機的加速度等于g，側(cè)壁對球無擠壓D升降機的加速度等于g，側(cè)壁對球有擠壓【解析】若細線有拉力，則Tcosmgma，可知ag，此時側(cè)壁對球有支持力；選項A錯誤；若細線無拉力，則mgma，可知ag，此時側(cè)壁對球無支持力；升降機的加速度不可能小于g；故選項C正確【答案】C3如圖所示，興趣小組的同學為了研究豎直運動的電梯中物體的受力情況，在電梯地板上放置了一個壓力傳感器，將質(zhì)量為4 kg的物體放在傳感器上在電梯運動的某段過程中，傳感器的示數(shù)為44 Ng取10 m/s2.對此過程的分析正確的是() A物體受到的重力變大B物體的加速度大小為1 m/s2C電梯正在減速上升D電梯的加速度大小為4 m/s2【答案】B4為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設計了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示當此車加速上坡時，盤腿坐在座椅上的一位乘客()A處于失重狀態(tài)B不受摩擦力的作用C受到向前(水平向右)的摩擦力作用D所受力的合力豎直向上【解析】當此車加速上坡時，車里的乘客具有相同的加速度，方向沿斜面向上，人應受到豎直向下的重力，垂直水平面豎直向上的彈力和水平向右的摩擦力，三力合力沿斜面向上，C正確，B、D錯誤；由于有沿斜面向上的加速度，所以在豎直方向上有向上的加速度，物體處于超重狀態(tài)，A錯誤【答案】C5如圖，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B兩物體疊放在一起從C點由靜止下滑，下滑過程中A、B保持相對靜止，則() A在CD段時，A受三個力作用B在DE段時，A可能受二個力作用 C在DE段時，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D整個下滑過程中，A、B均處于失重狀態(tài)【答案】C6(多選)如圖甲，某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處，滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示由圖可以判斷()A圖線與縱軸的交點M的值aMg B圖線與橫軸的交點N的值TNmgC圖線的斜率等于物體的質(zhì)量mD圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)【解析】貨物受重力和繩子的拉力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得Tmgma，圖線與縱軸的交點，即當T0時，ag，圖線與橫軸的交點即a0時，Tmg，A、B正確；根據(jù)牛頓第二定律可得ag，根據(jù)關(guān)系式可得圖象的斜率k，C錯誤D正確 球拍托球沿水平面勻加速跑，設球拍和球的質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為，球拍與球保持相對靜止，它們之間的摩擦及空氣阻力不計，則()A運動員的加速度為gtanB球拍對球的作用力為C運動員對球拍的作用力為D若加速度大于gsin，球一定沿球拍向上運動【解析】對網(wǎng)球進行受力分析，受到重力mg和球拍的支持力FN，受力如圖所示： 根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)Nsinma，F(xiàn)Ncosmg，整理可以得到：FN，agtan，故選項A正確，選項B錯誤；以網(wǎng)球與球拍整體為研究對象，其加速度與網(wǎng)球的加速度相同，受力如圖所示：根據(jù)牛頓第二定律得，運動員對球拍的作用力為F，故選項C錯誤；當加速度a>gtan時，網(wǎng)球?qū)⑾蛏线\動，由于gsin與gtan的大小關(guān)系未知，故球不一定沿球拍向上運動，故D錯誤所以本題正確選項為A.【答案】A9(多選)如圖所示，長木板放置在水平面上，一小物塊置于長木板的中央，長木板和物塊的質(zhì)量均為m，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，木板與水平面間動摩擦因數(shù)為，已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g.現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F，則木板加速度a大小可能是()Aag BagCag Dag【答案】CD10(多選)如圖甲所示，靜止在水平面C上足夠長的木板B左端放著小物塊A.某時刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示A、B間最大靜摩擦力大于B、C之間的最大靜摩擦力，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力則在拉力逐漸增大的過程中，下列反映A、B運動過程中的加速度及A與B間摩擦力f1、B與C間摩擦力f2隨時間變化的圖線中正確的是()【答案】ACD11雨滴從空中由靜止落下，若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，圖中能大致反映雨滴運動情況的是()答案C解析對雨滴進行受力分析可得mgkvma，隨雨滴速度的增大可知雨滴做加速度減小的加速運動。故選C。12如圖所示，物塊A放在木板B上，A、B的質(zhì)量均為m，A、B之間的動摩擦因數(shù)為，B與地面之間的動摩擦因數(shù)為。若將水平力作用在A上，使A剛好要相對B滑動，此時A的加速度為a1；若將水平力作用在B上，使B剛好要相對A滑動，此時B的加速度為a2，則a1、a2之比為()A11 B23 C13 D32答案C解析當水平力作用在A上，使A剛好要相對B滑動，A、B的加速度相等，對B隔離分析，B的加速度為aBa1g；當水平力作用在B上，使B剛好要相對A滑動，A、B的加速度相等，對A隔離分析，A的加速度為aAa2g，可得a1a213，C正確。 21如圖所示，三個物體質(zhì)量分別為m11.0 kg、m22.0 kg、m33.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面傾角30，m1和m2之間的動摩擦因數(shù)0.8。不計繩與滑輪的質(zhì)量和摩擦，初始時刻用外力使整個系統(tǒng)靜止，當撤掉外力時，m2將(g取10 m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()A相對于m1上滑B相對于m1下滑C和m1一起沿斜面下滑D和m1一起沿斜面上滑答案B22. 如圖甲所示，可視為質(zhì)點的A、B兩物體置于一靜止長紙帶上，紙帶左端與A、A與B間距均為d0.5 m，兩物體與紙帶間的動摩擦因數(shù)均為10.1，與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.2?，F(xiàn)以恒定的加速度a2 m/s2向右水平拉動紙帶，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)A物體在紙帶上的滑動時間；(2)在圖乙的坐標系中定性畫出A、B兩物體的vt圖象；(3)兩物體A、B停在地面上的距離。答案(1)1 s(2)圖見解析(3)1.25 m解析(1)兩物體在紙帶上滑動時均有1mgma1當物體A滑離紙帶時ata1td由以上兩式可得t11 s。(2)如圖所示。兩物體A、B最終停止時的間距xx2dx1由以上各式可得x1.25 m。23如圖所示，有1、2、3三個質(zhì)量均為m1 kg的物體，物體2為一長板，與物體3通過不可伸長的輕繩連接，跨過光滑的定滑輪，設長板2到定滑輪足夠遠，物體3離地面高H5.75 m，物體1與長板2之間的動摩擦因數(shù)0.2。長板2在光滑的桌面上從靜止開始釋放，同時物體1(視為質(zhì)點)在長板2的左端以v4 m/s的初速度開始運動，運動過程中恰好沒有從長板2的右端掉下，求：(1)長板2開始運動時的加速度大小；(2)長板2的長度L0；(3)當物體3落地時，物體1在長板2上的位置。答案(1)6 m/s2 (2)1 m (3)物體1在長板2的最左端(2)1、2共速后，假設1、2、3相對靜止一起加速，則有T2ma, mgTma，即mg3ma，得a，對1：fma3.3 N>mg2 N，故假設不成立，物體1和長板2相對滑動。則1、2共速時，物體1恰好位于長板2的右端。設經(jīng)過時間t1二者速度相等，則有v1va1t1a2t1，代入數(shù)據(jù)解得t10.5 s，v13 m/s，x1t11.75 m, x20.75 m，所以長板2的長度L0x1x21 m。(3)1、2共速之后，分別對三個物體受力分析，有物體1：mgma4長板2：Tmgma5物體3：mgTma6且a5a6聯(lián)立解得a42 m/s2，a54 m/s2。此過程物體3離地面高度hHx25 m根據(jù)hv1t2a5t解得t21 s，長板2的位移x3h物體1的位移x4v1t2a4t4 m則物體1相對長板2向左移動的距離xx3x41 mL0，即此時物體1在長板2的最左端。 24如圖，在光滑的傾角為的固定斜面上放一個劈形的物體A，其上表面水平，質(zhì)量為M.物體B質(zhì)量為m，B放在A的上面，先用手固定住A.(1)若A的上表面粗糙，放手后，求AB相對靜止一起沿斜面下滑，B對A的壓力大小(2)若A的上表面光滑，求放手后的瞬間，B對A的壓力大小【解析】(1)AB相對靜止一起沿斜面下滑，加速度agsinB的加速度的豎直分量aygsin2則mgNmayNmgmgsin2mgcos2所以B對A的壓力大小等于mgcos2【答案】(1)mgcos2(2)25如圖所示，一個質(zhì)量為M，長為L的圓管豎直放置，頂端塞有一個質(zhì)量為m的彈性小球，M4m，球和管間的滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小均為4mg，管下端離地面高度H5 m.現(xiàn)讓管自由下落，運動過程中管始終保持豎直，落地時向上彈起的速度與落地時速度大小相等，若管第一次彈起上升過程中，球恰好沒有從管中滑出，不計空氣阻力，重力加速度g10 m/s2.求(1)管第一次落地彈起剛離開地面時管與球的加速度分別多大？(2)從管第一次落地彈起到球與管達到相同速度時所用的時間(3)圓管的長度L.【解析】(1)管第一次落地彈起時，管的加速度大小為a1，球的加速度大小為a2，由牛頓第二定律對管Mg4mgMa1對球4mgmgma2故a120 m/s2，方向向下 a230 m/s2，方向向上【答案】(1)20 m/s2，方向向下30 m/s2，方向向上(2)0.4 s(3)4 m26一大小不計的木塊通過長度忽略不計的繩固定在小車的前壁上，小車表面光滑。某時刻小車由靜止開始向右勻加速運動，經(jīng)過2 s，細繩斷裂。細繩斷裂前后，小車的加速度保持不變，又經(jīng)過一段時間，滑塊從小車左端剛好掉下，在這段時間內(nèi)，已知滑塊相對小車前3 s內(nèi)滑行了4.5 m，后3 s內(nèi)滑行了10.5 m。求從繩斷到滑塊離開車尾所用的時間是多少？圖6解析設小車加速度為a。繩斷裂時，車和物塊的速度為v1at1。斷裂后，小車的速度vv1at2，小車的位移為：x1v1t2at滑塊的位移為：x2v1t2繩斷后，前3 s相對位移有關(guān)系：xx1x2at4.5 m得：a1 m/s227如圖7所示，甲、乙兩傳送帶傾斜放置，與水平方向夾角均為37，傳送帶乙長為4 m，傳送帶甲比乙長0.45 m，兩傳送帶均以3 m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，可視為質(zhì)點的物塊A從傳送帶甲的頂端由靜止釋放，可視為質(zhì)點的物塊B由傳送帶乙的頂端以3 m/s的初速度沿傳送帶下滑，兩物塊質(zhì)量相等，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：圖7 (1)物塊A由傳送帶頂端滑到底端經(jīng)歷的時間； (2)物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度之比。 (2)在物塊A的第一個加速過程中，物塊A在傳送帶上的劃痕長度為L1v帶t1x10.45 m在物塊A的第二個加速過程中，物塊A在傳送帶上的劃痕長度為L2v帶t2a2tv帶t21.0 m所以物塊A在傳送帶上的劃痕長度為LAL21.0 m由分析知物塊B的加速度與物塊A在第二個加速過程的加速度相同，從傳送帶頂端加速到底端所需時間與t2相同所以物塊B在傳送帶上的劃痕長度為LBv帶t2a2tv帶t21.0 m故物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度之比為LALB11答案(1)1.3 s(2)1128如圖8甲所示，有一傾角為30的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板。開始時質(zhì)量為m1 kg 的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上，現(xiàn)將力F變?yōu)樗较蛴?，當滑塊滑到木板上時撤去力F，木塊滑上木板的過程不考慮能量損失。此后滑塊和木板在水平面上運動的vt圖象如圖乙所示，g10 m/s2。求：圖8 (1)水平作用力F的大?。?(2)滑塊開始下滑時的高度； (3)木板的質(zhì)量。解析(1)滑塊受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，有mgsin Fcos 解得F N (3)由題圖乙可知，滑塊和木板起初相對滑動，當達到共同速度后一起做勻減速運動，兩者共同減速時加速度a11 m/s2，相對滑動時，木板的加速度a21 m/s2，滑塊的加速度大小a34 m/s2，設木板與地面間的動摩擦因數(shù)為1，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為2，對它們整體受力分析，有a11g，解得10.102 s內(nèi)分別對木板和滑塊受力分析，即對木板：2mg1(Mm)gMa2對滑塊：2mgma3聯(lián)立解得M1.5 kg。答案(1) N(2)2.5 m(3)1.5 kg