2014届高三物理一轮复习牛顿运动定律的综合应用练习案

12014届高三物理一轮复习牛顿运动定律的综合应用练习案一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)1.图3－3－17(2010·山东高考)如图3－3－17所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下图中正确的是()2．(2013届南京模拟)如图3－3－18所示，两块粘连在一起的物块a和b的质量分别为ma和mb，把它放在水平的光滑桌面上．现同时给它们施加方向如图所示的推力Fa和拉力Fb.已知FaFb，则a对b的作用力()图3－3－18A．必为推力B．必为拉力C．可能为推力，也可能为拉力D．不可能为零3.图3－3－19(2013届西安一中模拟)如图3－3－19所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B，A、B的质量均为2kg，它们处于静止状态，若突然将一个大小为10N、方向竖直向下的力施加在物块A上，则此瞬间，A对B的压力大小为(g取10m/s2)()A．10NB．20N2C．25ND．30N4．(2013届辽宁省实验中学质检)某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图3－3－20所示，电梯运行的v－t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)()图3－3－205．(2013届石家庄一中质检)如图3－3－21所示，质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上，P、Q接触面的倾角为θ，现在Q上加一水平推力F，使P、Q保持相对静止一起向左做加速直线运动，下列说法正确的是()图3－3－21A．物体Q对地面的压力一定为2mgB．若Q与地面间的动摩擦因数为μ，则μ＝F2mgC．若P、Q之间光滑，则加速度a＝gtanθD．地面与Q间的滑动摩擦力随推力F的增大而增大6.图3－3－22(2012·南昌一中模拟)如图3－3－22所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上3扛一质量为M的竖直杆，当杆上一质量为m的人以加速度a加速度下滑时，杆对地面上的人的压力大小为()A．(M＋m)g－maB．(M＋m)g＋maC．(M＋m)gD．(M－m)g7.图3－3－23(2013届银川一中质检)一个质量为0.3kg的物体沿水平面做直线运动，如图3－3－23所示，图线a表示物体受水平拉力时的v－t图象，图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v－t图象，下列说法中正确的是()A．水平拉力的大小为0.1N，方向与摩擦力方向相同B．水平拉力对物体做功的数值为1.2JC．撤去拉力后物体还能滑行7.5mD．物体与水平面间的动摩擦因数为0.18.图3－3－24(2013届安康一中模拟)如图3－3－24所示，质量为m1＝2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g＝10m/s2，下列正确的是()A．物体A处于失重状态，加速度大小为10m/s2B．物体A处于超重状态，加速度大小为20m/s2C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5ND．轻绳对定滑轮的作用力大小为80N9.4图3－3－25(2013届衡水中学模拟)如图3－3－25所示，在光滑水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块．开始时，木板和物块均静止，今在两物块上分别施加一水平恒力F1、F2，当物块和木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2，物块和木板间的动摩擦因数相同，下列说法正确的是()A．若F1＝F2，M1M2，则v1v2B．若F1＝F2，M1M2，则v1v2C．若F1F2，M1＝M2，则v1v2D．若F1F2，M1＝M2，则v1v210.图3－3－26(2013届银川一中质检)如图3－3－26所示，在倾角θ＝30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之以加速度a向上做匀加速运动，当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg.则()A．物块B刚要离开C时B的加速度也为aB．加速度a＝gC．以A、B整体为研究对象可以计算出加速度a＝12gD．从F开始作用到B刚要离开C，A的位移为mgk二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(14分)(2013届哈尔滨一中质检)如图3－3－27(a)所示，质量m＝1kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图3－3－27(b)所示，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)，求：5图3－3－27(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)比例系数k.12.图3－3－28(16分)(2013届陵水模拟)一小圆盘静止在一长为L的薄滑板上，且位于滑板的中央，滑板放在水平地面上，如图3－3－28所示．已知盘与滑板间的动摩擦因数为μ1，盘与地面间的动摩擦因数为μ2，现突然以恒定的加速度a(a＞μ1g)，使滑板沿水平地面运动，加速度的方向水平向右．若水平地面足够大，则小盘从开始运动到最后停止共走了多远的距离？(以g表示重力加速度)答案与解析1【解析】物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小为f1＝μmgcosθ，做初速度为零的匀加速直线运动，其v－t图象为过原点的倾斜直线，A错；加速度大小不变，B错；其s－t图象应为一段曲线，D错．物体到达水平面后，所受摩擦力f2＝μmg＞f1，做匀减速直线运动，所以正确选项为C.【答案】C2【解析】该题考查加速度相同的连接体，可采用整体法求加速度、隔离法求相互作用力．选整体为研究对象，Fa＋Fb＝(ma＋mb)a，a＝Fa＋Fbma＋mb，选b为研究对象，设作用力为FN，则FN＋Fb＝mba，FN＝Famb＋Fbmb－Fbma－Fbmbma＋mb＝Famb－Fbmama＋mb.由于FaFb，但a、b的质量关系未知，所以FN可能为正，也可能为负．故C选项正确．【答案】C3【解析】该题考查竖直方向上的连接体问题，选A、B整体为研究对象有F＝2ma，解得a＝2.5m/s2.选A为研究对象有F－FN＋mg＝ma，解得FN＝25N，选项C正确．【答案】C4【解析】由G－t图象知：t0～t1时间内，具有向下的加速度，t1～t2时间内匀速或静止，t2～t3时间内，具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t0～t3时间内6向上减速，静止，向上加速向下加速，匀速，向下减速，故A、D正确．【答案】AD5【解析】木块P、Q组成的整体竖直方向受力平衡，所以地面对Q的支持力为2mg，由牛顿第三定律可知，Q对地面的压力为2mg，选项A正确；由Ff＝μFN可知μ＝FfFN＝Ff2mg，因为木块做加速运动F＞Ff，所以选项B错误；若P、Q间光滑则木块P受力如图所示，木块P所受合力Fp＝mgtanθ，因整体无相对运动，木块P的加速度与整体加速度相同，即a＝gtanθ，选项C正确；地面与Q间的滑动摩擦力只与地面与Q间的动摩擦因数及Q与地面间的压力有关，与推力F无关，选项D错误．【答案】AC6【解析】先对杆上的人受力分析，其受到重力mg和杆对其竖直向上的摩擦力f的作用，根据牛顿第二定律知mg－f＝ma；再对杆受力分析可知，站在地上的人对杆竖直向上的作用力F＝Mg＋f；联立以上两式可得F＝(M＋m)g－ma，根据牛顿第三定律知杆对地面上的人的压力大小也为(M＋m)g－ma.【答案】A7【解析】图线a表示的v－t图象加速度较大，说明物体所受的拉力与摩擦力方向相同，则F＋f＝maa＝0.2N，图线b表示物体只在摩擦力作用下做匀减速运动，有f＝mab＝0.1N，解得F＝f＝0.1N，A项正确；有水平拉力时，物体位移为s＝5＋32×3m＝12m，故拉力做功的数值为W＝Fs＝1.2J，B项正确；撤去拉力后物体能滑行13.5m，C项错误；动摩擦因数μ＝fmg＝130，D项错误．【答案】AB8【解析】取A、B、C为整体，由牛顿第二定律得(M＋m2)g－m1g＝(M＋m1＋m2)a，则加速度为a＝5m/s2，A、B错；隔离C有m2g－FN＝m2a，即FN＝5N，C对；隔离A有T－m1g＝m1a，即T＝30N，所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2T＝60N，D错．【答案】C79【解析】分别作出物块和木板运动的v－t图象，两图线包围的面积表示木板的长度L.若拉力F相等，木板质量不等，则物块加速度相等，木板质量大的加速度小，木板的v－t图线斜率小，则物块滑离木板所用时间短，滑离时速度小，即v1对应质量较大的木板如图所示，v2对应质量较小的木板，B对；同理，若拉力不等，木板的质量相等，则木板的加速度相等，受拉力大的物块的v－t图线斜率变大，物块滑离木板时间变短，滑离时速度变小，D对．【答案】BD10【解析】物块B刚要离开C时B的加速度为0，A项错；未加F时对A受力分析得弹簧的压缩量x1＝mgsin30°k＝mg2k，B刚要离开C时对B受力分析得弹簧的伸长量x2＝mg2k，此时对A由牛顿第二定律得F－mgsin30°－kx2＝ma，解得a＝g，B项正确、C项错；物块A的位移x1＋x2＝mgk，D项正确．【答案】BD11【解析】(1)对初始时刻，由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma0由图读出a0＝4m/s2解得μ＝gsinθ－a0gcosθ＝0.25.(2)对于末时刻加速度为零，则mgsinθ－μFN－kvcosθ＝0而FN＝mgcosθ＋kvsinθ由图得出此时v＝5m/s联立解得k＝mgθ－μcosθvμsinθ＋cosθ＝0.84kg/s.【答案】(1)0.25(2)0.84kg/s12【解析】圆盘在滑板上做匀加速直线运动，设圆盘离开滑板前，加速度为a1，速度为v1，位移为x1，滑板的位移为x0.对圆盘有a1＝μ1g，v1＝a1t1，x1＝12a1t21对滑板有x0＝12at21，8又x0－x1＝L2圆盘离开滑板后做匀减速运动，设圆盘从离开滑板到静止时的位移为x2，加速度为a2对圆盘有a2＝－μ2g0－v21＝2a2x2联立以上各式，解得圆盘从开始运动到最后停止的位移x＝x1＋x2＝μ1gLa－μ1g＋μ21gL2μ2a－μ1g＝μ1gLμ1＋μ22μ2a－μ1g.【答案】μ1gLμ1＋μ22μ2a－μ1g