江苏2019高考物理课时跟踪检测十牛顿运动定律的综合应用.docx

课时跟踪检测（十） 牛顿运动定律的综合应用对点训练：对超重与失重的理解1探究超重和失重规律时，一位体重为G的同学站在一个压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图像，则下列图像中可能正确的是()解析：选D人在压力传感器上下蹲时，先加速下降，然后减速下降，即加速度方向先向下后向上，人先失重后超重，故选项D正确。2(2018江阴六校联考)动物园的海洋馆深受小朋友的喜欢，其中“海狮顶球”节目因其互动性强而更深受小朋友的喜爱。如图所示为一海狮把球顶向空中，并等其落下。下列有关球的受力与运动的一些说法正确的是()A球在最高处受到重力和海狮对它的顶力作用B球在最高处时球的速度为0，处于平衡状态C球在上升的过程中处于超重状态D球在下落的过程中可认为只受重力作用解析：选D竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，不是平衡状态，故B错误；球在上升的过程中只受到重力的作用，加速度为g，加速度的方向向下，处于失重状态，故C错误；竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，故D正确。3.多选某同学用台秤研究电梯中的超重、失重现象。地面上其体重为500 N，再将台秤移至电梯内测其体重。电梯从t0时由静止开始运动，到t11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示，重力加速度g10 m/s2。则()A电梯为下降过程B在1011 s内电梯的加速度大小为2 m/s2CF3的示数为550 ND电梯运行的总位移为19 m解析：选ABD02 s该同学所受的支持力小于重力，合力向下，加速度向下，由于电梯初始为静止状态，所以02 s内电梯匀加速下降，210 s内该同学所受的支持力等于重力，此时为平衡状态，所以210 s内电梯保持2 s末的速度匀速下降，1011 s内该同学所受的支持力大于重力，合力向上，由于之前的速度向下，所以此阶段电梯匀减速下降，选项A正确；匀加速阶段加速度a1 m/s2,2 s末的速度v2at2 m/s，此阶段位移x1at22 m；匀速阶段位移x216 m；匀减速阶段时间t1 s，初速度为2 m/s，末速度等于0，所以此阶段加速度a2 m/s2，根据牛顿第二定律FNGmaa，解得此时的支持力FN600 N，即F3600 N，此阶段位移x3t1 m。总位移xx1x2x319 m，故选项B、D正确，C错误。对点训练：动力学中整体法与隔离法的应用4(2018武威模拟)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为()A伸长量为B压缩量为C伸长量为 D压缩量为解析：选A对小球受力分析，如图，由几何关系F合m2gtan 由牛顿第二定律agtan 车向左加速或向右减速对小物体受力分析，受重力、支持力和弹簧弹力，合力等于弹簧弹力，根据牛顿第二定律F弹m1gtan 物体受向左的弹力结合胡克定律可知弹簧的伸长量为。5多选(2018惠安县模拟)如图所示，两个质量分别为m12 kg，m23 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F130 N、F220 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则()A弹簧秤的示数是10 NB弹簧秤的示数是50 NC在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度不变D在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度变大解析：选CD对整体分析，整体的加速度a m/s22 m/s2。隔离对m2分析，有FF2m2a，解得：FF2m2a2032 N26 N，故A、B错误。在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，则m1所受的合力不变，所以m1的加速度不变，故C正确。在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，m2所受的合力变为弹簧的弹力，则加速度a m/s2，加速度变大，故D正确。6.如图所示，已知Mm，不计滑轮及绳子的质量，物体M和m恰好做匀速运动，若将M与m互换，M、m与桌面间的动摩因数相同，则()A物体M与m仍做匀速运动B物体M与m做加速运动，加速度aC物体M与m做加速运动，加速度aD绳子中张力不变解析：选D当物体M和m恰好做匀速运动，对M，水平方向受到绳子的拉力和桌面的摩擦力，得：MgTmg所以：若将M与m互换，则对M：MaMgT对m，则：maTmg得：a故A、B、C错误；绳子中的拉力：Tmamgmgmg。故D正确。7(2018淮阴高三模拟)粗糙的地面上放着一个质量M1.5 kg 的斜面体，斜面部分光滑，底面与地面间的动摩擦因数0.2，倾角37，在固定在斜面的挡板上用轻质弹簧连接一质量 m0.5 kg的小球，弹簧的劲度系数k200 N/m，现给斜面体施加一水平向右的恒力F，使整体向右以加速度a1 m/s2做匀加速运动。已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2。(1)求F的大小；(2)求出弹簧的形变量及斜面对小球的支持力大小。解析：(1)整体以a匀加速向右运动，根据牛顿第二定律：F(Mm)g(Mm)a，解得F6 N。(2)设弹簧的形变量为x，斜面对小球的支持力为FN对小球受力分析：在水平方向：kxcos FNsin ma在竖直方向：kxsin FNcos mg解得：x0.017 mFN3.7 N。答案：(1)6 N(2)0.017 m3.7 N对点训练：动力学中的临界极值问题8如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为。若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1与a2的比为()A11 B23C13 D32解析：选C当水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，临界情况是A、B的加速度相等，隔离对B分析，B的加速度为：aBa1g，当水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时A、B间的摩擦力刚好达到最大，A、B的加速度相等，有：aAa2g，可得：a1a213。9(2018桂林一模)如图所示A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，B与水平地面间的动摩擦因数10.1，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)()A20 N B15 NC10 N D5 N解析：选B当F作用在物体B上时，A、B恰好不滑动时，A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有：2mgma对整体，有：Fmax1(m1m2)g(m1m2)a；由上述各式联立解得：Fmax15 N。10.多选(2018武汉模拟)如图所示，在倾角为30的光滑斜面上端系有一劲度系数为200 N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为2 kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变。若挡板A以4 m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动，取g10 m/s2，则()A小球向下运动0.05 m时速度最大B小球向下运动0.01 m时与挡板分离C小球速度最大时与挡板分离D小球从一开始就与挡板分离解析：选AB球和挡板分离前小球做匀加速运动；球和挡板分离后做加速度减小的加速运动。当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零，即：kxmmgsin 30，解得：xm0.05 m，由于开始时弹簧处于原长，所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05 m，故A正确。设球与挡板分离时位移为x，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F。根据牛顿第二定律有：mgsin 30kxF1ma，保持a不变，随着x的增大，F1减小，当m与挡板分离时，F1减小到零，则有：mgsin 30kxma，解得：x0.01 m，即小球向下运动0.01 m时与挡板分离，故B正确，C、D错误。考点综合训练11(2018武汉模拟)冰壶运动是在水平冰面上进行的体育项目，运动场地示意图如图所示。在第一次训练中，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线上的A处放手，让冰壶以一定的速度沿虚线滑出，冰壶沿虚线路径运动了s28.9 m，停在圆垒内的虚线上。已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.02，重力加速度大小为g10 m/s2。(1)运动员在投掷线A处放手时，冰壶的速度是多大？(2)在第二次训练中，该运动员在投掷线A处放手让冰壶以同样的速度滑出，同时，多名擦冰员用毛刷不断地擦冰壶运行前方的冰面，冰壶沿虚线路径比第一次多走了s5.1 m停下。假设用毛刷擦冰面后，被擦冰面各处粗糙程度相同，求冰壶与被擦冰面间的动摩擦因数。解析：(1)第一次训练中，设冰壶离手时的速度为v0，加速度为a，以冰壶运动方向为正方向，根据匀变速直线运动的速度位移公式：0v022as设冰壶质量为m，冰壶沿水平方向只受摩擦力作用，根据牛顿第二定律：mgma联立解得：v0代入数据求得：v03.4 m/s。(2)设冰壶与被擦后的冰面之间的动摩擦因数为，同理可得：v0联立解得：代入数据求得：0.017。答案：(1)3.4 m/s(2)0.01712(2018哈尔滨模拟)如图甲所示，滑块与长木板叠放在光滑水平面上，开始时均处于静止状态。作用于滑块的水平力F随时间t的变化图像如图乙所示，t2.0 s时撤去力F，最终滑块与木板间无相对运动。已知滑块质量m2 kg，木板质量M1 kg，滑块与木板间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2。(已知滑块在2.0 s内没有滑离木板)求：(1)在00.5 s内，滑块和长木板之间的摩擦力大小？(2)在2.0 s时，滑块和长木板的速度分别是多少？解析：(1)在00.5 s过程中，假设M、m具有共同加速度a1，对整体由牛顿第二定律有：F1(Mm)a1代入数据得：a12 m/s2木板M能达到的最大加速度为：a2 m/s24 m/s2a1所以M、m相对静止，M、m之间为静摩擦力为：fMa112 N2 N。(2)