2019届高中物理二轮复习热点题型专练专题3.3牛顿运动定律的综合应用含解析.docx

专题3.3 牛顿运动定律的综合应用1如右图，将手电筒竖直向上放置，接通电源开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮手持电筒并保持它在竖直方向运动，要使得小电珠熄灭，可以()A缓慢向上匀速运动B缓慢向下匀速运动C突然向上加速运动D突然向下加速运动【答案】C2用细线将篮球拴在升降机光滑的侧壁上，当升降机加速下降时，出现如图所示的情形四位同学对此现象做出了分析与判断，其中可能正确的是()A升降机的加速度大于g，侧壁对球无挤压B升降机的加速度小于g，侧壁对球有挤压C升降机的加速度等于g，侧壁对球无挤压D升降机的加速度等于g，侧壁对球有挤压【解析】若细线有拉力，则Tcosmgma，可知ag，此时侧壁对球有支持力；选项A错误；若细线无拉力，则mgma，可知ag，此时侧壁对球无支持力；升降机的加速度不可能小于g；故选项C正确【答案】C3如图所示，兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为4 kg的物体放在传感器上在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为44 Ng取10 m/s2.对此过程的分析正确的是() A物体受到的重力变大B物体的加速度大小为1 m/s2C电梯正在减速上升D电梯的加速度大小为4 m/s2【答案】B4为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示当此车加速上坡时，盘腿坐在座椅上的一位乘客()A处于失重状态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所受力的合力竖直向上【解析】当此车加速上坡时，车里的乘客具有相同的加速度，方向沿斜面向上，人应受到竖直向下的重力，垂直水平面竖直向上的弹力和水平向右的摩擦力，三力合力沿斜面向上，C正确，B、D错误；由于有沿斜面向上的加速度，所以在竖直方向上有向上的加速度，物体处于超重状态，A错误【答案】C5如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则() A在CD段时，A受三个力作用B在DE段时，A可能受二个力作用 C在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D整个下滑过程中，A、B均处于失重状态【答案】C6(多选)如图甲，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示由图可以判断()A图线与纵轴的交点M的值aMg B图线与横轴的交点N的值TNmgC图线的斜率等于物体的质量mD图线的斜率等于物体质量的倒数【解析】货物受重力和绳子的拉力作用，根据牛顿第二定律可得Tmgma，图线与纵轴的交点，即当T0时，ag，图线与横轴的交点即a0时，Tmg，A、B正确；根据牛顿第二定律可得ag，根据关系式可得图象的斜率k，C错误D正确 球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为，球拍与球保持相对静止，它们之间的摩擦及空气阻力不计，则()A运动员的加速度为gtanB球拍对球的作用力为C运动员对球拍的作用力为D若加速度大于gsin，球一定沿球拍向上运动【解析】对网球进行受力分析，受到重力mg和球拍的支持力FN，受力如图所示： 根据牛顿第二定律，FNsinma，FNcosmg，整理可以得到：FN，agtan，故选项A正确，选项B错误；以网球与球拍整体为研究对象，其加速度与网球的加速度相同，受力如图所示：根据牛顿第二定律得，运动员对球拍的作用力为F，故选项C错误；当加速度agtan时，网球将向上运动，由于gsin与gtan的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动，故D错误所以本题正确选项为A.【答案】A9(多选)如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与水平面间动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a大小可能是()Aag BagCag Dag【答案】CD10(多选)如图甲所示，静止在水平面C上足够长的木板B左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示A、B间最大静摩擦力大于B、C之间的最大静摩擦力，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力则在拉力逐渐增大的过程中，下列反映A、B运动过程中的加速度及A与B间摩擦力f1、B与C间摩擦力f2随时间变化的图线中正确的是()【答案】ACD11雨滴从空中由静止落下，若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大，图中能大致反映雨滴运动情况的是()答案C解析对雨滴进行受力分析可得mgkvma，随雨滴速度的增大可知雨滴做加速度减小的加速运动。故选C。12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、a2之比为()A11 B23 C13 D32答案C解析当水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，A、B的加速度相等，对B隔离分析，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，A、B的加速度相等，对A隔离分析，A的加速度为aAa2g，可得a1a213，C正确。 21如图所示，三个物体质量分别为m11.0 kg、m22.0 kg、m33.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面倾角30，m1和m2之间的动摩擦因数0.8。不计绳与滑轮的质量和摩擦，初始时刻用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A相对于m1上滑B相对于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. 如图甲所示，可视为质点的A、B两物体置于一静止长纸带上，纸带左端与A、A与B间距均为d0.5 m，两物体与纸带间的动摩擦因数均为10.1，与地面间的动摩擦因数均为0.2。现以恒定的加速度a2 m/s2向右水平拉动纸带，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)A物体在纸带上的滑动时间；(2)在图乙的坐标系中定性画出A、B两物体的vt图象；(3)两物体A、B停在地面上的距离。答案(1)1 s(2)图见解析(3)1.25 m解析(1)两物体在纸带上滑动时均有1mgma1当物体A滑离纸带时ata1td由以上两式可得t11 s。(2)如图所示。两物体A、B最终停止时的间距xx2dx1由以上各式可得x1.25 m。23如图所示，有1、2、3三个质量均为m1 kg的物体，物体2为一长板，与物体3通过不可伸长的轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H5.75 m，物体1与长板2之间的动摩擦因数0.2。长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v4 m/s的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下，求：(1)长板2开始运动时的加速度大小；(2)长板2的长度L0；(3)当物体3落地时，物体1在长板2上的位置。答案(1)6 m/s2 (2)1 m (3)物体1在长板2的最左端(2)1、2共速后，假设1、2、3相对静止一起加速，则有T2ma, mgTma，即mg3ma，得a，对1：fma3.3 Nmg2 N，故假设不成立，物体1和长板2相对滑动。则1、2共速时，物体1恰好位于长板2的右端。设经过时间t1二者速度相等，则有v1va1t1a2t1，代入数据解得t10.5 s，v13 m/s，x1t11.75 m, x20.75 m，所以长板2的长度L0x1x21 m。(3)1、2共速之后，分别对三个物体受力分析，有物体1：mgma4长板2：Tmgma5物体3：mgTma6且a5a6联立解得a42 m/s2，a54 m/s2。此过程物体3离地面高度hHx25 m根据hv1t2a5t解得t21 s，长板2的位移x3h物体1的位移x4v1t2a4t4 m则物体1相对长板2向左移动的距离xx3x41 mL0，即此时物体1在长板2的最左端。 24如图，在光滑的倾角为的固定斜面上放一个劈形的物体A，其上表面水平，质量为M.物体B质量为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相对静止一起沿斜面下滑，B对A的压力大小(2)若A的上表面光滑，求放手后的瞬间，B对A的压力大小【解析】(1)AB相对静止一起沿斜面下滑，加速度agsinB的加速度的竖直分量aygsin2则mgNmayNmgmgsin2mgcos2所以B对A的压力大小等于mgcos2【答案】(1)mgcos2(2)25如图所示，一个质量为M，长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M4m，球和管间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小均为4mg，管下端离地面高度H5 m.现让管自由下落，运动过程中管始终保持竖直，落地时向上弹起的速度与落地时速度大小相等，若管第一次弹起上升过程中，球恰好没有从管中滑出，不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2.求(1)管第一次落地弹起刚离开地面时管与球的加速度分别多大？(2)从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间(3)圆管的长度L.【解析】(1)管第一次落地弹起时，管的加速度大小为a1，球的加速度大小为a2，由牛顿第二定律对管Mg4mgMa1对球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 m26一大小不计的木块通过长度忽略不计的绳固定在小车的前壁上，小车表面光滑。某时刻小车由静止开始向右匀加速运动，经过2 s，细绳断裂。细绳断裂前后，小车的加速度保持不变，又经过一段时间，滑块从小车左端刚好掉下，在这段时间内，已知滑块相对小车前3 s内滑行了4.5 m，后3 s内滑行了10.5 m。求从绳断到滑块离开车尾所用的时间是多少？图6解析设小车加速度为a。绳断裂时，车和物块的速度为v1at1。断裂后，小车的速度vv1at2，小车的位移为：x1v1t2at滑块的位移为：x2v1t2绳断后，前3 s相对位移有关系：xx1x2at4.5 m得：a1 m/s227如图7所示，甲、乙两传送带倾斜放置，与水平方向夹角均为37，传送带乙长为4 m，传送带甲比乙长0.45 m，两传送带均以3 m/s的速度逆时针匀速转动，可视为质点的物块A从传送带甲的顶端由静止释放，可视为质点的物块B由传送带乙的顶端以3 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块质量相等，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：图7 (1)物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间； (2)物块A、B在传送带上的划痕长度之比。 (2)在物块A的第一个加速过程中，物块A在传送带上的划痕长度为L1v带t1x10.45 m在物块A的第二个加速过程中，物块A在传送带上的划痕长度为L2v带t2a2tv带t21.0 m所以物块A在传送带上的划痕长度为LAL21.0 m由分析知物块B的加速度与物块A在第二个加速过程的加速度相同，从传送带顶端加速到底端所需时间与t2相同所以物块B在传送带上的划痕长度为LBv带t2a2tv带t21.0 m故物块A、B在传送带上的划痕长度之比为LALB11答案(1)1.3 s(2)1128如图8甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板。开始时质量为m1 kg 的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，现将力F变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平面上运动的vt图象如图乙所示，g10 m/s2。求：图8 (1)水平作用力F的大小； (2)滑块开始下滑时的高度； (3)木板的质量。解析(1)滑块受