2019版高考物理大牛顿运动定律课时达标9牛顿运动定律的综合应用.docx

第9讲牛顿运动定律的综合应用解密考纲本专题主要考查受力与运动过程的分析、状态变化和临界条件的推理、力与运动的计算、运用图象处理物理问题等，要求会用牛顿第二定律处理综合问题，是高考考查的热点1若货物随升降机运动的vt图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是(B)解析由速度图象可知货物的运动情况，先向下做匀加速运动(Fmgma)，然后匀速(Fmg)，接着匀减速运动(Fmgma)，后向上做匀加速运动(Fmgma)，再匀速运动(Fmg)，最后匀减速运动(Fmgma)，故选项B正确2(2018云南昆仑模拟)如图所示，一些商场安装了智能化的自动电梯，当有乘客乘用时自动电梯经过先加速后匀速两个阶段运行，则电梯在运送乘客的过程中(D)A乘客始终受摩擦力作用B乘客经历先超重再失重的状态C电梯对乘客的作用力始终竖直向上D电梯对乘客的作用力先指向前上方，再竖直向上解析乘客先斜向上做加速运动后做匀速运动，故乘客先超重后处于平衡状态，选项B错误；匀速运动阶段乘客受竖直方向的重力与支持力作用而平衡，不受摩擦力，选项A错误；乘客在加速运动阶段受电梯的作用力与重力，合力沿平行电梯斜面向上，重力竖直向下，故电梯对乘客的作用力斜向前上方，选项C错误、D正确3(多选) 如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，tt0时刻P离开传送带不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦，绳足够长正确描述小物体P的速度随时间变化的图象可能是(BC)解析若P在传送带左端时的速度v2小于v1，则P受到向右的摩擦力，当P受到的摩擦力大于绳的拉力时，P做加速运动，则有两种可能：第一种是一直做加速运动，第二种是先做加速运动，当速度达到v1后做匀速运动，所以选项B正确；当P受到的摩擦力小于绳的拉力时，P做减速运动，也有两种可能：第一种是一直做减速运动，从右端滑出；第二种是先做减速运动再做反向加速运动，从左端滑出若P在传送带左端具有的速度v2大于v1，则小物体P受到向左的摩擦力，使P做减速运动，则有三种可能：第一种是一直做减速运动，第二种是速度先减到v1，之后若P受到绳的拉力和静摩擦力作用而处于平衡状态，则其以速度v1做匀速运动，第三种是速度先减到v1，之后若P所受的静摩擦力小于绳的拉力，则P将继续减速直到速度减为0，再反向做加速运动，加速度不变，从左端滑出，所以选项C正确4如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(A)解析当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得a，at；当F比较大时，m2相对m1运动，根据牛顿第二定律，对m1有a1，则a1保持不变；对m2有a2tg，可见a2是t的线性函数，t增大，a2增大由于a.故选项A正确5一个物块放置在粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，速度v随时间t变化的关系如图乙所示，重力加速度g10 m/s2，则由图中信息可判定(D)A02 s内物块所受摩擦力Ff8 NB物块的质量为4 kgC物块在前6 s内的平均速度为3 m/sD物块与水平地面间的动摩擦因数0.4解析由题图乙知，02 s内，物块处于静止状态，物块受静摩擦力作用，F4 N，Ff4 N；选项A错误；由vt图象可知物块在前6 s内位移大小s12 m，所以平均速度为2 m/s，选项C错误；在24 s内物块做匀加速运动，满足F2mgma，a2 m/s2，在4 s后物块做匀速运动，F3mg，联立解得m2 kg，0.4，选项B错误，选项D正确6如图所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是(A)A地面对木楔的支持力大于(Mm)gB地面对木楔的支持力小于(Mm)gC地面对木楔的支持力等于(Mm)gD地面对木楔的摩擦力为0解析由于物体m沿斜面向下做减速运动，则物体的加速度方向与运动方向相反，即沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，故系统处于超重状态，所以可确定选项A正确，B、C错误；同理可知，加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故选项D错误7(2017天津名校质检)某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用，物体由静止开始做直线运动，其位移与力F1、F2的关系图象如图所示，在这4 m内，物体具有最大动能时的位移是(B)A1 mB2 mC3 mD4 m解析由题意可知物体在力F1、F2的作用下先做加速运动，后做减速运动，当F1、F2大小相等时物体的速度达到最大值，即x2 m时对应物体的动能最大故选项B正确8(2017福建师大附中模拟)如图甲所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，最大静摩擦力与滑动摩擦力不相等，重力加速度g取10 m/s2.根据题目提供的信息，下列判断正确的是(A)A物体的质量m2 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.6C物体与水平面的最大静摩擦力Ffmax12 ND在F为10 N时，物体的加速度a2.5 m/s2解析F1mgma1，F2mgma2，联立解得m2 kg，0.3，由题图乙知物体与水平面的最大静摩擦力Ffmax7 N，当F310 N时，F3mgma3，解得a32 m/s2，只有选项A正确9如图所示，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：(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解析(1)对物块A由牛顿第二定律知，mgsin 37mgcos 37ma1，代入数值得a110 m/s2.设经时间t1物块A与传送带共速，则由运动学规律知v带a1t1，即t10.3 s，此过程中物块A的位移为x1a1t0.45 m.物块A与传送带共速后，由牛顿第二定律知mgsin 37mgcos 37ma2，代入数值得a22 m/s2，由运动学规律知L甲x1v带t2a2t，代入数值得t21 s，所以物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间为tt1t21.3 s.(2)在物块A的第一个加速过程中，物块A在传送带上向后的划痕长度为L1v带t1x10.45 m，在物块A的第二个加速过程中，物块A在传送带上向前的划痕长度为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)1110滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，如图甲所示；OAB是同一竖直平面上的滑行轨道，其中OA段是长27 m的水平轨道，AB段是倾角37足够长的斜直轨道，OA与AB在A点平滑连接已知滑板及运动员总质量为60 kg，运动员从水平轨道向左滑向斜直轨道，滑到O点开始计时，其后一段时间内的运动图象如图乙所示将滑板及运动员视为质点滑过拐角时速度大小不变，在水平和斜直轨道上滑板和接触面间的动摩擦因数相同(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，忽略空气阻力)求：(1)滑板与接触面间的动摩擦因数；(2)运动员到达坡底A点时速度大小；(3)运动员沿坡上滑的最大距离(保留三位有效数字)解析(1)由题图乙运动图象知a2 m/s2，在水平方向由牛顿第二定律有mgma，解得0.2.(2)设人运动到