2017_2018学年高中物理重难点强化练（三）牛顿运动定律的综合应用教科版.docx

重难点强化练（三） 牛顿运动定律的综合应用1(多选)(2015江苏高考)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图1所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()图1At2 s时最大Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小解析：选AD人受重力mg和支持力N的作用，由牛顿第二定律得Nmgma。由牛顿第三定律得人对地板的压力NNmgma。当t2 s时a有最大值，N最大；当t8.5 s时，a有最小值，N最小，选项A、D正确。2如图2所示，两车厢的质量相同，其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是()图2A绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B先开始运动的车厢里有人C后到达两车中点的车厢里有人D不去称量质量无法确定哪个车厢有人解析：选C根据牛顿第三定律，两车之间的拉力大小相等，故A错误；有拉力后，两车同时受到拉力，同时开始运动，故B错误；两车之间的拉力大小相等，根据牛顿第二定律，总质量大，加速度小，由xat2，相同时间内位移小，后到达中点，即后到达两车中点的车厢里有人，故C正确；无需称质量，可用C项办法确定哪个车厢有人，故D错误。3(多选)如图3(a)所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动，逐渐增大F，物体的加速度随之改变，其加速度a随F变化的图像如图(b)所示。取g10 m/s2，根据图(b)中所提供的信息可以计算出()图3Asin 0.6 Bsin 0.5C物体的质量为2.5 kg D物体的质量为2.0 kg解析：选AD对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图所示，x方向：Fcos mgsin ma，从图像中取两个点(30 N,6 m/s2)，(0 N，6 m/s2)代入解得m2 kg，sin 0.6，选项A、D正确。4(多选)如图4所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成角。则下列说法正确的是()图4A小铁球受到的合外力方向水平向左BF(Mm)gtan C系统的加速度为agtan DFMgtan 解析：选BC隔离小铁球分析受力得F合mgtan ma，且合外力水平向右，故小铁球加速度为gtan ，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为gtan ，A错误，C正确。整体分析得F(Mm)a(Mm)gtan ，故选项B正确，D错误。5. (多选)如图5所示，完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩擦因数均为，小车静止时，A恰好不下滑，现使小车加速运动，为保证A、B无滑动，则()图5A速度可能向左，加速度可小于gB加速度一定向右，不能超过(1)gC加速度一定向左，不能超过gD加速度一定向左，不能超过(1)g解析：选AD当小车处于静止时，A恰好不下滑，此时mgfN，要保证A静止，则A与小车之间的弹力不能减小，所以加速度一定向左，要保证B静止，B在水平方向上受到摩擦力，竖直方向上受到小车的支持力、重力和吸引力，磁铁B做加速度的合力等于摩擦力，要保证B静止，则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力，即ma(mgN)，解得a(1)g，故A、D正确。6.如图6所示，足够长的倾角37的光滑斜面体固定在水平地面上，一根轻绳跨过定滑轮，一端与质量为m11 kg的物块A连接，另一端与质量为m23 kg的物块B连接，绳与斜面保持平行。开始时，用手按住A，使B悬于距地面高H0.6 m处，而A静止于斜面底端。现释放A，试求A在斜面上向上滑行的最大距离？(设B落地后不再弹起，且所有接触面间的摩擦均忽略不计，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)图6解析：设B未落地前系统加速度大小为a1，B落地时的速度为v，B落地后A的加速度为a2，则依据题意有：m2gTm2a1Tm1gsin 37m1a1解得a16 m/s2v202a1Hm1gsin 37m1a20v22a2x解得a26 m/s2，x0.6 m故A在斜面上向上滑行的最大距离LHx1.2 m。答案：1.2 m7.某飞机场利用如图7所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角30，传送带两端A、B的距离L10 m，传送带以v5 m/s的恒定速度匀速向上运动。在传送带底端A轻放上一质量m5 kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数。求货物从A端运送到B端所需的时间。(g取10 m/s2)图7解析：以货物为研究对象，由牛顿第二定律得mgcos 30mgsin 30ma解得a2.5 m/s2货物匀加速运动时间t12 s货物匀加速运动位移x1at125 m然后货物做匀速运动，运动位移x2Lx15 m匀速运动时间t21 s所以货物从A到B所需的时间tt1t23 s。答案：3 s8.如图8所示，质量为4 kg的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上。细绳的延长线通过小球的球心O，且与竖直方向的夹角为37，已知g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图8(1)汽车匀速运动时，细绳对小球的拉力和车后壁对小球的压力；(2)若要始终保持37，则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少？解析：(1)对小球受力分析如图所示，将细绳拉力T分解有：TyTcos ，TxTytan ，由二力平衡可得：Tymg，TxN，解得细绳拉力T50 N，车壁对小球的压力Nmgtan 30 N。(2)设汽车刹车时的最大加速度为a，此时车壁对小球弹力N0，由牛顿第二定律有Txma，即mgtan ma解得：a7.5 m/s2，即汽车刹车时的加速度最大不能超过7.5 m/s2。答案：(1)50 N30 N(2)7.5 m/s29.如图9所示，长为L2 m、质量mA4 kg的木板A放在光滑水平面上，质量mB1 kg的小物块(可视为质点)位于A的中点，水平力F作用于A。A、B间的动摩擦因数0.2(A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2)。求：图9(1)为使A、B保持相对静止，F不能超过多大？(2)若拉力F12 N，物块B从A板左端滑落时木板A的速度为多大？解析：(1)要使A、B保持相对静止，A对B的摩擦力不能超过最大静摩擦力对B，fmmBg，由fmmBa得：ag2 m/s2对AB，F(mAmB)a10 N。(2)当F12 N10 N，A、B相对滑动对B，aBg2 m/s2对A，FfmmAaA得：aA2.5 m/s2设B从A上滑落须用时间t，则aAt2aBt2得：t2 s对A：vaAt5 m/s。答案：(1)10 N(2)5 m/s10如图10甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t11 s时撤去拉力，物体运动的部分vt图像如图乙所示，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图10(1)拉力F的大小；(2)t4 s时物体的速度v的大小。解析：(1)设F作用时加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知Fmgsin mgcos ma1撤去力F后，据牛顿第二定律，有mgsin mgcos ma2由图像斜率可得a120 m/s2，a210 m/s2，