高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律 能力课1 牛顿运动定律的综合应用课时训练（含解析）粤教版.doc

能力课1牛顿运动定律的综合应用一、选择题(15题为单项选择题，610题为多项选择题)1如图1甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。下滑位移s时的速度为v，其sv2图象如图乙所示，取g10 m/s2，则斜面倾角为()图1a30 b45c60 d75解析由sv2图象可知小物块的加速度a5 m/s2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度agsin ，所以30，a对，b、c、d错。答案a2(2017郑州质量预测)甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点(足够高)同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即fkv(k为正的常量)。两球的vt图象如图2所示。落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。则下列判断正确的是()图2a释放瞬间甲球加速度较大b.c甲球质量大于乙球质量dt0时间内两球下落的高度相等解析释放瞬间，两球受到的阻力均为0，此时加速度相同，选项a错误；运动到最后达到匀速时，重力和阻力大小相等，mgkv，则，选项b错误；由图象可知v1v2，因此甲球质量大于乙球质量，选项c正确；下落高度等于图线与时间轴围成的面积，可知甲球下落高度大，选项d错误。答案c3如图3所示，a、b两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，物体b与水平地面间的动摩擦因数10.1，物体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)()图3a20 n b15 n c10 n d5 n解析对物体a、b整体，由牛顿第二定律，fmax1(mm)g(mm)a；对物体a，由牛顿第二定律，2mgma；联立解得fmax(mm)(12)g，代入相关数据得fmax15 n，选项b正确。答案b4(2016南昌模拟)图4甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10 m/s2，下列判断正确的是()图4a前10 s悬线的拉力恒为1 500 nb46 s末材料离地面的距离为22 mc010 s材料处于失重状态d在3036 s钢索最容易发生断裂解析由图可知前10 s内材料的加速度a0.1 m/s2，由fmgma可知悬线的拉力为1 515 n，选项a错误；由图象面积可得整个过程上升高度是28 m，下降的高度为6 m，46 s末材料离地面的距离为22 m，选项b正确；因3036 s 材料加速度向下，材料处于失重状态，fmg，钢索最容易发生断裂，选项c、d错误。答案b5如图5所示，有材料相同的p、q两物块通过轻绳相连，并在拉力f作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力f的方向均平行于斜面。当拉力f一定时，q受到绳的拉力()图5a与斜面倾角有关b与动摩擦因数有关c与系统运动状态有关d仅与两物块质量有关解析设p、q的质量分别为m1、m2，q受到绳的拉力大小为ft，物块与斜面间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律，对整体分析，有f(m1m2)gsin (m1m2)gcos (m1m2)a；对q分析：有tm2gsin m2gcos m2a，解得tf，可见q受到绳的拉力t与斜面倾角、动摩擦因数和系统运动状态均无关，仅与两物块质量和f有关，选项d正确。答案d6(2016济南十校联考)如图6所示，质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上。用轻质弹簧将两物块连接在一起。当用水平力f作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力f作用在m1上时，两物块均以加速度a2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x。则下列关系正确的是()图6af2f bx2xcf2f dx2x解析取m1和m2为一整体，应用牛顿第二定律可得：f(m1m2)a。弹簧的弹力f弹kx。当两物块的加速度增为原来的2倍，拉力f增为原来的2倍，f弹增为原来的2倍，弹簧的伸长量也增为原来的2倍，故a、b正确。答案ab7.质量m1 kg的物体在合外力f作用下由静止开始做直线运动，合外力f随时间t的变化图象如图7所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是()图7a01 s内物体沿正方向做匀加速直线运动b第2 s末物体达到的最大速度2 m/sc第4 s末物体速度为0d第4 s末物体回到出发位置解析因为物体的质量是1 kg，所以物体加速度时间图象与物体的ft相同，由图象知，物体的加速度大小不断改变，做变加速运动，a项错误；at图象中，图线与坐标轴所围的“面积”表示物体获得的速度，第2 s末时，物体的速度最大，vm m/s2 m/s，b项正确；前2 s内物体沿正方向做加速运动，24 s内物体沿正方向做减速运动，第4 s末物体速度为零，c正确，d项错误。答案bc8(2015海南单科，9)如图8，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块。开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时()图8a物块与斜面间的摩擦力减小b物块与斜面间的正压力增大c物块相对于斜面减速下滑d物块相对于斜面匀速下滑解析当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式ffn可知物体与斜面间的摩擦力增大，故a错误，b正确；设斜面的倾角为，物体的质量为m，当匀速运动时有mgsin mgcos ，即sin cos 。当物体以加速度a向上加速运动时，有fnm(ga)cos ，fm(ga)cos ，因为sin cos ，所以m(ga)sin m(ga)cos ，故物体仍相对斜面匀速下滑，c错误，d正确。答案bd9如图9甲所示，地面上有一质量为m的重物，用力f向上提它，力f变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是()图9a当f小于图中a点值时，物体的重力mgf，物体不动b图中a点值即为物体的重力值c物体向上运动的加速度和力f成正比d图线延长线和纵轴的交点b的数值的绝对值等于该地的重力加速度解析当0fmg时，物体静止，选项a正确；当fmg时，即能将物体提离地面，此时，fmgma，ag，a点表示的意义即为fmg，所以选项b正确；直线的斜率为，故b点数值的绝对值为g，故选项d正确。答案abd10(2016湖北黄冈模拟)如图10甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力f作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力f与物体位移x的关系如图乙所示(g10 m/s2)，下列结论正确的是()图10a物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态b弹簧的劲度系数为750 n/mc物体的质量为2 kgd物体的加速度大小为5 m/s2解析物体与弹簧分离时，弹簧的弹力为零，轻弹簧无形变，所以选项a正确；从图中可知ma10 n，ma30 nmg，解得物体的质量为m2 kg，物体的加速度大小为a5 m/s2，所以选项c、d正确；弹簧的劲度系数k n/m500 n/m，所以选项b错误。答案acd二、非选择题11在物体下落过程中，速度小于10 m/s时可认为空气阻力与物体速度成正比关系。某科研小组在研究小球下落后的运动过程时，得到速度随时间变化的图象，并作出t0.5 s时刻的切线，如图11所示。已知小球在t0时刻释放，其质量为0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2，求：图11(1)小球与地面第一次碰撞过程中损失的机械能；(2)小球在运动过程中受到空气阻力的最大值。解析(1)由图象可知，小球第一次与地面碰撞前瞬间速度v15 m/s碰撞后瞬间速度大小：v24 m/s碰撞过程损失的机械能：emvmv代入数据可得e2.25 j。(2)由图象可得t0.5 s时小球加速度a4 m/s2由牛顿第二定律：mgfma由于：fkv得k0.75则：fmax3.75 n。答案(1)2.25 j3.75 n12如图12所示，质量为4 kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为37。已知g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图12(1)当汽车以a2 m/s2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力；(2)当汽车以a10 m/s2的加速度向右匀减速运动时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力。解析(1)当汽车以a2 m/s2向右匀减速行驶时，小球受力分析如图。由牛顿第二定律得：t1cos mg，t1sin fnma代入数据得：t150 n，fn22 n由牛顿第三定律知，小球对车后壁的压力大小为22 n。(2)当汽车向右匀减速行驶时，设车后壁弹