高考物理一轮复习 第三单元 牛顿运动定律 题组层级快练14 牛顿第二定律应用专题（二）新人教版.doc

题组层级快练(十四)一、选择题1(2017洛阳模拟)(多选)如图所示，物块a的质量是b的2倍，在恒力f作用下，在水平面上做匀加速直线运动若物块与水平面间接触面光滑，物块a的加速度大小为a1，物块a、b间的相互作用力大小为n1；若物块与水平面间接触面粗糙，且物块a、b与水平面间的动摩擦因数相同，物块b的加速度大小为a2，物块间的相互作用力大小为n2，则以下判断正确的是()aa1a2ba1a2cn1n2 dn1n2答案bc解析若物块与水平面间接触而粗糙，受到摩擦力作用，由牛顿第二定律，可知加速度减小，a1a2，b项正确，a项错误水平面间接触而光滑，对整体，由牛顿第二定律，f(2mm)a1，对物块b，n1ma1；水平面间接触而粗糙，对整体，由牛顿第二定律，f(2mm)g(2mm)a2，对物块b，n2mgma2；联立解得：n1n2，c项正确，d项错误2(2017高考压轴卷)如图所示，水平桌面上放置一木板甲，长木板上表面粗糙动摩擦因数为1，上面放置一铁块乙，两物块叠放在一起，以相同的速度向右运动，经过两段长度相等的水平面，其中cd段光滑，de段粗糙动摩擦因数为2，且12，下列说法正确的是()a运动过程中cd段乙受到的摩擦力方向向左，大小不变b运动过程中cd段乙受到的摩擦力方向向右，逐渐增大c运动过程中de段乙受到的摩擦力方向向左，大小不变d运动过程中de段乙受到的摩擦力方向向右，逐渐减小答案c解析取甲、乙系统整体分析有：cd段光滑，由于惯性甲乙以相同的速度向右运动，水平方向上甲乙之间无摩擦力，所以a、b两项错误；de段粗糙，由于12，乙相对甲向右滑动，乙受到向左的摩擦力，大小不变，所以c项正确3.(2017保定一模)(多选)如图所示，一质量m3 kg、倾角为45的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m1 kg的光滑楔形物体用一水平向左的恒力f作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动重力加速度为g10 m/s2，下列判断正确的是()a系统做匀速直线运动bf40 nc斜面体对楔形物体的作用力fn nd增大力f，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动答案bd解析a项，系统在水平方向只受推力f作用，做匀加速直线运动，故a项错误；b项，对m受力分析，受到重力以及斜面的支持力作用，合力向左，根据牛顿第二定律，得fncos45mg，mgtan45ma，解得fn10 n，a10 m/s2，对整体，根据牛顿第二定律得：f(mm)a40 n，故b项正确，c项错误；d项，增大力f，则m在水平方向的加速度增大，斜面体对楔形物体的支持力也增大，则支持力在竖直方向的分量大于重力，有向上的加速度，即楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动，故d项正确4(2017天津六校联考)(多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面上，这时速率为v2，则下列说法正确的是()a若v1v2，则v2v1b若v1v2，则v2v2c不管v2多大，总有v2v2d只有v1v2时，才有v2v1答案ab解析由于传送带足够长，物体减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速，分三种情况讨论：如果v1v2，物体会一直加速，当速度大小增大到等于v2时，物体恰好离开传送带，有v2v2；如果v1v2，物体同样会一直加速，当速度大小增大到等于v2时，物体恰好离开传送带，有v2v2；如果v1v2，物体会先在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，故物体与传送带一起向右匀速运动，有v2v1；故a、b两项正确，c、d两项错误5.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量均为m的物体a、b接触(a与b和弹簧均未连接)，弹簧水平且无形变用水平力f缓慢推动物体b，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体a、b静止已知物体a与水平面间的动摩擦因数为，物体b与水平面间的摩擦不计撤去f后，物体a、b开始向左运动，a运动的最大距离为4x0，重力加速度为g.则()a撤去f后，物体a和b先做匀加速运动，再做匀减速运动b撤去f瞬间，物体a、b的加速度大小为gc物体a、b一起向左运动距离x0后相互分离d物体a、b一起向左运动距离xx0后相互分离答案d解析a、b一起先做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，b与a分离，b做匀速运动，a做加速度增大的减速运动，当弹簧达到原长后，a与弹簧分离，做匀减速直线运动，故a项错误；撤去f瞬间，由kx0mg2 ma可知，b项错误；当物体a、b相互分离时，加速度为零，速度最大，此时弹簧弹力f弹mgkx，x，所以物体a、b一起向左运动距离xx0后相互分离，d项正确，c项错误6.如图所示为粮袋的传送装置，已知a、b间长度为l，传送带与水平方向的夹角为，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为，正常工作时工人在a点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从a到b的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()a粮袋到达b点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小b粮袋开始运动的加速度为g(sincos)，若l足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动c若tan，则粮袋从a到b一定一直是做加速运动d不论大小如何，粮袋从a到b一直做匀加速运动，且agsin答案a解析开始时，粮袋相对传送带向上运动，受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，由牛顿第二定律可知，mgsinfnma，fnmgcos，解得agsingcos，故b项错；粮袋加速到与传送带相对静止时，若mgsinmgcos，即当tan时粮袋将继续做加速运动，c、d项错误，a项正确7(2017四川模拟)(多选)如图所示，质量均为m的物块a、b叠放在一起，放在光滑的水平桌面上a、b之间的动摩擦因数为，物块b通过光滑定滑轮与质量为m的物块c相连a、b之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，轻绳与桌面平行下列说法正确的是()a要使得物块a、b之间发生相对滑动，物块c的质量m应大于b若物块a、b未发生相对滑动，物块a受到的摩擦力大小为c物块a运动的最大加速度为gd轻绳对定滑轮的作用力大小为mg答案bc解析abc项，设a、b相对静止时a、b的共同加速度为a，绳对c的拉力为t，b对a的摩擦力为f.根据题意可知此时c的加速度大小也为a(方向向下)；取c为研究对象，根据牛顿第二定律可得mgtma，解得tmgma取ab整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：t2ma取a为研究对象，根据牛顿第二定律可得：fma联立式，得f(mgma)a、b之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即fmg，其加速度也达到最大值amaxg由式，解得此时mmax，所以c项正确，a项错误由可推导出a，将a代入可得f，故b项正确d项，因为绳对c的拉力tmgmamg，所以绳对滑轮的力ftmg，所以d项错误8(2017孝感一模)(多选)如图甲所示，一根粗绳ab，其质量均匀分布，绳右端b置于水平光滑桌面边沿，现扰动粗绳右端b，使绳沿桌面边沿做加速运动，当b端向下运动x时，如图乙所示，距b端x处的张力t与x的关系满足t5xx2，一切摩擦不计，下列说法中正确的是(g10 m/s2)()a可求得粗绳的总质量b不可求得粗绳的总质量c可求得粗绳的总长度d可求得当x1 m时粗绳的加速度大小答案acd解析a项，设绳子的质量为m，长度为l，则桌面以下的长为x的绳子的质量mxm，桌面以上的部分：mmmx(1)m桌面以下的绳子受到重力和绳子的拉力，则：mxgtmxa桌面以上的部分：tma联立得：tmg()又：t5xx2即：5xx2mg()可得：m1 kg，l2 m故a、c项正确，b项错误；d项，当x1 m时粗绳的桌面以上的部分与桌面以下的部分长度相等，则两部分的质量相等，都是0.5 m，所以a0.5g5 m/s2.故d项正确9(2017湖南师大附中模拟)(多选)如图所示，a为放在光滑水平桌面上的长方形物块，在它上面放有物块b和c.a、b、c的质量分别为1 kg、5 kg、1 kg，b、c与a之间的动摩擦因数为0.10且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，k为轻滑轮，绕过轻滑轮连接b和c的轻细绳都处于水平位置现用水平方向的恒定外力f拉滑轮，使a的加速度等于2 m/s2，重力加速度取10 m/s2，在这种情况时，下列说法正确的是()ab、a之间沿水平方向的作用力的大小等于1 nbb、a之间沿水平方向的作用力大于c、a之间的c外力f的大小等于22 nd外力f的大小等于12 n答案ac解析设a的质量为m，a与b的最大静摩擦力为fb5mg0.5mg5 n，c与a的最大静摩擦力为fc0.1mg1 n，由于a的加速度等于2 m/s2，根据牛顿第二定律，则有：fama2 n，因此c对a的作用力为1 n，而b对a的作用力也为1 n，a、b间保持静止，a、c间滑动；a项正确，b项错误对ab整体受力分析，则有：a、c间f摩1 n，b绳上拉力为f1，根据牛顿第二定律，f11 n6ma，b绳上拉力为f111 n，c绳也一样为11 n，外力f的大小等于22 nc项正确，d项错误10.(多选)在内蒙古的腾格里沙漠，有一项小孩很喜欢的滑沙项目其运动过程可类比为如图所示的模型，倾角为37的斜面上有长为1 m的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为.小孩(可视为质点)坐在滑板上端，与滑板一起由静止开始下滑小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.5，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，g取10 m/s2，则以下判断正确的是()a小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s2b小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5 m/s2c经过 s的时间，小孩离开滑板d小孩离开滑板时的速度大小为 m/s答案ac解析a项，对小孩受力分析，小孩受到重力、支持力和滑板对小孩向上的摩擦力，根据牛顿第二定律，有mgsin371mgcos37ma1，得a12 m/s2，故a项正确；b项，小孩和滑板脱离前，对滑板运用牛顿第二定律，有mgsin371mgcos3722mgcos37ma2，代入数据，解得a21 m/s2，故b项错误；c项，设经过时间t，小孩离开滑板a1t2a2t2l，解得t s，故c项正确；d项，小孩离开滑板时的速度为va1t2 m/s，d项错误二、非选择题11(2017福建模拟)如图甲所示，一个以恒定速率逆时针转动的传送带ab，在其左侧边缘的b点有一个不计大小的滑块，若滑块以初速度v13 m/s冲上传送带，滑块运动的vt图像如图乙中实线a所示；若滑块以初速度v26 m/s冲上传送带，滑块运动的vt图像如图乙中实线b所示重力加速度g取10 m/s2.求：(1)传送带的长度l和传送带与滑块间的动摩擦因数；(2)滑块以初速度v13 m/s冲上传送带到返回b点所用的时间t.答案(1)32 m0.05(2)12.5 s解析(1)由vt图像可知，滑块以初速度v26 m/s冲上传送带时，在t8 s时刻到达a点，故传送带的长度为：lt(62)8 m32 m根据图线a或b，可求得滑块的加速度为：a0.5 m/s2由牛顿第二定律可得：mgma解得：0.05(2)滑块在前后两段时间的位移大小相等，方向相反，可得：63(106)2(t10)2解得滑块回到b点的时间为：t12.5 s12(2017孝义市模拟)如图所示，长为l的长木板a放在动摩擦因数为1的水平地面上，一滑块b(大小可不计)从a的左侧以初速度v0向右滑上木板，滑块与木板间的动摩擦因数为2(a与水平地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同)已知a的质量为m2.0 kg，b的质量为m3.0 kg，a的长度为l3.0 m，10.2，20.4，(g取10 m/s2)(1)a、b刚开始运动时各自的加速度分别是多大？(2)为保证b在滑动过程中不滑出a，初速度v0应满足什么条件？(3)分别求a、b对地的最大位移答案(1)4 m/s2；1 m/s2(2)初速度应小于等于5.5 m/s(3)0.75 m3.85 m解析(1)分别对a、b进行受力分析，根据牛顿第二定律：b物体的加速度：ab4 m/s2a物体的加速度：aa1 m/s2；(2)当a、b速度相等时，恰好到木板末端，此时不滑出a物体，就不会滑出，设经过时间t，ab的速度相等则有：v0abtaat根据位移关系，得v0tabt2aat2l代入数据解，得t s1.1 s，v05.5 m/s所以初速度应小于等于5.5 m/s(3)a、b速度达到相等后，相对静止一起以v1 m/s的初速度，a2g2 m/s2的加速度一起匀减速运动直到静止，发生的位移：s0.25 m之前a发生的位移为saaat20.6 mb发生的位移sbv0tabt23.6 m所以a发生的位移为sas0.5 m0.25 m0.75 mb发生的位移为sbs3.6 m0.25 m3.85 m13.(2017湖北模拟)如图所示，一直立的轻杆长为l，在其上、下端各紧套一个质量分别为m和2m的圆环状弹性物块a、b.a、b与轻杆间的最大静摩擦力分别是ff1mg、ff22mg，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等杆下方存在这样一个区域：当物块a进入该区域时受到一个竖直向上的恒力f作用，而b在该区域运动时不受其作用，pq、mn是该区域上下水平边界，高度差为h(l2h)现让杆的下端从距离上边界pq高h处由静止释放，重力加速度为g.(1)为使a、b间无相对运动，求f应满足的条件(2)若f3mg，求物块a到达下边界mn时a、b间的距离答案(1)fmg(2)lh解析(1)设a、b与杆不发生相对滑动时的共同加速度为a，a与杆静摩擦力为fa，则