高考物理一轮复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用练习 鲁科版.doc

第3讲 牛顿运动定律的综合应用课时作业单独成册方便使用 基础题组一、单项选择题1(2018四川乐山高三一诊)某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数(表内时刻不存在先后顺序)，若已知t0时刻电梯处于静止状态，则时间t0t1t2t3体重秤示数(kg)45.050.040.045.0a.t1时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化bt2时刻电梯可能向上做减速运动ct1和t2时刻电梯运动的方向相反dt3时刻电梯处于静止状态解析：超重和失重时物体的重力和质量是不变的，只是对悬挂物的压力或者支持力变化了，故a错误；t2时刻物体处于失重状态，电梯的加速度方向向下，可能向上做减速运动，选项b正确；t1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上，所以t1和t2时刻电梯的加速度方向相反，但是速度不一定相反，选项c错误；t3时刻电梯受力平衡，可能保持静止，也可能做匀速直线运动，故d错误答案：b2(2018湖南长沙模拟)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力f的大小随时间t变化的情况如图所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()agb2gc3g d4g解析：“蹦极”运动的最终结果是人悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于人的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时等于重力，即f0mg，则f0mg.当绳子拉力最大时，人处于最低点且所受合力最大，故加速度也最大，此时f最大f03mg，方向竖直向上，由牛顿第二定律有maf最大mg3mgmg2mg，得最大加速度a2g，故b正确答案：b3.(2018宁夏银川二中月考)电梯在t0时由静止开始上升，运动的at图象如图所示(选取竖直向上为正方向)，电梯内乘客的质量为m50 kg，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()a第9 s内乘客处于失重状态b18 s内乘客处于平衡状态c第2 s内乘客对电梯的压力大小为550 nd第9 s内电梯速度的增加量为1 m/s解析：第9 s内加速度为正，方向向上，乘客处于超重状态，只不过加速度在减小，a错误；18 s内加速度大小恒定，方向向上，乘客处于超重状态，b错误；第2 s内乘客受电梯的支持力和重力，根据牛顿第二定律有nmgma，解得n550 n，根据牛顿第三定律可得乘客对电梯的压力大小为550 n，c正确；第9 s内电梯速度的增加量等于该时间内at图象与时间轴所围图形的面积，即v11.0 m/s0.5 m/s，d错误. 答案：c4.(2018河南郑州质检)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()a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v0，因此空气阻力f0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g，故a错误；两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kvmg，因此最大速度与其质量成正比，即vmm，故，故b错误；由于，而v1v2，故甲球质量大于乙球质量，故c正确；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等，故d错误答案：c5如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为m的物体a、b(b物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，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a上，使物体a开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的vt图象如图乙所示(重力加速度为g)，则()a施加外力前，弹簧的形变量为b施加外力的瞬间，a、b间的弹力大小为m(ga)ca、b在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零d弹簧恢复到原长时，物体b的速度达到最大值解析：施加拉力f前，物体a、b整体平衡，根据平衡条件有2mgkx，解得x，故选项a错误；施加外力f的瞬间，对b物体，根据牛顿第二定律，有f弹mgfabma，其中f弹2mg，解得fabm(ga)，故选项b正确；物体a、b在t1时刻分离，此时a、b具有共同的速度v与加速度a，且fab0，对b物体，有f弹mgma，解得f弹m(ga)，故选项c错误；当f弹mg时，b达到最大速度，故选项d错误答案：b二、多项选择题6.如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆间的动摩擦因数为，现给环一个水平向右的恒力f，使圆环由静止开始运动，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力f1，f1kv(k为常数，v为环的速率)，则环在整个运动过程中，下列说法正确的是()a最大加速度为b最大加速度为c最大速度为d最大速度为解析：当f1mg，即kvmg，v时，圆环水平方向不受摩擦力，则圆环的加速度最大为a，a正确，b错误；当滑动摩擦力f(kvmg)f时，对应的速度最大，v，c正确，d错误答案：ac7(2018河南开封四校联考)如图甲所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的a、b两物体，b的质量是a的2倍，b受到水平向右的恒力fb2 n，a受到的水平方向的力fa(向右为正方向)按如图乙所示的规律变化，从t0开始计时，则()aa物体在3 s末的加速度是初始时刻的bt4 s后，b物体做匀加速直线运动ct4.5 s时，a物体的速度为零dt4.5 s后，a、b的加速度方向相反解析：根据题图乙可得出fa的变化规律为fa92t(n)，对于a、b整体，根据牛顿第二定律有fafb(mamb)a，设a、b间的作用力为n，则对b，根据牛顿第二定律可得nfbmba，解得nmbfb(n)；当t4 s时n0，a、b两物体开始分离，此后b做匀加速直线运动，当t4.5 s时，a物体的加速度为零而速度不为零，t4.5 s后，a所受合外力反向，即a、b的加速度方向相反，当t4 s时，a、b的加速度均为a，综上所述，选项b、d正确，c错误；t0时，a物体的加速度为a0，t3 s末，a物体的加速度为a，则aa0，故选项a正确答案：abd能力题组一、选择题8.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为m、2m的a、b两个物体，a、b间的最大静摩擦力为mg.现用水平拉力f拉b，使a、b以同一加速度运动，则拉力f的最大值为()amgb2mgc3mg d4mg解析：当a、b之间恰好不发生相对滑动时力f最大，此时，对于a物体所受的合力为mg，由牛顿第二定律知aag；对于a、b整体，加速度aaag，由牛顿第二定律得f3ma3mg.答案：c9如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，t0时，车开始沿水平面做直线运动，其vt图象如图乙所示g取10 m/s2，平板车足够长，则物块运动的vt图象为()解析：小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等，都为a4 m/s2，根据物块与车间的动摩擦因数可知，物块与车间的滑动摩擦力产生的加速度为2 m/s2，因此当车的速度大于物块的速度时，物块受到的滑动摩擦力是动力，相反则受到的滑动摩擦力是阻力设在t时刻滑块与车的速度相等，则有244(t6)2t得t8 s，故在08 s内，车的速度大于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是动力，则其加速度为2 m/s2，同理，可得在816 s内，车的速度小于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是阻力，则其加速度为2 m/s2，故c正确答案：c10(多选)如图甲所示，水平面上有一倾角为的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为t和n.若ta图象如图乙所示，ab是直线，bc为曲线，重力加速度为g10 m/s2.则()aa m/s2时，n0b小球质量m0.1 kgc斜面倾角的正切值为d小球离开斜面之前，n0.80.06a(n)解析：小球离开斜面之前，以小球为研究对象，进行受力分析，可得tcos nsin ma，tsin ncos mg，联立解得nmgcos masin ，tmacos mgsin ，所以小球离开斜面之前，ta图象呈线性关系，由题图乙可知a m/s2时，n0，选项a正确；当a0时，t0.6 n，此时小球静止在斜面上，其受力如图甲所示，所以mgsin t；当a m/s2时，斜面对小球的支持力恰好为零，其受力如图乙所示，所以ma，联立可得tan ，m0.1 kg，选项b、c正确；将和m的值代入nmgcos masin ，得fn0.80.06a(n)，选项d错误答案：abc二、非选择题11.(2018江西赣中南五校联考)质量为2 kg的雪橇在倾角37的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知今测得雪橇运动的vt图象如图所示，且ab是曲线最左端那一点的切线，b点的坐标为(4,9)，cd线是曲线的渐近线(sin 370.6，cos 370.8)试问：(1)雪橇开始时做什么运动？最后做什么运动？(2)当v03 m/s和v16 m/s时，雪橇的加速度大小各是多少？(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？解析：(1)vt图象的斜率表示加速度的大小，由题图可知，雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动(2)当v03 m/s时，雪橇的加速度是a0 m/s21.5 m/s2，当v16 m/s时，雪橇的加速度是a10.(3)开始加速时：mgsin kv0mgcos ma0最后匀速时：mgsin kv1mgcos 联立得kv0ma0kv1，得k1 kg/s，由式，得0.375.答案：(1)雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动最后做匀速直线运动(2)1.5 m/s20(3)1 kg/s0.37512如图所示，倾角为45的轨道ab和水平轨道bc在b处用一小段光滑圆弧轨道平滑连接，水平轨道上d点的正上方有一探测器，探测器只能探测处于其正下方的物体一小物块自倾斜轨道ab上离水平轨道bc高h处由静止释放，以小物块运动到b处的时刻为计时零点，探测器只在t25 s内工作已知小物块与倾斜轨道ab和水平轨道bc间的动摩擦因数分别为10.5和20.1，bd段长为l8 m，重力加速度g取10 m/s2，为使探测器在工作时间内能探测到小物块，求h的取值范围解析：设物块沿倾斜轨道ab运动的加速度为a1，由牛顿第二定律有mgsin 451mg