（新课标）河南省高考物理总复习 第3章加强1讲 牛顿运动定律的综合应用课时限时检测.doc

牛顿运动定律的综合应用(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，16题只有一个选项正确，710题有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1.图3314如图3314所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程下图中正确的是()【解析】物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小为f1mgcos ，做初速度为零的匀加速直线运动，其vt图象为过原点的倾斜直线，a错；加速度大小不变，b错；其st图象应为一段曲线，d错物体到达水平面后，所受摩擦力f2mgf1，做匀减速直线运动，所以正确选项为c.【答案】c2如图3315所示，两个质量分别为m12 kg、m23 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接两个大小分别为f130 n、f220 n的水平拉力分别作用在m1、m2上，则()图3315a弹簧测力计的示数是10 nb弹簧测力计的示数是50 nc在突然撤去f2的瞬间，弹簧测力计的示数不变d在突然撤去f1的瞬间，m1的加速度不变【解析】设弹簧的弹力为f，加速度为a.对m1、m2和弹簧测力计组成的系统：f1f2(m1m2)a，对m1：f1fm1a，联立两式解得：a2 m/s2，f26 n，故a、b两项都错误；在突然撤去f2的瞬间，由于弹簧测力计两端都有物体，而物体的位移不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去f2的瞬间没有变化，弹簧上的弹力不变，故c项正确；若突然撤去f1，物体m1所受的合外力方向向左，而没有撤去f1时合外力方向向右，所以m1的加速度发生变化，故d项错误【答案】c3.图3316如图3316所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块a、b，a、b的质量均为2 kg，它们处于静止状态，若突然将一个大小为10 n、方向竖直向下的力施加在物块a上，则此瞬间，a对b的压力大小为(g取10 m/s2)()a10 nb20 nc25 n d30 n【解析】该题考查竖直方向上的连接体问题，选a、b整体为研究对象有f2ma，解得a2.5 m/s2.选a为研究对象有ffnmgma，解得fn25 n，选项c正确【答案】c4.图3317如图3317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()【解析】在m2与m1相对滑动前，fkt(m1m2)a，a与t成正比关系，at关系图线的斜率为，当m1与m2相对滑动后，m1受的是f21m2gm1a1，a1为一恒量，对m2有fm2gm2a2，得a2g，斜率为，可知a正确，b、c、d错误【答案】a5质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等从t0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力f的作用，f随时间t的变化规律如图3318所示重力加速度g取10 m/s2，则物体在t0至t12 s这段时间的位移大小为()图3318a18 mb54 mc72 m d198 m【解析】本题考查了牛顿运动定律和运动学公式，解答这类题目的关键是对物体进行正确的受力分析和运动过程分析物体所受摩擦力为fmg0.2210 n4 n，因此前3 s内物体静止.3 s6 s，a m/s22 m/s2，x1at232 m9 m；6 s9 s，物体做匀速直线运动，x2vt2at1t2233 m18 m；9 s12 s，物体做匀加速直线运动，x3vt3at63 m29 m27 m；x总x1x2x39 m18 m27 m54 m，故b选项正确【答案】b6.图3319(2014沈阳模拟)如图3319所示，质量为m12 kg的物体a经跨过定滑轮的轻绳与质量为m5 kg的箱子b相连，箱子底板上放一质量为m21 kg的物体c，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g10 m/s2，下列正确的是()a物体a处于失重状态，加速度大小为10 m/s2b物体a处于超重状态，加速度大小为20 m/s2c物体c处于失重状态，对箱子的压力大小为5 nd轻绳对定滑轮的作用力大小为80 n【解析】取a、b、c为整体，由牛顿第二定律得(mm2)gm1g(mm1m2)a，则加速度为a5 m/s2，a、b错；隔离c有m2gfnm2a，即fn5 n，c对；隔离a有tm1gm1a，即t30 n，所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2t60 n，d错【答案】c7.图3320(2014河北衡水中学模拟)如图3320所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管往下滑已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取10 m/s2，那么该消防队员()a下滑过程中的最大速度为4 m/sb加速与减速过程的时间之比为12c加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为17d加速与减速过程的位移之比为14【解析】a1t1vmaxa2t2，利用a12a2得t1t212，b正确；下滑的最大速度vmax28 m/s，a错误；加速过程中有mgff1ma1，减速过程中有ff2mgma2，而a18 m/s2，a24 m/s2，所以ff1ff217，c正确；加速过程与减速过程的平均速度相等，则其位移x1t1，x2t2，x1x2t1t212，d错误【答案】bc8a、b两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图3321所示，a、b始终相对静止，则在02t0时间内，下列说法正确的是()图3321at0时刻，a、b间静摩擦力最大bt0时刻，a、b速度最大c2t0时刻，a、b速度最小，与初始时刻相等d2t0时刻，a、b位移最大【解析】对整体，f产生加速度；隔离a，b对a的静摩擦力产生加速度由题中图象知，力f先减小到零，再反向增大，故加速度也先减小到零，再反向增大，所以t0时刻，a、b间静摩擦力为零，速度最大，a项错、b项正确；而在2t0时刻，它们速度最小，为零，由于速度方向一直未变，故2t0时刻位移最大，c、d正确【答案】bcd9.图3322(2014银川质检)如图3322所示，在倾角30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块a、b，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，c为一固定挡板，系统处于静止状态现开始用一沿斜面方向的力f拉物块a使之以加速度a向上做匀加速运动，当物块b刚要离开c时f的大小恰为2mg.则()a物块b刚要离开c时b的加速度也为ab加速度agc以a、b整体为研究对象可以计算出加速度agd从f开始作用到b刚要离开c，a的位移为【解析】物块b刚要离开c时b的加速度为0，a项错；未加f时对a受力分析得弹簧的压缩量x1，b刚要离开c时对b受力分析得弹簧的伸长量x2，此时对a由牛顿第二定律得fmgsin 30kx2ma，解得ag，b项正确、c项错；物块a的位移x1x2，d项正确【答案】bd10.如图3323(a)所示，用一水平外力f推着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大f，物体做变加速运动，其加速度a随外力f变化的图象如图(b)所示，若重力加速度g取10 m/s2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出()(a)(b)图3323a物体的质量b斜面的倾角c物体能静止在斜面上所施加的外力d加速度为6 m/s2时物体的速度【解析】分析物体受力，由牛顿第二定律得：fcos mgsin ma，由f0时，a6 m/s2，得37.由afgsin 和af图线知：，得：m2 kg.物体静止时的外力f0cos mgsin ，f0mgtan 15 n无法求出物体加速度为6 m/s2时的速度，因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，故a、b、c正确，d错误【答案】abc二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.图3324(12分)为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯的运行情况，甲、乙两名同学在一楼电梯内用电子体重计及停表进行了以下实验：质量m50 kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层的过程中，体重计的示数随时间变化的情况，并作出了如图3324所示的图象已知t0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层(取g10 m/s2)求：(1)电梯启动和制动时的加速度大小；(2)该大楼的层高【解析】(1)对于启动状态有：f1mgma1，解得a12 m/s2.对于制动状态有：mgf3ma2，解得a22 m/s2.(2)电梯匀速运动的速度va1t121 m/s2 m/s.从图中读得电梯匀速上升的时间t226 s，电梯运行的总时间t28 s.电梯运行的vt图象如图所示，所以总位移xv(t2t)2(2628)m54 m，层高h m3 m.【答案】(1)2 m/s22 m/s2(2)3 m图332512.(18分)(2013新课标全国)一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图像如图3325所示已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小【解析】从vt图像中获取速度及加速度信息根据摩擦力提供加速度，且不同阶段的摩擦力不同，利用牛顿第二定律列方程求解(1)从t0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止由题图可知，在t10.5 s时，物块和木板的速度相同设t0到tt1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则a1a2式中v05 m/s、v11 m/s分别为木板在t0、tt1时速度的大小设物块和木板的质量均为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1、2，由牛顿第二定律得1mgma1(122)mgma2联立式得10.2020.30(2)在t1时刻后，