【全程复习方略】高考物理一轮总复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课时提能演练 新人教版(1).doc

牛顿运动定律的综合应用(45分钟100分)一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有一个选项正确)1.(2014海淀区模拟)如图所示,将物体a放在容器b中,以某一速度把容器b竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器b的底面始终保持水平,下列说法正确的是()a.在上升和下降过程中a对b的压力都一定为零b.上升过程中a对b的压力大于物体a受到的重力c.下降过程中a对b的压力大于物体a受到的重力d.在上升和下降过程中a对b的压力都等于物体a受到的重力【解析】选a。把容器b竖直上抛,物体a和容器b都处于完全失重状态,在上升和下降过程中a对b的压力都一定为零,选项a正确。2.如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和m(mm=12)的物块a、b用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同。当用水平力f作用于b上且两物块共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1。当用同样大小的力f竖直加速提升两物块时(如图乙所示),弹簧的伸长量为x2,则x1x2等于()a.11b.12c.21d.23【解析】选a。水平放置时,f-(m+m)g=(m+m)a1,kx1-mg=ma1,可得x1=mf(m+m)k;竖直放置时:f-(m+m)g=(m+m)a2,kx2-mg=ma2,解得x2=mf(m+m)k,故x1x2=11,a正确。【变式备选】如图所示,a、b两物体之间用轻质弹簧连接,弹簧劲度系数为k,原长为l0。用水平恒力f拉a,使a、b一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧长度为l1;若将a、b置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力f拉a,使a、b一起做匀加速直线运动,此时弹簧长度为l2。若a、b与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是()a.l2l1c.l2=l1d.由于a、b质量关系未知,故无法确定l1、l2的大小关系【解析】选c。水平面光滑时,对a、b整体由牛顿第二定律f=(ma+mb)a,对b由牛顿第二定律得k(l1-l0)=mba,解得l1=mbfk(ma+mb)+l0。水平面粗糙时,对a、b整体由牛顿第二定律f-(ma+mb)g=(ma+mb)a,对b由牛顿第二定律得k(l2-l0)-mbg=mba,解得l2=mbfk(ma+mb)+l0,故l1=l2,选项c正确。3.(2014漳州模拟)如图所示,一根轻绳跨过光滑定滑轮,两端分别系一个质量为m1、m2的物块。m1放在地面上,m2离地面有一定高度。当m2的质量发生改变时,m1的加速度a的大小也将随之改变。以下的四个图像,最能准确反映a与m2间的关系的是()【解析】选d。当m2m1时,系统静止,a=0,当m2m1时,对整体有m2g-m1g=(m1+m2)a,即a=g-2m1m1+m2g,可见m2趋近于无穷大时,a趋近于g,选项d正确。4.电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10n,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8n,关于电梯的运动(如图所示),以下说法正确的是(g取10m/s2)()a.电梯可能向上加速运动,加速度大小为4 m/s2b.电梯可能向下加速运动,加速度大小为4 m/s2c.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2 m/s2d.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2 m/s2【解析】选c。电梯匀速运动时,对重物由平衡条件得mg=f,m=1kg,当弹簧测力计的示数变为8n时,对重物由牛顿第二定律得mg-f=ma,得a=2m/s2,加速度方向向下,其运动情况可能向上减速或向下加速,故只有c正确。【总结提升】巧用超重、失重观点解题当物体的加速度不在竖直方向上,而具有向上的分量a上或者具有向下的分量a下,则物体的视重与实重的关系为:(1)超重时:f视=mg+ma上,视重等于实重加上ma上,视重比实重大ma上。(2)失重时:f视=mg-ma下,视重等于实重减去ma下,视重比实重“失去”了ma下。5.如图所示,a、b两物体质量为m1和m2,叠放于光滑水平面上,现用水平拉力拉a时,a、b一起运动的最大加速度为a1,若改用水平拉力拉b时,a、b一起运动的最大加速度为a2,则a1a2为()a.11b.m1m2c.m2m1d.m12m22【解析】选b。拉a时隔离b有fm=m2a1,拉b时隔离a有fm=m1a2,故a1a2=m1m2,选项b正确。6.原来静止的物体受到外力f的作用,如图所示为力f随时间变化的图线,则与f-t图像对应的v-t图像是()【解析】选b。由f-t图像可知,在0t内物体的加速度a1=fm,做匀加速直线运动;在t2t内物体的加速度a2=fm,但方向与a1反向,做匀减速运动,故选项b正确。7.(2014厦门模拟)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在粗糙的水平传送带上,物体距传送带左端的距离为l。当传送带分别以v1、v2的速度逆时针转动(v1v2),稳定时绳与水平方向的夹角为,绳中的拉力分别为f1、f2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是()a.f1v122g,则物体在传送带上先加速再匀速到达左端,在速度小的传送带上需要的时间更长,t1t2,选项c、d错误。二、非选择题(本大题共3小题,共44分。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)8.(14分)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力f的作用,力f的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。重力加速度g=10m/s2。求:(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小;(2)物块在36s中的加速度大小;(3)物块与地面间的动摩擦因数。【解析】(1)由v-t图像可知,物块在69s内做匀速直线运动,由f-t图像知,69s的推力f3=4n(2分)由平衡条件得:f=f3=4n(2分)(2)由v-t图像可知,36s内物块做匀加速直线运动,则:a=v-v0t(3分)解得:a=2m/s2(1分)(3)在36s内,由牛顿第二定律得:f2-f=ma(2分)解得:m=1kg(1分)又有:f=n=mg(2分)解得:=0.4(1分)答案:(1)4n(2)2m/s2(3)0.49.(14分)如图所示,一个载货小车总质量为50kg,静止在水平地面上,现用大小为300n,跟水平方向成30角斜向上的拉力拉动货车,做匀加速运动,4s后撤去拉力,再经5s车的速度多大?货车运动的总位移是多少?(已知=0.1,g=10m/s2)【解析】在撤去外力前,对货车由牛顿第二定律得:fcos30-(mg-fsin30)=ma1(3分)4s后货车的速度:v1=a1t1(2分)解得:v1=18m/s(1分)撤去外力后,对货车由牛顿第二定律得:mg=ma2(2分)再经5s货车的速度:v2=v1-a2t2(2分)解得:v2=13m/s(1分)货车的位移:s=12a1t12+v1t2-12a2t22=113.5m(3分)答案:13m/s113.5m10.(能力挑战题)(16分)在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的某一高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端b点后沿水平的滑道再滑行一段距离到c点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为=0.50,斜坡的倾角=37。斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计。(g取10m/s2)试求:(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?(2)若出于场地的限制,水平滑道的最大距离为l=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离ab应不超过多少?(sin37=0.6,cos37=0.8)【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)明确滑板的运动情况和受力情况,由牛顿第二定律列方程。(2)明确滑块在ab段和bc段运动的速度关系,由运动学公式列方程。【解析】(1)设滑板在斜坡上下滑时的加速度为a1,由牛顿第二定律得:mgsin37-f=ma1(