【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用B卷课时提升作业 新人教版.doc

第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用 b卷 (40分钟 100分)一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有一个答案正确)1.如图是一种升降电梯的示意图,a为载人箱,b为平衡重物,它们的质量均为m,上下均有跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动。如果电梯中乘客的质量为m,匀速上升的速度为v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升h高度后停止,在不计空气和摩擦阻力的情况下,重力加速度为g,下列说法正确的是()a.关闭电动机后,乘客处于超重状态b.关闭电动机后,乘客处于失重状态c.由于a、b质量相等,故关闭电动机后,乘客的加速度大小为gd.关闭电动机后,电梯上升的高度h一定小于v22g2.如图所示,两个质量相同的物体a和b紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力f1和f2,且f1f2,则a施于b的作用力的大小为()a.f1 b.f2c.12(f1+f2) d.12(f1-f2)3.(2013河西区模拟)如图甲所示,一个物体放在光滑的水平地面上。在t=0时刻,物体在水平力f作用下由静止开始做直线运动。在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。则()a.在0到t0时间内,力f大小恒定b.在0到t0时间内,物体的位移逐渐变大c.在0到t0时间内,物体的速度均匀增大d.在0到t0时间内,物体的速度逐渐变小4.(2013宿州模拟)如图所示,有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动,当作用力f一定时,m2所受绳的拉力()a.与有关b.与斜面动摩擦因数有关c.与系统运动状态有关d.仅与两物体质量有关5.(2013宿州模拟)有关超重和失重,以下说法中正确的是()a.物体处于超重状态时,所受重力增大,处于失重状态时,所受重力减小b.斜上抛的木箱中的物体处于完全失重状态c.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机必定处于下降过程d.在月球表面行走的人处于失重状态6.(2013九江模拟)如图所示,n个质量均为m的相同木块并排放在水平地面上,当木块1受到水平恒力f而向右加速运动时,木块3对木块4的作用力为()a.fb.若地面光滑,为f;若地面不光滑,小于fc.若地面光滑,为(1-3n)f;若地面不光滑,小于(1-3n)fd.不论地面是否光滑,均为(1-3n)f7.(2013华东师大附中模拟)一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(如图甲),某时刻剪断细线,铝球开始在油槽中下沉,通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像如图乙所示,已知重力加速度为g,根据上述信息,下列说法正确的是()a.铝球下沉的速度越来越大b.开始释放时,铝球加速度a0=gc.铝球下沉过程所受到油的阻力ff=ma0vv0d.铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力所做功二、计算题(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.(2013泸州模拟)(14分)如图所示,一质量为m=2kg的小物体静止放在水平面上的a点,t=0时,物体在水平恒力f的作用下由静止开始运动。1s末到达b点时速度为8m/s,在b点立即撤去恒力f,最后在3s末停在c点,重力加速度取g=10m/s2,求:(1)从第1s末到第2 s末,物体运动的距离;(2)恒力f的大小。9.(2013德州模拟)(14分)如图甲所示,质量m=4kg的物体在水平面上向右做直线运动,通过a点时物体突然受到一个水平向左的恒力f并开始计时,选水平向右为正方向,运动过程中通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v -t图像如图乙所示。(g=10m/s2)求:(1)04s和412 s两段时间内的加速度大小;(2)力f的大小和物体与水平面间的动摩擦因数;(3)10s末物体离a点的距离。10.(能力挑战题)(16分)如图所示,一足够长的木板b静止在水平地面上,有一小滑块a以v0=2m/s的水平初速度冲上该木板。已知木板质量是小滑块质量的2倍,木板与小滑块间的动摩擦因数为1=0.5,木板与水平地面间的动摩擦因数为2=0.1,求小滑块相对木板滑行的位移是多少?(g取10m/s2)答案解析1.【解析】选b。关闭电动机后,乘客减速上升,处于失重状态,选项a错误,b正确;对系统由牛顿第二定律得mg=(2m+m)a,选项c错误;由运动学公式得h=v22a=(2m+m)v22mg,选项d错误。2.【解析】选c。设两物体的质量均为m,这两物体在f1和f2的作用下,具有相同的加速度为a=f1-f22m,方向与f1相同。物体a和b之间存在着一对作用力和反作用力,设a施于b的作用力为fn(方向与f1方向相同)。用隔离法分析物体b在水平方向受力fn和f2,根据牛顿第二定律有fn-f2=ma,解得fn=12(f1+f2),故选项c正确。3.【解析】选b。由a-t图像可知物体的加速度逐渐减小,对物体由牛顿第二定律得f=ma,故物体所受水平力f逐渐减小,选项a错误;由于物体的加速度与速度方向相同,物体做加速运动,速度、位移逐渐增大,但速度增加得不均匀,选项b正确,c、d错误。4.【解析】选d。物体m1、m2的受力如图所示对整体:f-m1gsin-m2gsin-m1gcos-m2gcos=(m1+m2)a 对m2:t-m2gsin-m2gcos=m2a 联立得t=fm2m1+m2,可见m2所受拉力t仅与两物体质量有关,d正确。5.【解析】选b。处于超重或失重状态的物体所受重力不变,a错;有竖直向下的加速度时物体处于失重状态,与运动方向无关,c错;当竖直向下的加速度a=g时,处于完全失重状态,斜上抛的木箱中的物体a=g,b对;在月球表面行走的人,沿月球表面竖直方向加速度为零,d错,故选b。6.【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)分地面光滑和不光滑两种情况,以整体为研究对象,列牛顿第二定律方程,求出加速度。(2)隔离木块4、5n,列牛顿第二定律方程,求出木块3对木块4的作用力。【解析】选d。若地面光滑,对整体由牛顿第二定律得f=nma,对木块4、5n由牛顿第二定律得f34=(n-3)ma,解得f34=(1-3n)f;若地面不光滑,设地面与木块间的动摩擦因数为,对整体由牛顿第二定律得f-nmg=nma,对木块4、5n由牛顿第二定律得f34-(n-3)mg=(n-3)ma,解得f34=(1-3n)f,故选项d正确。7.【解析】选c。铝球下沉的速度先增大后不变,选项a错误;开始释放时,铝球除受重力外,还受到竖直向上的浮力作用,其加速度a0小于g,选项b错误;根据通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像可知,a=a0-a0vv0。设液体浮力为f,刚剪断细线时,v=0,油的阻力ff=0,由牛顿第二定律,mg-f=ma0。铝球下沉过程中,由牛顿第二定律,mg-f-ff=ma。联立解得铝球下沉过程所受到油的阻力ff=ma0vv0,选项c正确;铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力和浮力所做功,选项d错误。8.【解析】(1)撤去f后物体的加速度大小a1=vbt=82m/s2=4 m/s2 (2分)2s末3 s末,物体运动的距离x1=12a1t12=12412m=2 m (2分)1s末3 s末,物体运动的距离x2=12a1t22=12422m=8 m (2分)1s末2 s末,物体运动的距离x=x2-x1=6m (1分)(2)撤去f后,对物体由牛顿第二定律得:ff=ma1 (2分)恒力f作用时物体的加速度a2=vb-0t=81m/s2=8 m/s2 (2分)恒力f作用时,对物体由牛顿第二定律得:f-ff=ma2 (2分)解得:f=24n (1分)答案：(1)6m (2)24 n9.【解析】(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v -t图像得a1=v1t1=2m/s2 (1分)设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v -t图像得a2=v2t2=0.5m/s2 (1分)(2)根据牛顿第二定律,向右减速过程,有f+mg=ma1 (2分)向左加速过程,有f-mg=ma2 (2分)由解得:f=5n (2分)=0.075 (2分)(3)设10s末物体离a点的距离为d,向左加速过程,由v=a2t得:10s末的速度v=3m/s (2分)d应为v-t图像与横轴所围的面积,则:d=1248m-1263 m=7 m (2分)答案：(1)2 m/s20.5 m/s2 (2)5 n0.075 (3)7 m【变式备选】(2013黄山模拟)如图甲所示,一质量为m=1.0kg的木块从倾角为=37、长度为l=3.2m的固定粗糙斜面顶端由静止开始运动,同时木块受水平向左的风力作用,且水平风力与风速成正比,木块在斜面上下滑时的加速度a与风速v之间的关系如图乙所示。已知sin37=0.6,cos37=0.8,取重力加速度大小为g=10m/s2,求:(1)木块与斜面间的动摩擦因数;(2)风速v=3.0m/s时木块沿斜面下滑的时间t及木块所受水平风力f的大小。【解析】(1)当风速为0时,木块下滑的加速度为4.0m/s2,由牛顿第二定律得mgsin-mgcos=maa=gsin-gcos解得:=0.25。(2)由a -v图像可得:a=4-0.8v当v=3m/s时,木块下滑的加速度为a=1.6m/s2由运动学公式得:l=12at2,解得:t=2.0s由牛顿第二定律得:mgsin37-fcos37-(mgcos37+fsin37)=ma解得:f=2.5n答案：(1)0.25 (2)2.0s2.5n10.【解析】设小滑块的质量为m,木板的质量为2m,小滑块的加速度为a1,木板的加速度为a2,以小滑块为研究对象,由牛顿第二定律得:1mg=ma1 (2分)解得:a1=1g=5m/s2 (1分)经t秒,设木板与小滑块相对静止,共同速度为v,则:v=v0-a1t (2分)以木板为研究对象,由牛顿第二定律得:1mg-32mg=2ma2 (3分)a2=1mg-32mg2m=1m/s2 (1分)则经t秒木板的速度为:v=a2t (2分)解得:t=v0a1+a2=13s (1分)则小滑