（全国通用）高三物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第3节 牛顿运动定律的综合应用课时跟踪检测.doc

牛顿运动定律的综合应用对点训练：超重与失重1(2015重庆高考)若货物随升降机运动的v t图像如图1所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力f与时间t关系的图像可能是()图1解析：选b根据v t图像可知电梯的运动情况：加速下降匀速下降减速下降加速上升匀速上升减速上升，根据牛顿第二定律fmgma可判断支持力f的变化情况：失重等于重力超重超重等于重力失重，故选项b正确。2(多选)(2015海南高考)如图2所示，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块。开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时()图2a物块与斜面间的摩擦力减小b物块与斜面间的正压力增大c物块相对于斜面减速下滑d物块相对于斜面匀速下滑解析：选bd当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式fffn可知物体与斜面间的摩擦力增大，故a错误，b正确；设斜面的倾角为，物体的质量为m，当匀速运动时有mgsin mgcos ，即sin cos ，假设物块以加速度a向上运动时，有fnm(ga)cos ，ffm(ga)cos ，因为sin cos ，所以m(ga)sin m(ga)cos ，故物块仍做匀速下滑运动，c错误，d正确。 对点训练：整体法与隔离法的应用3(多选)(2016湖北八校联考)质量分别为m和m的物块形状大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图3甲所示，绳子平行于倾角为的斜面，m恰好能静止在斜面上，不考虑m、m与斜面之间的摩擦。若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放m，斜面仍保持静止。则下列说法正确的是()图3a轻绳的拉力等于mgb轻绳的拉力等于mgcm运动的加速度大小为(1sin )gdm运动的加速度大小为g解析：选bc互换位置前，m静止在斜面上，则有：mgsin mg，互换位置后，对m有mgftma，对m有：ftmgsin ma，又ftft，解得：a(1sin )g，ftmg，故a、d错，b、c对。4(多选)(2016昆明检测)如图4甲所示，质量ma1 kg，mb2 kg的a、b两物块叠放在一起静止于粗糙水平地面上。t0时刻，一水平恒力f作用在物块b上，t1 s时刻，撤去f，b物块运动的速度时间图像如图乙所示，若整个过程中a、b始终保持相对静止，则()图4a物块b与地面间的动摩擦因数为0.2b13 s内物块a不受摩擦力作用c01 s内物块b对a的摩擦力大小为4 nd水平恒力的大小为12 n解析：选ac在v t图像中图线的斜率大小等于物块运动的加速度大小，则a14 m/s2，a22 m/s2，对两物块受力分析，由牛顿第二定律可得：f(mamb)g(mamb)a1，(mamb)g(mamb)a2，解得：0.2，f18 n，选项a正确，选项d错误；13 s内两物块一起运动，物块a也具有水平向左的加速度，对其受力分析，可知：b对a施加了水平向左的静摩擦力，选项b错误；同理在01 s内物块a也具有水平向右的加速度，对其受力分析，可知：b对a施加了水平向右的静摩擦力，由牛顿第二定律可得：ffmaa14 n，选项c正确。5(多选)(2016银川一中二模)如图5甲所示，用粘性材料粘在一起的a、b两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为ma1 kg、mb2 kg，当a、b之间产生拉力且大于0.3 n时a、b将会分离。t0时刻开始对物块a施加一水平推力f1，同时对物块b施加同一方向的拉力f2，使a、b从静止开始运动，运动过程中f1、f2方向保持不变，f1、f2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于a、b两物块受力及运动情况的分析，正确的是()图5at2.0 s时刻a、b之间作用力大小为0.6 nbt2.0 s时刻a、b之间作用力为零ct2.5 s时刻a对b的作用力方向向左d从t0时刻到a、b分离，它们运动的位移为5.4 m解析：选ad设t时刻a、b分离，分离之前a、b物体共同运动，加速度为a，以整体为研究对象，则有：am/s21.2 m/s2，分离时：f2ffmba，得：f2ffmba0.3 n21.2 n2.7 n，经历时间：t2.7 s3 s，根据位移公式：xat25.4 m，则d正确；当t2 s时，f21.8 n，f2ffmba，得：ffmbaf20.6 n，a正确，b错误；当t2.5 s时，f22.25 n，f2ffmba，得：ffmbaf20，a对b的作用力方向向右，c错误。对点训练：临界极值问题6(2016北京丰台区模拟)如图6所示，木块a的质量为m，木块b的质量为m，叠放在光滑的水平面上，a、b之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现用水平力f作用于a，则保持a、b相对静止的条件是f不超过()图6amgbmgcmg dmg解析：选c由于a、b相对静止，以整体为研究对象可知f(mm)a；若a、b即将相对滑动，以物体b为研究对象可知mgma，联立解得fmg，选项c正确。7(2016河南三市联考)如图7所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v010 m/s的速度沿木板向上运动，随着的改变，小物块沿木板滑行的距离x将发生变化，重力加速度g取10 m/s2。图7(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。解析：(1)当30时，小物块恰好能沿着木板匀速下滑。mgsin ff，ffmgcos 联立解得：。(2)对于小物块沿木板向上滑行，由动能定理，mgsin xmgcos x0mv02，解得x。令asin cos 设cos ，则asin()当时，a存在最大值am。即sin cos ，60时，x最小。对应的最小值x m。答案：(1)(2)60 m对点训练：滑块、滑板模型8如图8甲所示，静止在光滑水平面上的长木板b(长木板足够长)的左端静止放着小物块a。某时刻，a受到水平向右的外力f作用，f随时间t的变化规律如图乙所示，即fkt，其中k为已知常数。设物体a、b之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力ff，且a、b的质量相等，则下列可以定性描述长木板b运动的vt图像是()图8解析：选ba、b相对滑动之前加速度相同，由整体法可得：f2ma，当a、b间刚好发生相对滑动时，对木板有ffma，故此时f2ffkt，t，之后木板做匀加速直线运动，故只有b项正确。9(2016济南模拟)如图9所示，以水平地面建立x轴，有一个质量为m1 kg的木块放在质量为m2 kg的长木板上，木板长l11.5 m。已知木板与地面的动摩擦因数为10.1，m与m之间的动摩擦因数20.9(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。m与m保持相对静止共同向右运动，已知木板的左端a点经过坐标原点o时的速度为v010 m/s，在坐标为x21 m处的p点有一挡板，木板与挡板瞬间碰撞后立即以原速率反向弹回，而木块在此瞬间速度不变，若碰后立刻撤去挡板，g取10 m/s2，求：图9(1)木板碰挡板时的速度v1为多少？(2)碰后m与m刚好共速时的速度？(3)最终木板停止运动时ap间距离？解析：(1)对木块和木板组成的系统，有：1(mm)g(mm)a1v02v122a1x0，x0xl，代入数据得：v19 m/s(2)由牛顿第二定律可知：am2g9 m/s2amm/s26 m/s2m运动至停止时间为：t1s1 s此时m速度：vmv1amt19 m/s61 m/s3 m/s，方向向左，此后至m、m共速时间为t2，有：vmamt2amt2得：t20.2 s共同速度v共1.8 m/s，方向向左。(3)至共速m位移：x1(t1t2)1.2 m6.48 m共速后m、m以a11g1 m/s2向左减速至停下位移：x21.62 m最终ap间距：x11.5 mx1x219.60 m。答案：(1)9 m/s(2)1.8 m/s方向向左(3)19.60 m对点训练：传送带模型10(多选)(2016海口联考)如图11所示，水平传送带a、b两端相距s3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.1。工件滑上a端瞬时速度va4 m/s，到达b端的瞬时速度设为vb，则()图11a若传送带不动，则vb3 m/sb若传送带以速度v4 m/s逆时针匀速转动，vb3 m/sc若传送带以速度v2 m/s顺时针匀速转动，vb3 m/sd若传送带以速度v2 m/s顺时针匀速转动，vb2 m/s解析：选abc若传送带不动，由匀变速规律可知vb2va22as，ag，代入数据解得vb3 m/s，当满足选项b、c中的条件时，工件的运动情况跟传送带不动时的一样，同理可得，工件到达b端时的瞬时速度仍为3 m/s，故选项a、b、c正确，d错误。11(2016潍坊一中高三检测)一小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞行的子弹击中并从物块中穿过，如图12甲所示。固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块被击中后的位移x随时间的变化关系如图乙所示(图像前3 s内为二次函数，34.5 s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向)。已知传送带的速度v1保持不变，g取10 m/s 2。图12(1)求传送带速度v1的大小；(2)求0时刻物块速度v0的大小；(3)在图13中画出物块对应的v t图像。图13解析：(1)由