高考物理一轮复习 课时提升练9 牛顿运动定律的综合应用.doc

课时提升练(九)牛顿运动定律的综合应用(限时：45分钟)a组对点训练巩固基础知识题组一连接体问题1如图3317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3317a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】c2.如图3318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 图3318(g取10 m/s2)()a10 nb20 nc25 n d30 n【解析】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】c3.(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() 图3319a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】c题组二图象问题图33204(2015扬州一中模拟)(多选)将一个质量为1 kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反该过程的vt图象如图3320所示，g取10 m/s2.下列说法中正确的是()a小球所受重力和阻力之比为51b小球上升过程与下落过程所用时间之比为23c小球落回到抛出点时的速度大小为8 m/sd小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态【解析】上升过程中mgfma1，代入a112 m/s2，解得f2 n，小球所受重力和阻力之比为51，选项a正确；下落过程中mgfma2，可得a28 m/s2，根据hat2可得，选项b错误；根据va2t2，t2 s可得v8 m/s，选项c正确；小球下落过程中，加速度方向竖直向下，小球处于失重状态，选项d错误【答案】ac5(多选)如图3321甲所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直在升降机运行过程中，物块未曾离开升降机的天花板当升降机按如图3321乙所示的vt图象上行时，可知升降机天花板所受压力f1和地板所受压力f2随时间变化的定性图象可能正确的是 ()图3321【解析】由题意知，弹簧长度不变，且对物块向上的弹力不变，设为kx，则f2不变，c项对，d项错对物块受力分析有：kxmgfnma.(f1fn，作用力与反作用力) 由vt图知，加速时，f1fnkxmgma 匀速时，f1fnkxmg 减速时：f1fnkxmgma，故a项对，b项错正确选项为a、c.【答案】 ac6.如图3322甲所示，水平木板上有质量m1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力f作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力ff的大小如图 图3322乙所示取重力加速度g10 m/s2，下列判断正确的是()图3322a5 s内拉力对物块做功为零b4 s末物块所受合力大小为4.0 nc物块与木板之间的动摩擦因数为0.4d6 s9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2【解析】由图象知物块前4 s静止，4 s5 s内物块做加速运动，前5 s内拉力对物块做功不为零，故a选项错误；4 s末物块静止，所受合力为零，b选项错误；由4 s之后的运动情况判断其受滑动摩擦力ffmg3 n，得0.3，c选项错误；由牛顿第二定律可知4 s后物块的加速度a2 m/s2，d选项正确【答案】d题组三临界问题7(多选)a、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3323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3323at0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项错误、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项正确【答案】bcd8.(2014银川质检)(多选)如图3324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 图3324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项错误；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项错误；物块a的位移x1x2，d项正确【答案】bdb组深化训练提升应考能力9(2015荆州模拟)一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为ma1 kg和mb2 kg的a、b两物块、a、b与木板之间的动摩擦因数都为 图33250.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，水平恒力f作用在a物块上，如图3325所示(重力加速度g取10 m/s)则()a若f1 n，则物块、木板都静止不动b若f1.5 n，则a物块所受摩擦力大小为1.5 nc若f4 n，则b物块所受摩擦力大小为4 nd若f8 n，则b物块的加速度为1.0 m/s2【解析】a物块与板间的最大静摩擦力为2 n，当f2 n时，a物块没有与木板发生相对滑动，a、b与板整体向左加速，选项a错误；若f1.5 n，对a、b及轻质木板整体有a0.5 m/s2，对a物块分析有fffmaa，解得ff1 n，选项b错误；若f4 n，则a物块与板发生相对滑动，板对b物块的静摩擦力为2 n，选项c错误；若f8 n，板对b物块的静摩擦力仍为2 n，根据a可得a1 m/s2，选项d正确【答案】d10(多选)如图3326(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3326(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3326a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】abc11.如图3327所示，质量分别为m和m的两个小物体(可视为质点)中间连一长度为l的轻绳，放置在水平地面上，使绳处于竖直伸直状态(此时绳张力为零)，现在质量为m的物体上作用一竖直向上的恒力，作用时间t后，质量为m的物体上升到距地 图3327面高度h处(1)求质量为m的物体上升的加速度；(2)求作用在质量为m的物体上的恒力f的大小；(3)若轻绳所能承受的最大拉力是ft，要使质量为m的物体上升到距地面高度为h处，所需的最短时间是多少？【解析】(1)由hlat2得：质量为m的物体上升的加速度a.(2)对两个小物体组成的整体，由牛顿第二定律得f(mm)g(mm)a，解得f(mm)g(3)设上升过程中的最大加速度为a0，对质量为m的物体有ftmgma0，hla0t，联立解得所需的最短时间是tmin.【答案】(1)(2)f(mm)g(3)12(2015吉林长春调研)如图3328所示，质量为m2 kg的足够长的木板a静止在水平地面上，其上表面水平，木板a与地 图3328面间的动摩擦因数为10.1，一个质量为m3 kg的小物块b(可视为质点)静止于a的左端，小物块b与木板a间的动摩擦因数为20.3.现给小物块b一个水平向右的初速度，大小为v01 m/s.求：木板a与小物块b在整个运动过程中位移大小之比(最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小，g取10 m/s2)【解析】分别以a、b为研究对象，受力分析，木板和物块的加速度大小分别为aa、ab，由牛顿第二定律得：2mgmab2mg1(mm)gmaa假设经过t0秒a、b共速，共同速度设为v共，由匀变速直线运动的规律得：v0abt0aat0v共解得：aa2 m/s2，ab3 m/s2，t00.2 s，v共0.4 m/s共速过程中，a的位移大小设为xa，b的位移大小设为xb，则xaaat，xbv0t0abt解得：xa0.