高考物理大一轮复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课时作业.doc

第三章第3讲 牛顿运动定律的综合应用一、选择题(在题后给的选项中，第14题只有一项符合题目要求，第58题有多项符合题目要求)1(2015年执信中学期中)在探究超重和失重规律时，某体重为g的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力n随时间t变化的图象，则下列图象可能正确的是()【答案】d【解析】下蹲时，先向下做加速运动，后向下做减速运动，先失重后超重，所以只有选项d可能正确2(2015年中山四校联考)如图k331所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住现用一个力f拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法正确的是()图k331a若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零b若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零c斜面和挡板对球的弹力的合力等于mad斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值【答案】d【解析】设球的质量为m，斜面倾角为，斜面对球的弹力为f1，竖直挡板对球的弹力为f2.对球受力分析，如图所示，由牛顿第二定律，得f1cos mg0，f2f1sin ma，解得f1是定值，f2mgtan ma，故选项a、b错误，d正确；球所受斜面、挡板以及重力的合力为ma，故选项c错误3如图k332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k332a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【答案】c【解析】设弹簧的弹力为f，加速度为a对系统：f1f2(m1m2)a，对m1：f1fm1a，联立两式，解得a2 m/s2，f26 n，故选项a、b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，故选项c正确；若突然撤去f1，物体m1的合外力方向向左，而没撤去f1时，合外力方向向右，所以m1的加速度发生变化，故选项d错误4(2015年郑州模拟)如图k333所示，物块a、b、c质量分别为m、2m、3m，a与天花板间、b与c之间用轻弹簧相连，当系统平衡后，突然将a、b间轻绳剪断，在轻绳剪断瞬间，a、b、c的加速度(以向下为正方向)分别为()图k333ag，g，gb5g,2.5g,0c5g,2g,0dg,2g,3g【答案】b【解析】轻绳剪断前，对a、b、c整体由平衡条件得，6mgf10，解得f16mg，对c由平衡条件得3mgf20，解得f23mg；轻绳剪断瞬间，两个轻弹簧的拉力保持不变，而轻绳的拉力立即消失，由牛顿第二定律得，对amgf1maa，解得aa5g，对b2mgf22mab，解得ab2.5g，对c3mgf23mac，解得ac0，故选项b正确5(2015年天津模拟)如图k334所示，水平传送带以恒定速度v向右运动将质量为m的物体q轻轻放在水平传送带的左端a处，经过t秒后，q的速度也变为v，再经t秒物体q到达传送带的右端b处，则()图k334a前t秒内物体做匀加速运动，后t秒内物体做匀减速运动b后t秒内q与传送带之间无摩擦力c前t秒内q的位移与后t秒内q的位移大小之比为11dq由传送带左端运动到右端的平均速度为v【答案】bd【解析】前t秒内物体q相对传送带向左滑动，物体q受向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律ffma可知，物体q做匀加速运动，后t秒内物体q相对传送带静止，做匀速运动，不受摩擦力作用，选项a错误，b正确；前t秒内q的位移x1t，后t秒内q的位移x2vt，故，选项c错误；q由传送带左端运动到右端的平均速度v，选项d正确6(2015年佛山模拟)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图k335所示当此车减速上坡时，乘客()图k335a处于失重状态b重力势能增加c受到向前的摩擦力作用d所受力的合力沿斜面向上【答案】ab【解析】当车减速上坡时，乘客受到向后的摩擦力、支持力和重力，合力方向沿斜面向下，在竖直方向上支持力小于重力，处于失重状态选项a、b正确7(2015年湛江模拟)一根质量分布均匀的长绳ab，在水平外力f的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图k336甲所示绳内距a端x处的张力ft与x的关系如图k336乙所示，由图可知()图k336a水平外力f6 nb绳子的质量m3 kgc绳子的长度l2 md绳子的加速度a2 m/s2【答案】ac【解析】取x0，对a端进行受力分析，fftma，又a端质量趋近于零，则fft6 n，选项a正确；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，选项b、d错误；由题图知绳子的长度为2 m，选项c正确8.如图k337所示，一物体a静止在斜面上，通过细绳和滑轮与物体b相连，整个装置放在竖直方向运动的升降机里，下列说法正确的是()图k337a当升降机静止时，a受到的静摩擦力有可能沿斜面向上b当升降机开始向上加速运动时，a受到的静摩擦力的大小会变大c无论升降机怎么运动，绳上的拉力不会改变d当升降机自由下落时，若mamb，则a会沿斜面下滑【答案】ab【解析】当升降机静止时，若mbgmagsin ，则选项a正确当升降机向上加速时，设ff沿斜面向下，ffmagsin mb(ga)maasin ，得ff(mbmasin )(ga)与静止时f静(mbmasin )g比较，可知ff增大同理ff向上时，ff(masin mb)(ga)，与f静(masin mb)g比较还是增大，所以选项b正确绳的拉力等于mb(ga)，与加速度有关，则选项c错误自由下落时，物体均处于完全失重状态，a不会有相对斜面的运动，故选项d错误二、非选择题9(2015年银川模拟)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k338所示重力加速度g10 m/s2.求：图k338(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小；(2)物块在36 s中的加速度大小；(3)物块与地面间的动摩擦因数【答案】(1)4 n(2)2 m/s2(3)0.4【解析】(1)由vt图象可知，物块在69 s内做匀速直线运动，由ft图象知，69 s的推力f34 n由平衡条件得：fff34 n(2)由vt图象可知，36 s内物块做匀加速直线运动，则：a解得：a2 m/s2.(3)在36 s内，由牛顿第二定律得：f2ffma解得：m1 kg又有：fffnmg解得：0.4.10(2013年福建卷)质量为m、长为l的杆水平放置，杆两端a、b系着长为3l的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环已知重力加速度为g，不计空气影响(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图k339甲，求绳中拉力的大小；(2)若杆与环保持相对静止，在空中沿ab方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于a端的正下方，如图k339乙所示求此状态下杆的加速度大小a；为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？图k339【答案】(1)mg(2)g(mm)g与水平方向成60角斜向右上方【解析】(1)如图，设平衡时，绳中拉力为ft，有2ftcos mg0由图知cos 解得ftmg.(2)此时，对小铁环受力分析如图所示，有ftsin maftftcos mg0由图知60，联立解得ag.设外力f与水平方向成角，将杆和小铁环当成一个整体，其受力如图所示，有fcos (mm)afsin (mm)g0解得f(mm)gtan (或60)11如图k3310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端时的瞬时速度va4 m/s，达到b端时的瞬时速度设为vb(g取10 m/s2)图k3310(1)若传送带不动，vb多大？(2)若传送带以速度v(匀速)逆时针转动，vb多大？(3)若传送带以速度v(匀速)顺时针转动，vb多大？【答案】(1)3 m/s(2)3 m/s(3)见解析【解析】(1)传送带不动，工件滑上传送带后，受到向左的滑动摩擦力ffmg作用，工件向右做减速运动，初速度为va，加速度大小为ag1 m/s2，到达b端时的速度vb3 m/s.(2)传送带逆时针转动时，工件滑上传送带后，受到向左的滑动摩擦力仍为ffmg，工件向右做初速度为va、加速度大小为ag1 m/s2的减速运动，到达b端时的速度vb3 m/s.(3)传送带顺时针转动时，根据传送带速度v的大小，有下列5种情况：若vva，工件滑上传送带时，工件与传送带速度相同，均做匀速运动，工件到达b端时的速度vbva4 m/s.若v，工件由a到b，全程做