2014高三物理一轮复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用2

1 第三章第三章 第第 3 3 讲讲 牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用 2 2 时间时间 4545 分钟 满分分钟 满分 100100 分分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 7 分 共 70 分 在每小题给出的四个选项中 有 的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 图 3 3 17 2010 山东高考 如图 3 3 17 所示 物体沿斜面由静止滑下 在水平面上滑行一段 距离后停止 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同 斜面与水平面平滑连接 下图中 v a f和s分别表示物体速度大小 加速度大小 摩擦力大小和路程 下图中正确的是 2 2013届南京模拟 如图 3 3 18 所示 两块粘连在一起的物块a和b的质量分别 为ma和mb 把它放在水平的光滑桌面上 现同时给它们施加方向如图所示的推力Fa和拉 力Fb 已知Fa Fb 则a对b的作用力 图 3 3 18 A 必为推力 B 必为拉力 C 可能为推力 也可能为拉力 D 不可能为零 3 图 3 3 19 2013 届西安一中模拟 如图 3 3 19 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 2 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 g取 10 m s2 A 10 N B 20 N C 25 N D 30 N 4 2013 届辽宁省实验中学质检 某人在地面上用弹簧秤称得其体重为 490 N 他将弹 簧秤移至电梯内称其体重 t0至t3时间段内 弹簧秤的示数如图 3 3 20 所示 电梯运 行的v t图可能是 取电梯向上运动的方向为正 图 3 3 20 5 2013 届石家庄一中质检 如图 3 3 21 所示 质量均为m的两个木块P Q叠放 在水平地面上 P Q接触面的倾角为 现在Q上加一水平推力F 使P Q保持相对静 止一起向左做加速直线运动 下列说法正确的是 图 3 3 21 A 物体Q对地面的压力一定为 2mg B 若Q与地面间的动摩擦因数为 则 F 2mg C 若P Q之间光滑 则加速度a gtan D 地面与Q间的滑动摩擦力随推力F的增大而增大 6 3 图 3 3 22 2012 南昌一中模拟 如图 3 3 22 所示为杂技 顶杆 表演 一人站在地上 肩上 扛一质量为M的竖直杆 当杆上一质量为m的人以加速度a加速度下滑时 杆对地面上的 人的压力大小为 A M m g ma B M m g ma C M m g D M m g 7 图 3 3 23 2013 届银川一中质检 一个质量为 0 3 kg 的物体沿水平面做直线运动 如图 3 3 23 所示 图线a表示物体受水平拉力时的v t图象 图线b表示撤去水平拉力后 物体继续运动的v t图象 下列说法中正确的是 A 水平拉力的大小为 0 1 N 方向与摩擦力方向相同 B 水平拉力对物体做功的数值为 1 2 J C 撤去拉力后物体还能滑行 7 5 m D 物体与水平面间的动摩擦因数为 0 1 8 图 3 3 24 2013 届安康一中模拟 如图 3 3 24 所示 质量为m1 2 kg 的物体A经跨过定滑轮 的轻绳与质量为M 5 kg 的箱子B相连 箱子底板上放一质量为m2 1 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g 10 m s2 下列正确的是 A 物体A处于失重状态 加速度大小为 10 m s2 B 物体A处于超重状态 加速度大小为 20 m s2 C 物体C处于失重状态 对箱子的压力大小为 5 N D 轻绳对定滑轮的作用力大小为 80 N 4 9 图 3 3 25 2013 届衡水中学模拟 如图 3 3 25 所示 在光滑水平面上 放着两块长度相同 质量分别为M1和M2的木板 在两木板的左端各放一个大小 形状 质量完全相同的物 块 开始时 木板和物块均静止 今在两物块上分别施加一水平恒力F1 F2 当物块和木 板分离时 两木板的速度分别为v1和v2 物块和木板间的动摩擦因数相同 下列说法正确 的是 A 若F1 F2 M1 M2 则v1 v2 B 若F1 F2 M1v2 C 若F1 F2 M1 M2 则v1 v2 D 若F1v2 10 图 3 3 26 2013 届银川一中质检 如图 3 3 26 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a B 加速度a g C 以A B整体为研究对象可以计算出加速度a g 1 2 D 从F开始作用到B刚要离开C A的位移为 mg k 二 非选择题 本题 共 2 小题 共 30 分 计算题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 11 14 分 2013 届哈尔滨一中质检 如图 3 3 27 a 所示 质量m 1 kg 的物体沿 倾角 37 的固定粗糙斜面由静止开始向下运动 风对物体的作用力沿水平方向向右 其大小与风速v成正比 比例系数用k表示 物体加速度a与风速v的关系如图 5 3 3 27 b 所示 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g 10 m s2 求 图 3 3 27 1 物体与斜面间的动摩擦因数 2 比例系数k 12 图 3 3 28 16 分 2013 届陵水模拟 一小圆盘静止在一长为L的薄滑板上 且位于滑板的中央 滑板放在水平地面上 如图 3 3 28 所示 已知盘与滑板间的动摩擦因数为 1 盘与地 面间的动摩擦因数为 2 现突然以恒定的加速度a a 1g 使滑板沿水平地面运动 加速度的方向水平向右 若水平地面足够大 则小盘从开始运动到最后停止共走了多远的 距离 以g表示重力加速度 答案与解析 1 解析 物体在斜面上受重力 支持力 摩擦力作用 其摩擦力大小为 f1 mgcos 做初速度为零的匀加速直线运动 其v t图象为过原点的倾斜直线 A 错 加速度大小不变 B 错 其s t图象应为一段曲线 D 错 物体到达水平面后 所受 摩擦力f2 mg f1 做匀减速直线运动 所以正确选项为 C 答案 C 2 解析 该题考查加速度相同的连接体 可采用整体法求加速度 隔离法求相互作 用力 选整体为研究对象 Fa Fb ma mb a a 选b为研究对象 设作用力为 Fa Fb ma mb FN 则FN Fb mba FN 由于Fa Fb 但a b的质 Famb Fbmb Fbma Fbmb ma mb Famb Fbma ma mb 量关系未知 所以FN可能为正 也可能为负 故 C 选项正确 答案 C 3 解析 该题考查竖直方向上的连接体问题 选A B整体为研究对象有F 2ma 解得a 2 5 m s2 选 A 为研究对象有F FN mg ma 解得FN 25 N 选项 C 正确 答案 C 4 解析 由G t图象知 t0 t1时间内 具有向下的加速度 t1 t2时间内匀速 或静止 t2 t3时间内 具有向上的加速度 因此其运动情况可能是 t0 t3时间内 6 Error 故 A D 正确 答案 AD 5 解析 木块P Q组成的整体竖直方向受力平衡 所以地面对Q的支持力为 2mg 由牛顿第三 定律可知 Q对地面的压力为 2mg 选项 A 正确 由Ff FN可知 因为木块 Ff FN Ff 2mg 做加速运动F Ff 所以选项 B 错误 若P Q间光滑则 木块P受力如图所示 木块P所受合力Fp mgtan 因整体无相对运动 木块P的 加速度与整体加速度相同 即a gtan 选项 C 正确 地面与Q间的滑动摩擦力只与地 面与Q间的动摩擦因数及Q与地面间的压力有关 与推力F无关 选项 D 错误 答案 AC 6 解析 先对杆上的人受力分析 其受到重力mg和杆对其竖直向上的摩擦力f的 作用 根据牛顿第二定律知mg f ma 再对杆受力分析可知 站在地上的人对杆竖直向 上的作用力F Mg f 联立以上两式可得F M m g ma 根据牛顿第三定律知杆对地面 上的人的压力大小也为 M m g ma 答案 A 7 解析 图线a表示的v t图象加速度较大 说明物体所受的拉力与摩擦力方向 相同 则F f maa 0 2 N 图线b表示物体只在摩擦力作用下做匀减速运动 有 f mab 0 1 N 解得F f 0 1 N A 项正确 有水平拉力时 物体位移为s 3 5 3 2 m 12 m 故拉力做功的数值为W Fs 1 2 J B 项正确 撤去拉力后物体能滑行 13 5 m C 项错误 动摩擦因数 D 项错误 f mg 1 30 答案 AB 8 解析 取A B C为整体 由牛顿第二定律得 M m2 g m1g M m1 m2 a 则 加速度为a 5 m s2 A B 错 隔离C有m2g FN m2a 即FN 5 N C 对 隔离A有 T m1g m1a 即T 30 N 所以轻绳对定滑轮的作用力 大小为 2T 60 N D 错 答案 C 9 解析 7 分别作出物块和木板运动的v t图象 两图线包围的面积表示木板的长度L 若拉力 F相等 木板质量不等 则物块加速度相等 木板质量大的加速度小 木板的v t图线斜 率小 则物块滑离木板所用时间短 滑离时速度小 即v1对应质量较大的木板如图所示 v2对应质量较小的木板 B 对 同理 若拉力不等 木板的质量相等 则木板的加速度相 等 受拉力大的物块的v t图线斜率变大 物块滑离木板时间变短 滑离时速度变小 D 对 答案 BD 10 解析 物块B刚要离开C时B的加速度为 0 A 项错 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 mgsin 30 k mg 2k x2 此时对A由牛顿第二定律得F mgsin 30 kx2 ma 解得a g B 项正确 C mg 2k 项错 物块A的位移x1 x2 D 项正确 mg k 答案 BD 11 解析 1 对初始时刻 由牛顿第二定律得 mgsin mgcos ma0 由图读出a0 4 m s2 解得 0 25 gsin a0 gcos 2 对于末时刻加速度为零 则 mgsin FN kvcos 0 而FN mgcos kvsin 由图得出此时v 5 m s 联立解得k 0 84 kg s mg sin cos v sin cos 答案 1 0 25 2 0 84 kg s 12 解析 圆盘在滑板上做匀加速直线运动 设圆盘离开滑板前 加速度为a1 速 度为v1