2013届高考物理一轮复习知能演练 3.2 牛顿运动定律的综合应用 沪科版

1 20132013 届高考物理一轮复习知能演练届高考物理一轮复习知能演练 3 23 2 牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用 沪沪 科版科版 1 2012 湖北省 100 所重点中学高三联考 下列有关超重和失重的说法 正确的是 A 无论物体处于超重还是失重状态 物体所受的重力总是不变的 B 做竖直上抛运动的物体处于完全失重状态 C 在沿竖直方向上运动的升降机中出现失重现象时 升降机一定处于上升过程 D 在沿竖直方向上运动的升降机中出现失重现象时 升降机一定处于下降过程 解析 选 AB 当物体有向上的加速度时 处于超重 当有向下的加速度 时 处于失重 当向下的加速度为重力加速度时 处于完全失重 超重和失重都是视重 物 体的重力并不改变 并且 超重和失重和物体的实际运动过程没有关系 分析选项可知 只 有 A B 正确 2 图 3 2 9 2010 高考山东理综卷 如图 3 2 9 所示 物体沿斜面由静止滑下 在水平面上滑行一段 距离停止 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 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 图中正确的是 图 3 2 10 解析 选 C 物体先做匀加速运动后做匀减速运动 其v t图像应为倾斜直线 a t图像为 平行于横轴的直线 s t图像应为抛物线 选项 A B D 错误 根据滑动摩擦力f N可 知 f t图像应为平行于横轴的直线 由于物体对水平面的压力比对斜面的压力大 所以物 体对水平面的摩擦力较大 选项 C 正确 3 图 3 2 11 2012 陕西省西工大附中高三质检 如图 3 2 11 所示 质量为 4 kg 的物体A拴在一个被 拉伸的弹簧左端 弹簧的另一端固定在车上 当小车不动时弹簧的弹力为 2 N 此时物体A 静止在小车上 当小车向右做变加速运动时 其加速度由 0 逐渐增加到 1 m s2的过程中 下 述说法正确的是 A 物体A受到的弹簧弹力变大 B 物体A相对车不会滑动 C 物体A受到的摩擦力大小不变 2 D 物体 A受到的摩擦力先变小后变大 但不会超过 2 N 解析 选 BD 本题考查受力分析和牛顿运动定律 小车静止不动 弹簧被拉伸 说明其对物 体产生向右的拉力 大小为 2 N 时 说明摩擦力方向向左 当小车加速度逐渐增大时 则弹 簧的拉力与摩擦力的合力为物体提供向右的加速度 故可知此过程摩擦力逐渐减小 当 a 0 5 m s2时 摩擦力为 0 加速度再增大时 则摩擦力方向向右并不断增大且最大值为 2 N 故此过程物体始终处于相对静止状态 所以 B D 正确 图 3 2 12 4 2012 辽宁锦州期末 如图 3 2 12 所示 一名消防队员在模拟演习训练中 沿着长为 12 m 的竖立在地面上的钢管往下滑 已知这名消防队员的质量为 60 kg 他从钢管顶端由静 止开始先匀加速再匀减速下滑 滑到地面时速度恰好为零 如果他加速时的加速度大小是减 速的 2 倍 下滑的总时间为 3 s g取 10 m s2 那么该消防队员 A 下滑过程中的最大速度为 4 m s B 加速与减速过程的时间之比为 1 2 C 加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为 1 7 D 加速与减速过程的位移之比为 1 4 解析 选 BC 物体的v t图像如图所示 设最大速度为v 加速阶段的加速度 时间和位移 分别为a1 t1 s1 减速阶段的加速度 时间和位移分别为a2 t2 s2 由图像可知 t1 t2 1 2 s1 s2 1 2 故选项 B 正确 而 D 错误 由s t1 t2 及t1 t2 3 s 可 v 2 得 v 8 m s 故选项 A 错误 由v a1t1 a2t2得 a1 8 m s2 a2 4 m s2 加速阶段 mg f1 ma1 减速阶段 f2 mg ma2 解得 f1 f2 1 7 故选项 C 正确 5 图 3 2 13 原创题 2011 年 3 月 11 日日本发生的 9 0 级大地震牵动亿万人的心 各种救灾物资不断通 过机场和火车站运送到灾区 传送带在装送救灾物资方面发挥着巨大的作用 如图 3 2 13 所示为一水平传送带装置示意图 绷紧的传送带始终保持v 1 m s 的恒定速率运行 一质 量为m 4 kg 的救灾物资由静止放在A处 传送带对救灾物资的摩擦力使救灾物资做匀加速 直线运动 随后救灾物资又以与传送带相等的速率运动 若救灾物资与传送带间的动摩擦因 数 0 1 A B间的距离l 2 m g取 10 m s2 3 1 求救灾物资刚开始运动时所受滑动摩擦力大小与加速度大小 2 求救灾物资从A运动到B的时间 3 若救灾物资下面粘有煤灰 求救灾物资在传送带上留下的黑色痕迹的长度 解析 1 救灾物资刚开始运动时所受滑动摩擦力为 f mg 4 N 摩擦力提供救灾物资运动的动力 由牛顿第二定律得f ma 解得a 1 m s2 2 设救灾物资做匀加速直线运动的时间为t1 救灾物资加速运动的末速度为v 1 m s 则 v at1 代入数据解得t1 1 s 匀加速直线运动的位移s1 t1 0 5 m v 2 随传送带匀速运动的时间t2 1 5 s l s1 v 所以救灾物资从A运动到B的时间t t1 t2 2 5 s 3 黑色痕迹的长度即救灾物资相对传送带滑过的位移 救灾物资在加速阶段时间内发生的 位移为s1 t1 v 2 加速时间内传送带发生的位移为s2 vt1 所以黑色痕迹的长度为s2 s1 t1 1 m 0 5 m v 2 1 2 答案 1 4 N 1 m s2 2 2 5 s 3 0 5 m 一 选择题 1 图 3 2 14 2011 年 8 月 30 日 大邱田径世锦赛 女子撑杆跳比赛中 巴西选手穆雷尔战胜撑杆跳女皇 伊辛巴耶娃 获得冠军 若不计空气阻力 则穆雷尔在这次撑竿跳高中 A 起跳时竿对她的弹力大于她的重力 B 起跳时竿对她的弹力小于她的重力 C 起跳以后的下落过程中她处于超重状态 D 起跳以后的下落过程中她处于失重状态 解析 选 AD 穆雷尔在起跳时 在弹力的作用下向上加速 故此时竿对她的弹力大于她的重 力 A 正确 起跳以后的下落过程中 她只受重力作用而下落 所以处于失重状态 D 正确 图 3 2 15 4 2 2012 北京四中高三期中 某同学站在电梯底板上 利用速度传感器和计算机研究一观 光电梯升降过程中的情况 如图 3 2 15 所示的v t图像是计算机显示的观光电梯在某一 段时间内速度变化的情况 向上为正方向 根据图像提供的信息 可以判断下列说法中正确 的是 A 在 0 5 s 内 观光电梯在加速上升 该同学处于失重状态 B 在 5s 10 s 内 该同学对电梯底板的压力大小等于他所受的重力大小 C 在 10 s 20 s 内 观光电梯在加速下降 该同学处于失重状态 D 在 20 s 25 s 内 观光电梯在加速下降 该同学处于失重状态 解析 选 BD A 项 加速度向上 超重 错误 B 项 匀速运动 压力等于重力 正确 C 项 电梯在匀减速上升 加速度向下 失重 错误 D 项 加速下降 失重 正确 3 如图 3 2 16 所示 图 3 2 16 水平地面上有两块完全相同的木块A B 水平推力F作用在木块A上 用FAB表示木块A B 间的相互作用力 下列说法不可能正确的是 A 若地面是完全光滑的 则FAB F B 若地面是完全光滑的 则FAB F 2 C 若地面是有摩擦的 且木块A B未被推动 可能FAB F 3 D 若地面是有摩擦的 且木块A B被推动 则FAB F 2 解析 选 A 若地面光滑 先用整体法得F 2ma 再用隔离法分析木块B有FAB ma 则 FAB F 2 若地面是有摩擦的 且木块A B被推动 由整体法得F 2 mg 2ma 用隔离法对 木块B有FAB mg ma 则FAB F 2 若木块A B未被推动 则FAB F 2 4 图 3 2 17 在一次消防演习中 质量为 60 kg 的消防员欲到达距离楼顶l 40 m 处的房间 如图 3 2 17 所示 他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑 已知消防员从开始下滑到 A点共用了t 4 s 试估算他沿绳子下滑时受到的摩擦力f大小最接近 A 100 N B 300 N C 600 N D 900 N 解析 选 B 因为下滑时间t 4 s 由l at2知a 5 m s2 由牛顿第二定律 mg f ma 1 2 则f m g a 300 N 故 B 正确 5 图 3 2 18 5 如图 3 2 18 所示 质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上 物体距传送带 左端距离为L 稳定时绳与水平方向的夹角为 当传送带分别以v1 v2的速度逆时针转动 时 v1 v2 绳中的拉力分别为T1 T2 当剪断细绳时 物体到达左端的时间分别为t1 t2 则下列说法正确的是 A T1t2 D t1t2 故 C D 错误 6 图 3 2 19 空中缆车是旅游景点给游人准备的上山和进行空中参观的交通工具 如图 3 2 19 是一质 量为m的游客乘坐空中缆车沿着坡度为 30 的山坡上行的示意图 开始时空中缆车平稳上行 由于故障 缆车以加速度a g 2 加速上行 则下列说法中正确的是 A 加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的 倍 5 4 B 加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的 3 4 C 加速状态下游客受到的摩擦力与平稳状态下相等 D 加速状态下游客受到的摩擦力比平稳状态下的小 解析 选 A 缆车处于平衡状态时 游客对底面的压力N1 mg 摩擦力f1 0 加速状态下游客受力如图 所示 由牛顿第二定律有 法一 N2sin30 mgsin30 f2cos30 ma N2cos30 mgcos30 f2sin30 法二 f2 macos30 N2 mg masin30 解得f2 mg N2 mg 3 4 5 4 7 6 图 3 2 20 2012 江西重点盟校二次联考 质量为 0 3 kg 的物体在水平面上做直线运动 图 3 2 20 中的两条直线表示物体受水平拉力和不受水平拉力两种情形下的v t图像 g取 10 m s2 则下列说法正确的是 A 水平拉力大小可能等于 0 3 N B 水平拉力大小一定等于 0 1 N C 物体受到的摩擦力大小一定等于 0 1 N D 物体受到的摩擦力大小可能等于 0 2 N 解析 选 BD 由题可知aA m s2 aB m s2 若A为只受摩擦力的情况 则 Amg maA 1 3 2 3 A 对B Amg TB maB 解得TB 0 1 N 若B为只受摩擦力的情况 则 1 30 Bmg maB 0 2 N 解得 B 对A Bmg TA maA 得TA 0 1 N 所以 B D 正确 1 15 A C 错 8 2012 延安市高三二模 图 3 2 21 如图 3 2 21 所示 在倾角为 的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物 块A B 质量均为m 开始时两物块均处于静止状态 现向下压A再静止释放使A开始运动 当物块B刚要离开挡板时 A的加速度的大小和方向为 A 0 B 2gsin 方向沿斜面向下 C 2gsin 方向沿斜面向上 D gsin 方向沿斜面向下 解析 选 B 由题意知 当物块B刚要离开挡板时 对B进行受力分析 在沿斜面方向 F弹 mgsin 0 对A 在沿斜面方向 F弹 mgsin maA 联立得aA 2gsin 方向沿斜 面向下 故本题选 B 9 图 3 2 22 7 如图 3 2 22 所示 AB和CD是两条光滑斜槽 它们各自的两端分别位于半径为R和r的两 个相切的竖直圆上 并且斜槽都通过切点P 有一个小球由静止分别从A滑到B和从C滑到 D 所用的时间分别为t1和t2 则t1和t2之比为 A 1 1 B 2 1 C 1 D 1 33 解析 选 A AB的斜槽长sAB 2R 2r cos30 由受力分析知沿AB下滑的加速度 mgcos30 ma1 由运动学公式 sAB a1t 同理sCD a2t 易知t1 t2 1 1 选项 A 1 22 1 1 22 2 正确 10 2012 宝鸡高三质检 如图 3 2 23 甲所示 在倾角为 30 足够长的光滑斜面上 质 量为m的物块受到平行于斜面的力F作用 其变化规律如图乙 纵坐标为F与mg的比值 规定力沿斜面向上为正方向 则选项图中正确表达物块运动速度v随时间t变化规律的是 物块初速度为零 g取 10 m s2 图 3 2 23 图 3 2 24 解析 选 C 由牛顿第二定律知F mgsin30 ma 得 sin30 当 1 时 F mg a g F mg a g 即a g 故在 0 1 s 内做加速度为 5 m s2的匀加速直线运动 当 0 时 a g 故 1 2 1 2 F mg 1 2 在 1 2 s 内做加速度为 5 m s2的匀减速直线运动 t 2 s 时 v 0 当 1 时 F mg a g 故在 2 3 s 内做加速度为 15 m s2的反向匀加速直线运动 故 C 正确 3 2 二 非选择题 11 如图 3 2 25 所示 图 3 2 25 有A B两个楔形木块 质量均为m 靠在一起放于水平面上 它们的接触面的倾角为 现 8 对木块A施一水平推力F 若不计一切摩擦 要使A B一起运动而不发生相对滑动 求水平 推力F不得超过的最大值 解析 A B一起运动 则以A B整体为研究对象 由牛顿第二定律得 F 2ma 以A为研究对象 其受力情况如图所示 由图可知 A B一起运动而不发生相对滑动的临界 条件是地面对A的支持力为N 0 竖直方向 FBAcos mg 水平方向 F FBAsin ma 联立上式可得F 2mgtan 即水平推力F的最大值为 2mgtan 答案 2mgtan 12 图 3 2 26 如图 3 2 26 所示 木板静止于水平地面上 在其最右端放一可视为质点的木块 已知木 块的质量m 1 kg 木板的质量M 4 kg 长L 2 5 m 上表