高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第3讲牛顿运动定律的综合应用一夯基提能作业本.docx

第3讲牛顿运动定律的综合应用(一)基础巩固1.(2014山东理综,15,6分)(多选)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有() A.t1B.t2C.t3D.t42.(2017福建福州一中测试)如图所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是()A.绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B.先开始运动的车厢里有人C.先到达两车中点的车厢里没有人D.不去称量质量无法确定哪个车厢里有人3.如图所示,a、b两物体的质量分别为m1和m2,由轻质弹簧相连。当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,加速度大小为a1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,加速度大小为a2。则有()A.a1=a2,x1=x2B.a1x2D.a1x24.(2016山东潍坊统考)如图甲所示,小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。下滑位移x时的速度为v,其x-v2图像如图乙所示,取g=10 m/s2,则斜面倾角为()A.30B.45C.60D.755.(2016吉林长春质量检测二,17)如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放在质量也为m的托盘B上,以N表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长量。初始时,在竖直向上的力F作用下系统静止,且弹簧处于自然状态(x=0)。现改变力F的大小,使B以的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度,空气阻力不计),此过程中N或F随x变化的图像正确的是()6.(2014重庆理综,5,6分)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是()7.如图所示,质量为0.5 kg、0.2 kg的弹性小球A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳,绳子末端与地面距离为0.8 m,小球距离绳子末端6.5 m,小球A、B与轻绳的滑动摩擦力都为重力的,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现由静止同时释放A、B两个小球,不计绳子质量,忽略与定滑轮相关的摩擦力,g=10 m/s2。求:(1)释放A、B两个小球后,A、B各自的加速度;(2)小球B从静止释放经多长时间落到地面。综合提升8.2016湖北七市(州)教科研协作体联考,21(多选)如图所示,竖直平面内有一光滑直杆AB,杆与水平方向的夹角为(090),一质量为m的小圆环套在直杆上,给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F,并从A端由静止释放,改变直杆和水平方向的夹角,当直杆与水平方向的夹角为30时,小圆环在直杆上运动的时间最短,重力加速度为g,则()A.恒力F一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向B.恒力F和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30角斜向右下的方向C.若恒力F的方向水平向右,则恒力F的大小为mgD.恒力F的最小值为mg 9.(2016黑龙江哈尔滨六中期中)(多选)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出其加速度a,得到如图乙所示的a-F图。取g=10 m/s2,则()A.滑块的质量m=4 kgB.木板的质量M=2 kgC.当F=8 N时滑块的加速度为2 m/s2D.滑块与木板间动摩擦因数为0.110.(2016广东广州执信中学期中)(多选)一斜面固定在水平面上,在斜面顶端有一长木板,木板与斜面之间的动摩擦因数为,木板上固定一轻质弹簧测力计,弹簧测力计下面连接一个光滑的小球,如图所示,当木板固定时,弹簧测力计示数为F1,现由静止释放后,木板沿斜面下滑,稳定时弹簧测力计的示数为F2,若斜面的高为h,底边长为d,则下列说法正确的是()A.稳定后弹簧仍处于伸长状态B.稳定后弹簧一定处于压缩状态C.=D.=11.(2016安徽合肥第二次质量检测,20)(多选)如图甲所示,水平地面上固定一足够长的光滑斜面,斜面顶端有一光滑定滑轮,一轻绳跨过滑轮,绳两端分别连接小物块A和B。保持A的质量不变,改变B的质量m,当B的质量连续改变时,得到A的加速度a随B的质量m变化的图线如乙图所示。设加速度沿斜面向上的方向为正方向,空气阻力不计,重力加速度g取9.8 m/s2,斜面的倾角为,下列说法正确的是()A.若已知,可求出A的质量B.若未知,可求出乙图中a1的值C.若已知,可求出乙图中a2的值D.若已知,可求出乙图中m0的值12.(2016福建福州质检,18)倾角为=45、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上,滑块M的顶端O处固定一细线,细线的另一端拴一小球,已知小球的质量为m= kg,当滑块M以a=2g的加速度向右运动时,细线拉力的大小为(取g=10 m/s2)()A.10 NB.5 NC. ND. N13.(2016陕西商洛模拟,24)如图甲所示,光滑水平面上放置斜面体ABC,AB与BC圆滑连接,AB表面粗糙且水平(长度足够长),倾斜部分BC表面光滑,与水平面的夹角=37。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,规定力传感器受压时,其示数为正值;力传感器被拉时,其示数为负值。一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑,运动过程中,力传感器记录到力F和时间t的关系如图乙所示。(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2),求:(1)斜面BC的长度;(2)滑块的质量;(3)运动过程中滑块克服摩擦力做的功。答案全解全析基础巩固1.ACv-t图像中,纵轴表示各时刻的速度,t1、t2时刻速度为正,t3、t4时刻速度为负,图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度,t1、t4时刻加速度为正,t2、t3时刻加速度为负,根据牛顿第二定律,加速度与合外力方向相同,故t1时刻合外力与速度均为正,t3时刻合外力与速度均为负,A、C正确。2.C根据牛顿第三定律,绳子对两车的拉力大小相等,方向相反,故A错误;有拉力后,两车同时受到拉力,同时开始运动,故B错误。两车之间的拉力时刻大小相等,根据牛顿第二定律知,总质量小的,加速度大,又由x=at2知,相同时间内位移大,先到达中点,则此车厢里没有人,故C正确、D错误。3.B对a、b物体及弹簧整体分析,有:a1=-g,a2=,可知a16 N时,两者发生相对运动,当F6 N时,两者相对静止;则当F=6 N时,对整体由牛顿第二定律有F=(M+m)a,可得M+m=6 kg;当F6 N时,对木板分析,其受到拉力和m给的摩擦力,由牛顿第二定律得a=F-,再结合图乙中图线的斜率,则知k=(kg-1),得M=2 kg,所以m=4 kg;将F6 N时的图线的反向延长线与F轴的交点的坐标数据代入a=F-,可得0=4-,解得=0.1,故A、B、D正确;当F=8 N时滑块的加速度为a8=1 m/s2,故C错误。10.AD木板固定时,对小球分析有F1=mg sin (为斜面的倾角,m为小球质量)木板运动后稳定时,对整体分析,根据牛顿第二定律得:a=g sin -g cos 则ag sin ,再结合牛顿第二定律分析可知,弹簧测力计对小球的力应沿斜面向上,弹簧处于伸长状态,对小球根据牛顿第二定律有:mg sin -F2=ma而tan =解得=,故只有A、D正确。11.BC若已知,由图像可知,当B的质量为零时,对A运用牛顿第二定律可得:mAg sin =-mAa2a2=-g sin ,故C正确;当B的质量远大于A的质量时,B所受重力大于绳的拉力:对A:FT-mAg sin =mAa,对B:mg-FT=ma,联立两式可得:a=g=a1,故B正确;当B的质量m=m0时,可知系统处于平衡状态,可得:m0g=mAg sin mA=。由于B的质量m0与A的质量mA均未知,故A、D错误。12.A本题是一个已知运动情况求未知力的问题。当滑块向右运动的加速度较小时,滑块对小球存在支持力;当滑块向右运动的加速度较大时,小球将脱离斜面而“飘”起来。因此,本题存在一个临界条件:当滑块向右运动的加速度为某一临界值时,斜面对小球的支持力恰好为零,此时小球受到两个力:重力和线的拉力(如图1所示),根据牛顿第二定律,有图1FT cos =ma0FT sin -mg=0其中=45解得a0=g则知当滑块向右运动的加速度a=2g时,小球已“飘”起来了,此时小球受力如图2所示,则有FT cos =m2gFT sin -mg=0图2解得FT=mg=10 N=10 N。13.答案(1)3 m(2)2 kg(3)32 J解析(1)滑块在斜面上时,由牛顿第二定律有:mg sin =ma1(1分)得a1=6 m/s2(1分)结合图乙可知滑块在斜面上下滑的时间为t1=1 s斜面BC的长度x1=a1=3