第三章--第3讲-牛顿运动定律的综合应用.doc

1、A 组 基础题组 一、单项选择题1应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如，平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是 ()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析：加速度向上为超重，向下为失重，手托物体抛出的过程，必定有一段加速过程，即超重过程，从加速后到手和物体分离的过程中，可以减速也可以匀速，因此可能失重，也可能既不超重也不失重，A 、B 错误手与物体分离时的条件为手与物体之间

2、的压力FN0，分离后手和物体一定减速，物体减速的加速度为g，手减速要比物体快才会分离，因此手的加速度大于g，C 错误， D 正确答案： D2.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为m、2m 的 A、B两个物体， A、B 间的最大静摩擦力为 mg.现用水平拉力 F 拉B，使 A、B 以同一加速度运动，则拉力F 的最大值为 ()A mgB2 mgC 3 mgD4 mg解析：当 A、B 之间恰好不发生相对滑动时力F 最大，此时，对于 A 物体所受的合力为 mg，由牛顿第二定律知 mgaAg；对于 A、B 整体，加速度 aaAm g，由牛顿第二定律得F3ma 3mg.答案： C3(2017 宁夏银川二

3、中月考 )电梯在 t0 时由静止开始上升， 运动的 a-t 图象如图所示 (选取竖直向上为正方向 )，电梯内乘客的质量为 m50 kg，重力加速度 g 取 10 m/s2 下列说法正确的是().A第 9 s 内乘客处于失重状态B18 s 内乘客处于平衡状态C第 2 s 内乘客对电梯的压力大小为550 ND第 9 s 内电梯速度的增加量为1 m/s解析：第 9 s 内加速度为正，方向向上，乘客处于超重状态，只不过加速度在减小，A 错误；1 8 s 内加速度大小恒定， 方向向上， 乘客处于超重状态， B 错误；第 2 s 内乘客受电梯的支持力和重力，根据牛顿第二定律有 FNmgma，解得FN550

4、 N，根据牛顿第三定律可得乘客对电梯的压力大小为 550 N， C 正确；第 9 s内电梯速度的增加量等于该时间内 a-t 图象与时间轴所围图形的面积， 即 v1 2 1 1.0 m/s 0.5 m/s，D 错误 .答案： C4(2017 河南郑州质检 )甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点 (足够高 )同时由静止释放两球下落过程所受空气阻力大小 f 仅与球的速率 v 成正比，与球的质量无关， 即 f kv(k 为正的常量 )两球的 v-t 图象如图所示落地前，经时间 t0 两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2，则下列判断正确的是 ()A释放瞬间甲球加速度较大m1v2B.m2v1C甲

5、球质量大于乙球质量D t0 时间内两球下落的高度相等解析：释放瞬间 v0，因此空气阻力 f0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度 g，故 A 错误；两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时 kv mg，因此最大速度与其质量成正比，即vmm，故m1v1，故 B 错误； m2 v2由于 m1 v1，而 v1 v2，故甲球质量大于乙球质量，故C 正确；图象与时间轴围m2v2成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0 时间内两球下落的高度不相等，故D 错误答案： C二、多项选择题5(2017 四川凉山州一诊 )如图所示， 倾角为 的斜面放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块m 正

6、沿斜面加速下滑支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止 )后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是()A斜面光滑B斜面粗糙C达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左D达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右解析：隔离小球，可知小球的加速度方向为沿斜面向下，大小为gsin ，对支架系统进行分析，只有斜面光滑，支架系统的加速度才是gsin ，所以 A 正确， B错误将支架系统和斜面体看成一个整体，因为整体具有沿斜面向下的加速度，故地面对斜面体的摩擦力水平向左，故C 正确， D 错误答案： AC6从地面上以初速度 v0 竖直上抛一质量为 m 的小球，若

7、运动过程中受到的阻力与其速率成正比， 小球运动的速率随时间变化的规律如图所示， 小球在 t1 时刻到达最高点，之后再落回地面，落地速率为 v1，且落地前小球已经做匀速运动已知重力加速度为g，下列关于小球运动的说法正确的是()A t1 时刻小球的加速度为gB在速度达到 v1 之前小球的加速度一直在减小v0C小球抛出瞬间的加速度大小为(1)gv1v1D小球加速下降过程中的平均速度小于2解析： t1 时刻小球到达最高点，则该时刻其速度为零，则阻力为零，此时小球只受到重力作用， 故此时刻小球的加速度为重力加速度g，故选项A 正确速度 时间图象的斜率表示加速度，根据图象可知，速度达到v1之前，图象的斜率

8、减小，故小球的加速度一直在减小，故选项B 正确由图可知，速度为v1 时小球mg匀速运动，说明重力等于阻力，故有kv1 mg，得 k v1 ，故抛出瞬间小球的加mgv0速度为 amg v1(1v0，故C正确下降过程若小球做匀加速直线运动，mv1)gv1其平均速度为 2 ，而从图中可以看出图线与时间轴所围面积大于匀加速直线运动时的面积，即图中位移大于做匀加速直线运动的位移，而平均速度等于位移除以时间，故其平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，即大于v12 ，故D 错误答案： ABC7(2017 山东潍坊青州模拟 )如图所示，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

9、为 ，现在 Q 上施加一水平推力 F，使 P、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动下列说法中正确的是 ()A木块 Q 对地面的压力一定为 2mgFB若 Q 与地面间的动摩擦因数为 ，则 2mgC若 P、Q 之间光滑，则加速度 a gtan D若运动中逐渐减小 F，则地面与 Q 间的摩擦力也逐渐减小解析：以 P、Q 整体为研究对象，在竖直方向上合力为零，故FN 2mg，由牛顿第三定律知 Q 对地面的压力为2mg，故 A 正确；因 P、 Q 做匀加速直线运动，F若 2mg，在水平方向上由牛顿第二定律得 F2mgma，解得 a0，故不能做匀加速直线运动，故 B 错误；若 P、Q 之间光滑，对 P

10、 受力分析，在水平方向上，由牛顿第二定律可知 mgtan ma，故 agtan ，故 C 正确；Q 与地面间的摩擦力为滑动摩擦力，故 Ff 2mg，摩擦力不变，故 D 错误答案： AC8.如图所示，水平传送带A、B 两端相距 x3.5 m，物体与传送带间的动摩擦因数0.1，物体滑上传送带A 端的瞬时速度 vA4 m/s，到达 B 端的瞬时速度设为 vB 下列说法中正确的是().A若传送带不动， vB3 m/sB若传送带逆时针匀速转动，vB 一定等于 3 m/sC若传送带顺时针匀速转动，vB 一定等于 3 m/sD若传送带顺时针匀速转动，vB 有可能等于 3 m/s解析：当传送带不动时，物体从A

11、 到 B 做匀减速运动， ag 1 m/s2，物体到达 B 点的速度vBvA22ax 3 m/s.当传送带逆时针匀速转动时，物体滑上传送带后所受摩擦力不变，物体以相同的加速度一直减速至B， vB3 m/s.当传送带顺时针匀速转动时，传送带的速度不同，物体滑上传送带后的运动情况不同 如果传送带速度大于4 m/s，则物体可能一直加速，也可能先加速后匀速；当传送带速度等于 4 m/s 时，物体匀速；当传送带速度小于4 m/s 时，物体可能一直减速，也可能先减速后匀速答案： ABDB 组能力题组 一、选择题9(多选 )如图所示，水平传送带以速度 v1 匀速运行，小物体P、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻

12、绳相连， t0 时刻 P 在传送带左端具有速度v2， P 与定滑轮间的绳水平， t t0 时刻 P 离开传送带不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长正确描述小物体P 速度随时间变化的图象可能是 ()解析：若v2GQ，若传送带较短，则P 一直向右做匀加速运动直至离开，则为 A 图；若传送带足够长则 P 先向右匀加速到速度为 v1 后做匀速运动到离开，则为 B 图；若 Ffv1，Ff 向左，若FfGQ，则P 减速到v1 后匀速向右运动离开，无此选项；若Ff GQ，则P 减速到小于v1 后Ff 变为向右，加速度变小，此后加速度不变，继续减速到0 后向左加速到离开，则为C 图故选B、C.答案： ABC10(多

13、选 )(2017 河北衡水武邑中学调研 )如图 (a)所示，用一水平外力 F 拉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 (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物体的质量B斜面倾角的正弦值2C加速度增大到6 m/s 时物体的位移解析：对物体受力分析，受水平外力、重力、支持力，如图所示x 方向： Fcos mgsin ma，y 方向： FN Fsin mgcos 0，从图象中取两个点 (20 N,2 m/s2，2代入解得，37，故A、)(30 N,6 m/s )m2 kg

14、B 正确当 a0 时，可解得 F 15 N，即物体静止在斜面上时的外力F为15N，故 D 正确题中并未说明力 F 随时间变化的情况，故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小，无法求出位移，故C 错误答案： ABD二、非选择题11如图所示， 一足够长的木板与水平地面间的夹角 可以随意改变， 当 30 时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑 若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速率 v0 沿木板向上运动，随着 的改变，小物块沿木板滑行的距离 x 将发生变化，重力加速度为 g.(1)求小物块与木板间的动摩擦因数(2)当 角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值解析

15、： (1)当 30时，对物块受力分析，由平衡条件得mgsin FNFNmgcos 0则动摩擦因数3tan tan 30 3 .(2)当 变化时，设物块的加速度为a，则 mgsin mgcos ma物块的位移为 x，则 v022axv02则 x2g sin cos 令 tan ，则当 90时 x 最小，即当 60时，小物块沿木板滑行的距离最小23v2xminv00cos 604g.2g sin 60答案： (1)3(2)603v0234g12在一化肥厂有如图所示的传送装置，AB 为水平传送带，长 L14 m，顺时针转动的速率 v15 m/s，CD 为靠近 AB 的倾斜传送带，倾角 37，长 L2

16、5.3 m，两表面动摩擦因数均为 0.5，一袋标准化肥的质量 m20 kg.已知 sin 37 0.6，cos 37 0.8，g 取 10 m/s2.(1)CD 传送带不动时， 一袋化肥从离 A 端 x1 的位置处轻放上去， 在 CD 上上升的最大距离为 x2，求 x2 与 x1 的关系(2)若化肥从 A 端轻放上去，并使CD 顺时针以速率 v 转动，则 v 应满足什么条件才能使化肥送至顶点D?解析：(1)设从离 A 端 x0 处轻放上化肥时， 刚好能在 B 端与传送带达到相同速度，化肥放上后的加速度为a1，2v1则 mgma1，x0L1，2a1解得 a1 5 m/s2，x0 1.5 m.在距离 A 端 x1 x0 处放上时，能在CD 传送带上上升的距离相同在 CD 传送带上上升时做加速度为a2 的匀减速运动，则2mgsin mgcos ma2，v1 2a2x2，解得 a2 10 m/s2，x21.25 m.当 x0x1 L1 时，设在拐点处的速度为 vx，vx22a2x22a1(L1x1)，解得 x2 2 0.5x1.1.25 m11.5 m0 x综上