高考物理第三章第3课时牛顿运动定律综合应用(能力课时)限时规范训练(含解析)新人教版

牛顿运动定律的综合应用[基础稳固题组](20分钟，50分)1．(2019·浙江五校联考)以下哪一种运动情形中，物体将会处于一段连续的完整失重状态( )A．高楼正常运转的电梯中B．沿固定于地面的圆滑斜面滑行C．固定在杆端随杆绕相对地面静止的圆心在竖直平面内运动D．不计空气阻力条件下的竖直上抛分析：选D.高楼正常运转的电梯中，一般先加快后匀速，再减速，故不行能向来处于完整失重状态，选项A错误；沿固定于地面的圆滑斜面滑行时，加快度沿斜面向下，因为加速度小于g，故不是完整失重，选项B错误；固定在杆端随杆绕相对地面静止的圆心在竖直平面内运动的物体，加快度不会老是向下的g，选项C错误；不计空气阻力条件下的竖直上抛，加快度老是向下的g，老是处于完整失重状态，应选项D正确．2．(2019·温州模拟)如下图为浙江卫视“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车能够在倾斜直轨道上运动．当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10m的斜面冲到学员眼前，最后恰巧停在斜面的尾端，此过程约历时4s．在战车的运动过程中，以下说法正确的是( )A．导师一直处于失重状态B．战车所受外力一直不变C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动D．依据题中信息能够估量导师运动的均匀速度分析：选D.由题意可知，“导师战车”沿斜面的方向先加快后减速，加快过程中有沿斜面向下的加快度，战车处于失重状态，战车减速向下运动时又处于超重状态，故A错误；战车所受外力先沿斜面向下，x后又沿斜面向上，B、C错误；由v＝可得战车运动的均匀速t度v＝2.5m/s，所以选项D正确．3．(多项选择)一人乘电梯上楼，在竖直上涨过程中加快度a随时间t变化的图线如下图，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( )A．t＝2s时最大B．t＝2s时最小C．t＝8.5s时最大D．t＝8.5s时最小分析：选AD.人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma.由牛顿第三定律得人对地板的压力N′＝N＝＋.当t＝2s时a有最大值，N′最大；当t＝8.5FFmgmaFs时，a有最小值，F′最小，选项A、D正确．N4．如图，滑块A置于水平川面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰巧不滑动，B恰巧不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ，A与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B12的质量之比为()11－μ1μ2A.μ1μ2B．μ1μ21＋μμ22＋μμ2C.1D．11212μμμμ分析：选B.对物体A、B整体，在水平方向上有F＝μ(m＋m)g；对物体B，在竖直方2AB1BmA1－μ1μ2mBμ1μ25．(2019·南通模拟)如下图，质量为m的物块B放在圆滑的2水平桌面上，其上搁置质量为1的物块，用经过圆滑的定滑轮的细mA线将A与质量为M的物块C连结，开释C，A和B一同以加快度大小a从静止开始运动，已知A、B间的动摩擦因数为μ，重力加快度大小为g，则细线中的拉力大小为( )A．MgB．M(g＋a)C．(m1＋m2)aD．m1a＋μm1g分析：选C.以C为研究对象，有Mg－T＝Ma，解得T＝Mg－Ma，故A、B错误；以A、B整体为研究对象，依据牛顿第二定律可知T＝(m＋m)a，故C正确、D错误．126．(2019·德阳一诊)如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝0.5s时撤去拉力，物体速度与时间(v-t)的部分图象如图乙所示．2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)问：(g＝10m/s拉力F的大小为多少？(2)物体沿斜面向上滑行的最大距离s为多少？分析：(1)设物体在力F作用时的加快度为a，撤去力F后物体的加快度为a，依据图12象可知：1＝v18－02＝16m/s2＝m/sat10.5a＝v24－828m/s22t20.5力F作用时，对物体进行受力剖析，由牛顿第二定律可知F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，撤去力F后对物体进行受力剖析，由牛顿第二定律可知(mgsinθ＋μmgcosθ)＝ma2，解得：F＝24N.(2)设撤去力F后物体运动到最高点所用时间为t2，此时物体速度为零，有t2＝0－vm0－8＝s＝1sa2－8向上滑行的最大距离：vm8s＝2·(t1＋t2)＝2×1.5m＝6m.答案：(1)24N(2)6m[能力提高题组](25分钟，50分)1．(2019·黄冈一模)(多项选择)如下图，圆滑水平川面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力的作用下紧靠在一同压缩弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为x0，以两滑块此时的地点为坐标原点，成立如下图的一维坐标系，现将外力忽然反向并使B向右做匀加快运动，以下对于外力F、两滑块间弹力FN与滑块B的位移x变化的关系图象可能正确的选项是( )分析：选BD.设A、B向右匀加快运动的加快度大小为a，依据牛顿第二定律，对整体有F＋k(x－x)＝(m＋m)a，可得F＝kx＋(m＋m)a－kx，若(m＋m)a＝kx，得F＝kx，则F0ABAB0AB0与x成正比，F-x图象可能是过原点的直线，对A有k(x0－x)－FN＝mAa，得FN＝－kx＋kx0－mAa，可知

FN-x图象是向下倾斜的直线，

当FN＝0时A、B开始分别，今后

B做匀加快运动，F不变，则

A、B开始分别时有

x＝x0－

mAa＜x0，所以k

B和

D是可能正确的．2．(多项选择)如下图，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连结，放在倾角为θ的斜面上，用一直平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加快上涨，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ.为了增添轻线上的张力，可行的方法是

(

)A．减小

A物块的质量

B．增大

B物块的质量C．增大倾角θ

D．增大动摩擦因数

μ分析：选AB.对A、B构成的系统应用牛顿第二定律得：mB)gcosθ＝(mA＋mB)a，隔绝物块B，应用牛顿第二定律得，

F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋FT－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa.以上两式联立可解得：FT＝mBF，由此可知，FT的大小与θ、μ没关，mB越大，mA越mA＋mB小，FT越大，故A、B均正确．3．(多项选择)将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最后落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反．该过程的v-t图象如下图，g取10m/s2.以下说法中正确的选项是( )A．小球所受重力和阻力之比为5∶1B．小球上涨过程与着落过程所用时间之比为2∶3C．小球落回到抛出点时的速度大小为86m/sD．小球着落过程中，遇到向上的空气阻力，处于超重状态f112，解得f分析：选AC.上涨过程中mg＋F＝ma，由题图可知a＝12m/sF＝2N，小球所受重力和阻力之比为5∶1，选项A正确；着落过程中mg－Ff＝ma2，可得a2＝8m/s2，依据h＝1at2可得t1＝a2＝2，选项B错误；依据v＝a2t2，t2＝6s，可得v＝86m/s，2t213a选项C正确；小球着落过程中，加快度方向竖直向下，小球处于失重状态，选项D错误．4．如下图，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、Bμ之间的动摩擦因数为μ，B与地面之间的动摩擦因数为3.最大静摩擦力可以为等于滑动摩擦力．若将水平力作用在A上，使A恰巧要相对B滑动，此时A的加速度为

a1；若将水平力作用在

B上，使

B恰巧要相对

A滑动，此时

B的加快度为

a2，则

a1与a2的比值为

(

)A．1∶1B．2∶3C．1∶3D．3∶2分析：选C.将水平力作用在A上，使A恰巧要相对B滑动，此时A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力，则对物体B依据牛顿第二定律：μmg－μ·2mg＝ma1，解得a1＝1μ；若将33g水平力作用在B上，使B恰巧要相对A滑动，则对物体：μ＝2，解得2＝μ，则1∶Amgmaagaa2＝1∶3，应选C.5．(2019·西安一模)(多项选择)用同种资料制成的倾角为30°的斜面和水平面，斜面长2.4m且固定，如图甲所示．一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑，当v0＝2m/s时，经过0.8s后小物块停在斜面上，多次改变v0的大小，记录下小物块从开始运动到最后停下的时间t，作出t-v0图象，如图乙所示．已知重力加快度大小为g＝10m/s2，则以下说法中正确的选项是()A．小物块在斜面上运动时的加快度大小为2.5m/sB．小物块在斜面上运动时的加快度大小为0.4m/sC．小物块与该种资料之间的动摩擦因数为32

22D．由图乙可推测，若小物块的初速度连续增大，小物块的运动时间也随速度均匀增大v02分析：选AC.由题图乙可知小物块在斜面上运动时的加快度大小为a＝t＝2.5m/s，A正确，B错误；对小物块应用牛顿第二定律得＝μcosθ－sinθ，代入数据得μmamgmg3＝2，C正确；若小物块的速度足够大，则小物块将运动到水平面上，题图乙中的直线对小物块不再合用，D错误．6．(2019·华中师范大学附中模拟)如图甲所示为一倾角θ＝37°足够长的斜面，将一质量m＝1kg的物体在斜面上静止开释，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化关系图象如图乙所示，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)2s末物体的速度大小；前16s内物体发生的位移．分析：(1)剖析可知物体在前2s内沿斜面向下做初速度为零的匀加快直线运动，由牛顿第二定律可得mgsinθ－F1－μmgcosθ＝ma1，v1＝a1t1，代入数据可得v1＝5m/s.(2)设物体在前2s内发生的位移为x1，则x＝12111当拉力为F2＝4.5N时，由牛顿第二定律可得mgsinθ－μmgcosθ－F2＝ma2，