2015届高考物理第一轮课时提升演练检测题10

十牛顿运动定律的综合应用(学生用书对应页码P275)1．(2014·北京西城)一座大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯的简化模型如图1所示．已知电梯在t＝0时由静止开始上升，电梯的加速度a随时间t的变化如图2所示．一质量为M的乘客站在电梯里，电梯对乘客的支持力为F.根据图2可以判断，力F大小不变，且F<Mg的时间段为()A．1～8s内 B．8～9s内C．15～16s内 D．16～23s内解析：对乘客受力分析，由牛顿第二定律得，F－Mg＝±Ma，当a大小恒定，且方向竖直向下时，乘客处于失重状态，F大小不变，D项正确．答案：D2．(2014·潍坊模拟)如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M(m∶M＝1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同．当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1.当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示)，弹簧的伸长量为x2，则x1∶x2等于()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．2∶3解析：水平放置时，F－μ(m＋M)g＝(M＋m)a1，kx1－μmg＝ma1，可得x1＝eq\f(mF,M＋mk)；竖直放置时：F－(m＋M)g＝(M＋m)a2，kx2－mg＝ma2，解得x2＝eq\f(mF,M＋mk)，故x1∶x2＝1∶1，A正确．答案：A3．(2014·西安模拟)质量为0.6kg的物体在水平面上运动，图中的两条斜线分别是物体受水平拉力和不受水平拉力的v­t图象，A．斜线①一定是物体受水平拉力时的图象B．斜线②一定是物体不受水平拉力时的图象C．水平拉力一定等于0.2ND．物体所受的摩擦力可能等于0.2N解析：由v­t图象得物体的加速度为a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝－eq\f(1,3)m/s2，a2＝eq\f(Δv2,Δt2)＝－eq\f(2,3)m/s2.水平拉力的方向可能与物体运动的方向相同，也可能与物体运动的方向相反．若水平拉力的方向与物体运动的方向相同，由牛顿第二定律得，物体受水平拉力时F－Ff＝ma1，物体不受水平拉力时－Ff＝ma2，解得F＝0.2N，Ff＝0.4N；若水平拉力的方向与物体运动的方向相反，同理有－Ff＝ma1，－F－Ff＝ma2，解得F＝0.2N，Ff＝0.2N，故选项A、B错误，C、D正确．答案：CD4．如图所示为跳水运动员最后踏板的过程：运动员从高处落到处于自然状态的跳板A位置上，同跳板一起向下运动到最低点B位置．运动员从A运动到B的过程中，下列说法正确的是()A．运动员到达A位置时处于失重状态B．运动员到达B位置时处于超重状态C．运动员的速度一直在增大D．运动员的加速度一直在增大解析：由受力分析及牛顿运动定律知，运动员从A运动到B的过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增大，选项C、D错误；运动员在A位置时加速度方向向下，处于失重状态，选项A正确；运动员在B位置时加速度方向向上，处于超重状态，选项B正确．答案：AB5．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为()A．(M＋m)g－ma B．(M＋m)g＋maC．(M＋m)g D．(M－m)g解析：以竿和竿上的人为研究对象，根据牛顿第二定律有(M＋m)g－FN＝ma，可得地面上的人对竿的支持力FN＝(M＋m)g－ma，根据牛顿第三定律，竿对地面上的人的压力大小也为(M＋m)g－ma，选项A正确．答案：A6．如图，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，各物块均静止，今在两物块上各作用一水平恒力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，下列说法中正确的是()A．若F1＝F2，M1>M2，则v1>v2B．若F1＝F2，M1<M2，则v1>v2C．若F1>F2，M1＝M2，则v1>v2D．若F1<F2，M1＝M2，则v1>v2解析：两物块与木板之间的摩擦力f是相同的，若F1＝F2，两物块受到的合力是相等的，加速度也是相等的，若M1>M2，M1木板的加速度小，上面的物块与M1先分离，M2木板的加速度大，故其上的物块加速时间更长一些，所以v1<v2；同理，M1<M2时，v1>v2，选项A错误，选项B正确．若M1＝M2，则两个木板的加速度a是相同的，若F1>F2，则M1木板上的物块加速度大，在M1上运动的时间短，则M1加速的时间较短，末速度v1<v2；同理，若F1<F2，则v1>v2，选项C错误，选项D正确．答案：BD7．负重奔跑是体能训练常用方式之一，如图所示的装置是运动员负重奔跑的跑步机．已知运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮悬挂质量为m2的重物(不计滑轮摩擦、质量)，人用力向后蹬使传送带沿顺时针方向转动，下面说法正确的是()A．若m2静止不动，运动员对传送带的摩擦力大小为m2B．若m2匀速上升时，m1越大，传送带对运动员的摩擦力也越大C．若m2匀加速上升时，m1越大，传送带对运动员的摩擦力也越大D．人对传送带做功的功率与m2的运动状态无关解析：若m2静止不动，对m2受力分析有FT＝m2g，对人受力分析有FT＝f，联立解得f＝m2g，选项A正确，选项B错误；若m2匀加速上升，对m2受力分析有FT－m2g＝m2a，对人受力分析有f－FT＝m1a，解得f＝m1a＋m2(g＋a)，则m1越大，摩擦力越大，选项C正确；由P＝f·答案：AC8．静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L＝1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1＝2kg，B的质量m2＝8kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，现用一逐渐增大的水平力F作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断(取(1)求绳刚被拉断时F的大小；(2)若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B解析：(1)设绳刚要被拉断时产生的拉力为FT，根据牛顿第二定律，对A物体有FT－μm1g＝m代入数值得a＝2m对A、B整体有F－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a代入数值得F＝40N(2)设绳断后，A的加速度为a1，B的加速度为a2，则a1＝eq\f(μm1g,m1)＝2m/s2a2＝eq\f(F－μm2g,m2)＝3m/s2A停下来的时间为t＝eq\f(v,a1)＝1sA的位移为x1＝eq\f(v2,2a1)＝1mB的位移为x2＝vt＋eq\f(1,2)a2t2＝3.5mA刚静止时，A、B间距离为Δx＝x2＋L－x1＝3.5答案：(1)40N(2)3.59．一质量m＝0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ＝37°足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了滑块上滑过程的v­t图象，如图所示．(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2(1)滑块与斜面间的动摩擦因数；(2)判断滑块最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回到斜面底端时的速度大小；若不能返回，求出滑块停在什么位置．解析：(1)由图象可知，滑块的加速度a＝eq\f(v,t)＝eq\f(10,1.0)m/s2＝10m/s2滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律，有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma代入数据解得μ＝0.5(2)滑块速度减小到零时，重力的下滑分力大于最大静摩擦力，能再下滑，由匀变速直线运动的规律，滑块向上运动的位移x＝eq\f(v2,2a)＝5m滑块下滑过程中根据牛顿第二定律，有mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，a2＝2m由匀变速直线运动的规律，滑块返回底端的速度v＝eq\r(2a2x)＝2eq\r(5)m/s答案：(1)0.5(2)能2eq\10．如图所示，水平桌面上有一薄木板，它的右端与桌面的右端相齐，薄木板的质量M＝1.0kg，长度L＝1.0m．在薄木板的中央有一个小滑块(可视为质点)，质量m＝0.5kg，小滑块与薄木板之间的动摩擦因数μ1＝0.10，小滑块、薄木板与桌面之间的动摩擦因数相等，且μ2＝0.20(1)若小滑板与木板之间发生相对滑动，拉力F1至少是多大；(2)若小滑块脱离木板但不离开桌面，求拉力F2应满足的条件．解析：(1)设小滑块与薄木板刚好发生相对滑动时，小滑块的加速度为a1，薄木板的加速度为a2，根据牛顿第二定律有μ1mg＝ma1F1－μ1mg－μ2(m＋M)g＝Ma2a1＝a2F1＝4.5N若小滑块与木板之间发生相对滑动，拉力F1至少为4.5N(2)设小滑块脱离薄木板时的速度为v，时间为t，在桌面上滑动的加速度为a3，小滑块脱离木板前薄木板的加速度为a4，空间位置变化如图所示，则v＝a1tμ2mg＝ma3x1＝eq\f(v2,2a1)，x2＝eq\f(v2,2a3)eq\f(v2,2a1)＋eq\f(