高三一轮复习物理试题（人教版新高考新教材）考点规范练9　牛顿运动定律的综合应用（一）

考点规范练9牛顿运动定律的综合应用(一)一、单项选择题1.在光滑水平面上,一个物体处于静止状态,某时刻(t=0)起一水平力作用在该物体上,并且该力从t=0时刻开始逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变)。下列各图中,最有可能正确描述该过程中物体速度变化情况的是()2.在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图像,则下列图像中可能正确的是()3.物体A、B放在光滑的水平地面上,其质量之比mA∶mB=2∶1。现用3N的水平拉力作用在物体A上,如图所示,则A对B的拉力等于()A.1N B.1.5NC.2N D.3N4.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A.F B.19C.F19 D.5.随着新能源汽车技术的快速发展,为了买到性价比高的汽车,很多消费者会把百公里加速的时间作为衡量汽车性能的一个重要参数。某辆新能源汽车百公里加速测试过程中,取汽车运动中合适的位置作为测量参考点,记录汽车运动的位移x和运动的时间t,其2xtt图像如图所示。若测试中汽车在平直路面上做匀加速直线运动,汽车和驾驶员的总质量为2000kg,运动过程中受到的阻力恒为总重力的110,g取10m/s2A.1.4×104NB.1.6×104NC.1.8×104ND.2.0×104N6.如图所示,在光滑水平面上有一质量为m0的斜劈,其斜面倾角为θ,一质量为m的物体放在其光滑斜面上,现用一水平力F推斜劈,恰使物体与斜劈间无相对滑动,则斜劈对物体的弹力大小为()①mgcosθ②mgcosθ③mFmA.①④ B.②③C.①③ D.②④二、多项选择题7.如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接,放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的拉力,可行的办法是()A.减小A物块的质量B.增大B物块的质量C.增大倾角θD.增大动摩擦因数μ8.如图甲所示,水平面上有一倾角为θ的光滑斜面,斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球。斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动,当系统稳定时,细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为FT和FN。若FTa图像如图乙所示,AB是直线,BC为曲线,重力加速度g取10m/s2,则()A.a=403m/s2时,FN=B.小球质量m=0.1kgC.斜面倾角θ的正切值为3D.小球离开斜面之前,FN=(0.8+0.06a)N9.(2023·湖南卷)如图所示,光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.若B球受到的摩擦力为零,则F=2mgtanθB.若推力F向左,且tanθ≤μ,则F的最大值为2mgtanθC.若推力F向左,且μ<tanθ≤2μ,则F的最大值为4mg(2μtanθ)D.若推力F向右,且tanθ>2μ,则F的范围为4mg(tanθ2μ)≤F≤4mg(tanθ+2μ)10.如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上,已知物块A的质量为2kg,物块B的质量为1kg,而A与地面间的动摩擦因数为0.1,A与B之间的动摩擦因数为0.2。可以有选择地对B施加水平推力F1和竖直向下的压力F2,已知重力加速度为10m/s2,则下列说法正确的是()A.若F1=3.6N,F2=5N,则A、B相对静止一起做匀加速运动B.若F1=5.4N,F2=20N,则A、B相对静止一起做匀加速运动C.若F2<10N,无论F1多大,都不能使物块A运动起来D.若F2>10N,无论F1多大,都不能使物块A、B发生相对运动三、非选择题11.如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一名幼儿用沿与水平面成30°角的恒力拉着它沿水平地面运动,已知拉力F=6.5N,玩具的质量m=1kg,经过时间t=2.0s,玩具移动了距离x=23m,这时幼儿将手松开,玩具又滑行了一段距离后停下,g取10m/s2。(1)求玩具与地面间的动摩擦因数。(2)松开后玩具还能滑行多远?(3)当力F与水平方向夹角θ为多少时拉力F最小?12.如图所示,静止在光滑水平面上的斜面体,质量为m0,倾角为α,其斜面上有一静止的滑块,质量为m,两者之间的动摩擦因数为μ,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现给斜面体施加水平向右的力使斜面体加速运动,求:(1)若要使滑块与斜面体一起加速运动,图中水平向右的力F的最大值;(2)若要使滑块做自由落体运动,图中水平向右的力F的最小值。

考点规范练9牛顿运动定律的综合应用(一)1.D解析:根据牛顿第二定律可得物体运动的加速度大小为a=Fm,物体做加速直线运动,力从t=0时刻开始逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小,物体的加速度先减小后增大,vt图像的斜率表示加速度,可知物体做直线运动的vt图像的斜率先减小后增大,故D正确,A、B、C2.D解析:对人的运动过程分析可知,人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力的大小;在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力的大小,A、B、C错误,D正确。3.A解析:设B物体的质量为m,A对B的拉力为FAB,对A、B整体,根据牛顿第二定律得F=(mA+mB)a,则a=3Nm+2m,对B有FAB=ma,所以FAB=14.C解析:以3到40节车厢为研究对象,根据牛顿第二定律F38F阻=38ma;以39和40节车厢为研究对象,根据牛顿第二定律F'2F阻=2ma,解得F'=F19,选项C5.B解析:汽车做匀加速直线运动,汽车的位移x=v0t+12at2,整理得2xt=at+2v0。由图示2xtt图像可知,汽车的加速度a=24-33m/s2=7m/s2,对汽车,由牛顿第二定律得Fkmg=ma,由题意可知k=0.1,代入数据解得F=1.6×104N,故6.D解析:两者一起向左匀加速运动,对物体进行受力分析,如图所示。则根据牛顿第二定律及平衡条件可得:FNcosθ=mgFNsinθ=ma解得:FN=mg将两物体看作一个整体,F=(m0+m)aFNsinθ=ma解得FN=mF(m综上所述本题正确答案为D。7.AB解析:对A、B组成的系统应用牛顿第二定律得F(mA+mB)gsinθμ(mA+mB)gcosθ=(mA+mB)a,隔离物块B,应用牛顿第二定律得FTmBgsinθμmBgcosθ=mBa。以上两式联立可解得FT=mBFmA+mB,由此可知,FT的大小与θ、μ无关,mB越大FT越大,mA越小FT8.ABC解析:小球离开斜面之前,以小球为研究对象,进行受力分析,可得FTcosθFNsinθ=ma,FTsinθ+FNcosθ=mg,联立解得FN=mgcosθmasinθ,FT=macosθ+mgsinθ,所以小球离开斜面之前,FTa图像呈线性关系,由题图乙可知a=403m/s2时,FN=0,故选项A正确。当a=0时,FT=0.6N,此时小球静止在斜面上,其受力如图甲所示,所以mgsinθ=FT;当a=43m/s2时,斜面对小球的支持力恰好为零,其受力如图乙所示,所以mgtanθ=ma,联立可得tanθ=34,m=0.1kg,故选项B、C正确。将θ和m的值代入FN=mgcosθmasinθ,得FN=(0.80.06a)9.CD解析:设杆的弹力为FT,对A球,一定有FTcosθ=mg。若B球受到的摩擦力为0,则对B球,在水平方向有FTsinθ=ma,解得a=gtanθ,对整体有F=4ma=4mgtanθ,A错误;若推力F向左,当A有最大加速度时侧壁对A的弹力为0,此时a=gtanθ,当B有最大加速度a'时,对B有μ·2mgFTsinθ=ma',且tanθ≤μ,解得a'>a,故最大加速度仍为a,对整体有F=4ma=4mgtanθ,B错误;若推力F向左,且μ<tanθ≤2μ,则a'<a,对整体有F=4ma'=4mg(2μtanθ),C正确;若推力F向右,且tanθ>2μ,则B向右的最小加速度为a1,对B有FTsinθμ·2mg=ma1,对整体有Fmin=4ma1=4mg(tanθ2μ),B向右的最大加速度为a2,对B有FTsinθ+μ·2mg=ma2,对整体有Fmax=4ma2=4mg(tanθ+2μ),故4mg(tanθ2μ)≤F≤4mg(tanθ+2μ),D正确。10.BC解析:若F1=3.6N,F2=5N,设A、B相对静止一起做匀加速运动,则加速度为a=F1-μ1[F2+(mA+mB)g]mA+mB=3.6-0.1×(5+10×3)3m/s2=0.13m/s2,此时A、B之间的摩擦力:F1FfAB=mBa,解得FfAB=10.73N>μ2(F2+mBg)=3N,则此时两物块已经相对滑动,选项A错误。若F1=5.4N,F2=20N,假设A、B相对静止一起做匀加速运动,则加速度为a=F1-μ1[F2+(mA+mB)g]mA+mB=5.4-0.1×(20+10×3)3m/s2=0.43m/s2,此时A、B之间的摩擦力:F1FfAB=mBa,解得FfAB=15.83N<μ2(F2+mBg)=6N,则此时两物块相对静止一起做匀加速运动,选项B正确。若F2=10N,则A、B之间的最大静摩擦力:FfAB=μ211.答案:(1)33(2)33512.解析:(1)当滑块与斜面体一起向右加速时,力F越大,加速度越大,当F最大时,斜面体对滑块的静摩擦力达到最大值Ffm,滑块受力如图所示。设一起加速的