2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點題型專練 專題3.3 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用(含解析).doc
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專題3.3 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用 1.如右圖,將手電筒豎直向上放置,接通電源開關(guān),旋松后蓋使小電珠恰能點亮.手持電筒并保持它在豎直方向運動,要使得小電珠熄滅,可以( ) A.緩慢向上勻速運動 B.緩慢向下勻速運動 C.突然向上加速運動 D.突然向下加速運動 【答案】C 2.用細線將籃球拴在升降機光滑的側(cè)壁上,當(dāng)升降機加速下降時,出現(xiàn)如圖所示的情形.四位同學(xué)對此現(xiàn)象做出了分析與判斷,其中可能正確的是( ) A.升降機的加速度大于g,側(cè)壁對球無擠壓 B.升降機的加速度小于g,側(cè)壁對球有擠壓 C.升降機的加速度等于g,側(cè)壁對球無擠壓 D.升降機的加速度等于g,側(cè)壁對球有擠壓 【解析】若細線有拉力,則Tcosθ+mg=ma,可知a>g,此時側(cè)壁對球有支持力;選項A錯誤;若細線無拉力,則mg=ma,可知a=g,此時側(cè)壁對球無支持力;升降機的加速度不可能小于g;故選項C正確. 【答案】C 3.如圖所示,興趣小組的同學(xué)為了研究豎直運動的電梯中物體的受力情況,在電梯地板上放置了一個壓力傳感器,將質(zhì)量為4 kg的物體放在傳感器上.在電梯運動的某段過程中,傳感器的示數(shù)為44 N.g取10 m/s2.對此過程的分析正確的是( ) A.物體受到的重力變大 B.物體的加速度大小為1 m/s2 C.電梯正在減速上升 D.電梯的加速度大小為4 m/s2 【答案】B 4.為了讓乘客乘車更為舒適,某探究小組設(shè)計了一種新的交通工具,乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整,使座椅始終保持水平,如圖所示.當(dāng)此車加速上坡時,盤腿坐在座椅上的一位乘客( ) A.處于失重狀態(tài) B.不受摩擦力的作用 C.受到向前(水平向右)的摩擦力作用 D.所受力的合力豎直向上 【解析】當(dāng)此車加速上坡時,車里的乘客具有相同的加速度,方向沿斜面向上,人應(yīng)受到豎直向下的重力,垂直水平面豎直向上的彈力和水平向右的摩擦力,三力合力沿斜面向上,C正確,B、D錯誤;由于有沿斜面向上的加速度,所以在豎直方向上有向上的加速度,物體處于超重狀態(tài),A錯誤. 【答案】C 5.如圖,固定斜面,CD段光滑,DE段粗糙,A、B兩物體疊放在一起從C點由靜止下滑,下滑過程中A、B保持相對靜止,則( ) A.在CD段時,A受三個力作用 B.在DE段時,A可能受二個力作用 C.在DE段時,A受摩擦力方向一定沿斜面向上 D.整個下滑過程中,A、B均處于失重狀態(tài) 【答案】C 6.(多選)如圖甲,某人正通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處,滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計,貨物獲得的加速度a與繩子對貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示.由圖可以判斷( ) A.圖線與縱軸的交點M的值aM=-g B.圖線與橫軸的交點N的值TN=mg C.圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m D.圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù) 【解析】貨物受重力和繩子的拉力作用,根據(jù)牛頓第二定律可得T-mg=ma,圖線與縱軸的交點,即當(dāng)T=0時,a=-g,圖線與橫軸的交點即a=0時,T=mg,A、B正確;根據(jù)牛頓第二定律可得a=-g,根據(jù)關(guān)系式可得圖象的斜率k=,C錯誤D正確. 球拍托球沿水平面勻加速跑,設(shè)球拍和球的質(zhì)量分別為M、m,球拍平面和水平面之間的夾角為θ,球拍與球保持相對靜止,它們之間的摩擦及空氣阻力不計,則( ) A.運動員的加速度為gtanθ B.球拍對球的作用力為 C.運動員對球拍的作用力為 D.若加速度大于gsinθ,球一定沿球拍向上運動 【解析】對網(wǎng)球進行受力分析,受到重力mg和球拍的支持力FN,受力如圖所示: 根據(jù)牛頓第二定律,F(xiàn)Nsinθ=ma,F(xiàn)Ncosθ=mg,整理可以得到:FN=,a=gtanθ,故選項A正確,選項B錯誤;以網(wǎng)球與球拍整體為研究對象,其加速度與網(wǎng)球的加速度相同,受力如圖所示: 根據(jù)牛頓第二定律得,運動員對球拍的作用力為F=,故選項C錯誤;當(dāng)加速度a>gtanθ時,網(wǎng)球?qū)⑾蛏线\動,由于gsinθ與gtanθ的大小關(guān)系未知,故球不一定沿球拍向上運動,故D錯誤.所以本題正確選項為A. 【答案】A 9.(多選)如圖所示,長木板放置在水平面上,一小物塊置于長木板的中央,長木板和物塊的質(zhì)量均為m,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ,木板與水平面間動摩擦因數(shù)為,已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度為g.現(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F,則木板加速度a大小可能是( ) A.a(chǎn)=μg B.a(chǎn)=μg C.a(chǎn)=μg D.a(chǎn)=-μg 【答案】CD 10.(多選)如圖甲所示,靜止在水平面C上足夠長的木板B左端放著小物塊A.某時刻,A受到水平向右的外力F作用,F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示.A、B間最大靜摩擦力大于B、C之間的最大靜摩擦力,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.則在拉力逐漸增大的過程中,下列反映A、B運動過程中的加速度及A與B間摩擦力f1、B與C間摩擦力f2隨時間變化的圖線中正確的是( ) 【答案】ACD 11.雨滴從空中由靜止落下,若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,圖中能大致反映雨滴運動情況的是( ) 答案 C 解析 對雨滴進行受力分析可得mg-kv=ma,隨雨滴速度的增大可知雨滴做加速度減小的加速運動。故選C。 12.如圖所示,物塊A放在木板B上,A、B的質(zhì)量均為m,A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ,B與地面之間的動摩擦因數(shù)為。若將水平力作用在A上,使A剛好要相對B滑動,此時A的加速度為a1;若將水平力作用在B上,使B剛好要相對A滑動,此時B的加速度為a2,則a1、a2之比為( ) A.1∶1 B.2∶3 C.1∶3 D.3∶2 答案 C 解析 當(dāng)水平力作用在A上,使A剛好要相對B滑動,A、B的加速度相等,對B隔離分析,B的加速度為aB=a1==μg;當(dāng)水平力作用在B上,使B剛好要相對A滑動,A、B的加速度相等,對A隔離分析,A的加速度為aA=a2==μg,可得a1∶a2=1∶3,C正確。 21.如圖所示,三個物體質(zhì)量分別為m1=1.0 kg、m2=2.0 kg、m3=3.0 kg,已知斜面上表面光滑,斜面傾角θ=30,m1和m2之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8。不計繩與滑輪的質(zhì)量和摩擦,初始時刻用外力使整個系統(tǒng)靜止,當(dāng)撤掉外力時,m2將(g取10 m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( ) A.相對于m1上滑 B.相對于m1下滑 C.和m1一起沿斜面下滑 D.和m1一起沿斜面上滑 答案 B 22. 如圖甲所示,可視為質(zhì)點的A、B兩物體置于一靜止長紙帶上,紙帶左端與A、A與B間距均為d=0.5 m,兩物體與紙帶間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.1,與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2。現(xiàn)以恒定的加速度a=2 m/s2向右水平拉動紙帶,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)A物體在紙帶上的滑動時間; (2)在圖乙的坐標(biāo)系中定性畫出A、B兩物體的vt圖象; (3)兩物體A、B停在地面上的距離。 答案 (1)1 s (2)圖見解析 (3)1.25 m 解析 (1)兩物體在紙帶上滑動時均有μ1mg=ma1 當(dāng)物體A滑離紙帶時at-a1t=d 由以上兩式可得t1=1 s。 (2)如圖所示。 兩物體A、B最終停止時的間距 x=x2+d-x1 由以上各式可得x=1.25 m。 23.如圖所示,有1、2、3三個質(zhì)量均為m=1 kg的物體,物體2為一長板,與物體3通過不可伸長的輕繩連接,跨過光滑的定滑輪,設(shè)長板2到定滑輪足夠遠,物體3離地面高H=5.75 m,物體1與長板2之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。長板2在光滑的桌面上從靜止開始釋放,同時物體1(視為質(zhì)點)在長板2的左端以v=4 m/s的初速度開始運動,運動過程中恰好沒有從長板2的右端掉下,求: (1)長板2開始運動時的加速度大??; (2)長板2的長度L0; (3)當(dāng)物體3落地時,物體1在長板2上的位置。 答案 (1)6 m/s2 (2)1 m (3)物體1在長板2的最左端 (2)1、2共速后,假設(shè)1、2、3相對靜止一起加速,則有 T=2ma, mg-T=ma,即mg=3ma,得a=, 對1:f=ma=3.3 N>μmg=2 N,故假設(shè)不成立,物體1和長板2相對滑動。則1、2共速時,物體1恰好位于長板2的右端。 設(shè)經(jīng)過時間t1二者速度相等,則有v1=v+a1t1=a2t1, 代入數(shù)據(jù)解得t1=0.5 s,v1=3 m/s, x1=t1=1.75 m, x2==0.75 m, 所以長板2的長度L0=x1-x2=1 m。 (3)1、2共速之后,分別對三個物體受力分析,有 物體1:μmg=ma4 長板2:T-μmg=ma5 物體3:mg-T=ma6 且a5=a6 聯(lián)立解得a4=2 m/s2,a5==4 m/s2。 此過程物體3離地面高度h=H-x2=5 m 根據(jù)h=v1t2+a5t 解得t2=1 s,長板2的位移x3=h 物體1的位移x4=v1t2+a4t=4 m 則物體1相對長板2向左移動的距離 Δx=x3-x4=1 m=L0,即此時物體1在長板2的最左端。 24.如圖,在光滑的傾角為θ的固定斜面上放一個劈形的物體A,其上表面水平,質(zhì)量為M.物體B質(zhì)量為m,B放在A的上面,先用手固定住A. (1)若A的上表面粗糙,放手后,求AB相對靜止一起沿斜面下滑,B對A的壓力大小. (2)若A的上表面光滑,求放手后的瞬間,B對A的壓力大?。? 【解析】(1)AB相對靜止一起沿斜面下滑,加速度a=gsinθ B的加速度的豎直分量ay=gsin2θ則mg-N=may N=mg-mgsin2θ=mgcos2θ 所以B對A的壓力大小等于mgcos2θ 【答案】(1)mgcos2θ (2) 25.如圖所示,一個質(zhì)量為M,長為L的圓管豎直放置,頂端塞有一個質(zhì)量為m的彈性小球,M=4m,球和管間的滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小均為4mg,管下端離地面高度H=5 m. 現(xiàn)讓管自由下落,運動過程中管始終保持豎直,落地時向上彈起的速度與落地時速度大小相等,若管第一次彈起上升過程中,球恰好沒有從管中滑出,不計空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2.求 (1)管第一次落地彈起剛離開地面時管與球的加速度分別多大? (2)從管第一次落地彈起到球與管達到相同速度時所用的時間. (3)圓管的長度L. 【解析】(1)管第一次落地彈起時,管的加速度大小為a1,球的加速度大小為a2,由牛頓第二定律 對管Mg+4mg=Ma1 對球4mg-mg=ma2 故a1=20 m/s2,方向向下 a2=30 m/s2,方向向上 【答案】(1)20 m/s2,方向向下 30 m/s2,方向向上 (2)0.4 s (3)4 m 26.一大小不計的木塊通過長度忽略不計的繩固定在小車的前壁上,小車表面光滑。某時刻小車由靜止開始向右勻加速運動,經(jīng)過2 s,細繩斷裂。細繩斷裂前后,小車的加速度保持不變,又經(jīng)過一段時間,滑塊從小車左端剛好掉下,在這段時間內(nèi),已知滑塊相對小車前3 s內(nèi)滑行了4.5 m,后3 s內(nèi)滑行了10.5 m。求從繩斷到滑塊離開車尾所用的時間是多少? 圖6 解析 設(shè)小車加速度為a。繩斷裂時,車和物塊的速度為v1=at1。斷裂后,小車的速度v=v1+at2,小車的位移為: x1=v1t2+at 滑塊的位移為:x2=v1t2 繩斷后,前3 s相對位移有關(guān)系: Δx=x1-x2=at=4.5 m 得:a=1 m/s2 27.如圖7所示,甲、乙兩傳送帶傾斜放置,與水平方向夾角均為37,傳送帶乙長為4 m,傳送帶甲比乙長0.45 m,兩傳送帶均以3 m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動,可視為質(zhì)點的物塊A從傳送帶甲的頂端由靜止釋放,可視為質(zhì)點的物塊B由傳送帶乙的頂端以3 m/s的初速度沿傳送帶下滑,兩物塊質(zhì)量相等,與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5,取g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求: 圖7 (1)物塊A由傳送帶頂端滑到底端經(jīng)歷的時間; (2)物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度之比。 (2)在物塊A的第一個加速過程中,物塊A在傳送帶上的劃痕長度為 L1=v帶t1-x1=0.45 m 在物塊A的第二個加速過程中,物塊A在傳送帶上的劃痕長度為 L2=v帶t2+a2t-v帶t2=1.0 m 所以物塊A在傳送帶上的劃痕長度為 LA=L2=1.0 m 由分析知物塊B的加速度與物塊A在第二個加速過程的加速度相同,從傳送帶頂端加速到底端所需時間與t2相同 所以物塊B在傳送帶上的劃痕長度為LB=v帶t2+a2t-v帶t2=1.0 m 故物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度之比為LA∶LB=1∶1 答案 (1)1.3 s (2)1∶1 28.如圖8甲所示,有一傾角為30的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板。開始時質(zhì)量為m=1 kg 的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上,現(xiàn)將力F變?yōu)樗较蛴?,?dāng)滑塊滑到木板上時撤去力F,木塊滑上木板的過程不考慮能量損失。此后滑塊和木板在水平面上運動的v-t圖象如圖乙所示,g=10 m/s2。求: 圖8 (1)水平作用力F的大小; (2)滑塊開始下滑時的高度; (3)木板的質(zhì)量。 解析 (1)滑塊受力如圖所示,根據(jù)平衡條件,有 mgsin θ=Fcos θ 解得F= N (3)由題圖乙可知,滑塊和木板起初相對滑動,當(dāng)達到共同速度后一起做勻減速運動,兩者共同減速時加速度a1=1 m/s2,相對滑動時,木板的加速度a2=1 m/s2,滑塊的加速度大小a3=4 m/s2,設(shè)木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1,滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2,對它們整體受力分析,有 a1==μ1g,解得μ1=0.1 0~2 s內(nèi)分別對木板和滑塊受力分析,即 對木板:μ2mg-μ1(M+m)g=Ma2 對滑塊:μ2mg=ma3 聯(lián)立解得M=1.5 kg。 答案 (1) N (2)2.5 m (3)1.5 kg- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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