2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)9 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用（含解析）.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)9 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用（含解析） 一、單項選擇題 1．DIS是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)組成的信息采集處理系統(tǒng)，某課外實驗小組利用DIS系統(tǒng)研究電梯的運動規(guī)律，他們在電梯內(nèi)做實驗，在電梯天花板上固定一個力傳感器，傳感器的測量掛鉤向下，在掛鉤上懸掛一個質(zhì)量為1.0 kg的鉤碼，在電梯由靜止開始上升的過程中，計算機(jī)屏上顯示如圖所示的圖象(g取10 m/s2)，則(　　) A．t1到t2時間內(nèi)，電梯勻速上升 B．t2到t3時間內(nèi)，電梯處于靜止?fàn)顟B(tài) C．t3到t4時間內(nèi)，電梯處于超重狀態(tài) D．t1到t2時間內(nèi)，電梯的加速度大小為5 m/s 解析：0～t1時間內(nèi)，F(xiàn)1＝mg，電梯靜止，t1～t2時間內(nèi)，F(xiàn)2>mg，電梯加速上升，加速度a＝＝5 m/s2，A錯誤，D正確；t2～t3時間內(nèi)，F(xiàn)3＝mg，電梯勻速上升，B錯誤；t3～t4時間內(nèi)，F(xiàn)4<mg，電梯減速上升，處于失重狀態(tài)，C錯誤． 答案：D 2．如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動．在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ<tanθ，則下圖中能反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是(　　) 解析：當(dāng)小木塊速度小于v0時，對小木塊受力分析可知，小木塊受沿傳送帶向下的滑動摩擦力作用，此時有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，可知a1＝gsinθ＋μcosθ，當(dāng)小木塊速度達(dá)到v0時，因為μ<tanθ，所以mgsinθ>μmgcosθ，所以小木塊將繼續(xù)加速下滑，再次對小木塊受力分析可知，小木塊此時受沿傳送帶向上的滑動摩擦力作用，此時有mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，可知a2＝gsinθ－μgcosθ，a1<a2，對比各v－t圖象可知選項D正確． 答案：D 3．如右圖所示，m＝1.0 kg的小滑塊以v0＝4 m/s的初速度從傾角為37的斜面AB的底端A滑上斜面，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，取g＝10 m/s2，sin37＝0.6.若從滑塊滑上斜面起，經(jīng)0.6 s滑塊正好通過B點，則AB之間的距離為(　　) A．0.8 m B．0.76 m C．0.64 m D．0.16 m 解析：滑塊沿斜面向上運動時，加速度大小為a1＝g(sin37＋μcos37)＝10 m/s2，滑塊經(jīng)t1＝＝0.4 s速度即減為零．因此0.6 s時是向下經(jīng)過B點．下滑時加速度大小為a2＝g(sin37－μcos37)＝2 m/s2，則AB間的距離sAB＝－a2(t－t1)2＝0.76 m，B項正確． 答案：B 4．如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一個質(zhì)量為m0的小桶(底面水平)，桶中放有一質(zhì)量為m的物體，當(dāng)桶靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸長了L，今向下拉桶使彈簧再伸長ΔL后靜止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則下列說法中正確的是(　　) ①剛松手瞬間桶對物體的支持力大小為mg ②剛松手瞬間桶對物體的支持力大小為(m＋m0)g ③剛松手瞬間物體的加速度為g，方向向上 ④剛松手瞬間物體的加速度為g，方向向上 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析：本題的常規(guī)解法是先取桶與物體為整體，利用平衡條件、牛頓第二定律求解，這樣做費時易錯，若用假設(shè)法求解，則能迅速選出正確選項． 假設(shè)沒有向下拉彈簧，即ΔL＝0，則由平衡條件知剛松手瞬間盤對物體的支持力大小仍為mg，將ΔL＝0分別代入①②可得①對②錯；又由牛頓第二定律知剛松手瞬間物體的加速度為a＝＝g，方向向上，③對④錯，A正確． 答案：A 5．2014年2月15日凌晨，在索契冬奧會自由式滑雪女子空中技巧比賽中，中國運動員以83.50分奪得銀牌．比賽場地可簡化為由如圖所示的助滑區(qū)、弧形過渡區(qū)、著陸坡、減速區(qū)等組成．若將運動員視為質(zhì)點，且忽略空氣阻力，下列說法正確的是(　　) A．運動員在助滑區(qū)加速下滑時處于超重狀態(tài) B．運動員在弧形過渡區(qū)運動過程中處于失重狀態(tài) C．運動員在跳離弧形過渡區(qū)至著陸之前的過程中處于完全失重狀態(tài) D．運動員在減速區(qū)減速過程中處于失重狀態(tài) 解析：本題考查加速度、超重、失重、完全失重等考點，意在考查考生對相關(guān)概念的理解能力以及對運動過程中加速度方向的分析判斷能力．運動員在加速下滑時加速度沿豎直方向的分加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，A項錯；由圓周運動知識可知，運動員在弧形過渡區(qū)加速度方向指向圓心，具有豎直向上的分加速度，運動員處于超重狀態(tài)，B項錯；運動員跳離弧形過渡區(qū)到著陸前，只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，C項正確；運動員在減速區(qū)具有豎直向上的分加速度，處于超重狀態(tài)，D項錯誤． 答案：C 二、多項選擇題 6．在下列運動過程中，人處于失重狀態(tài)的是(　　) A．小朋友沿滑梯加速滑下 B．乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi) C．宇航員隨飛船繞地球做圓周運動 D．跳水運動員離開跳板后向上運動 解析：當(dāng)小朋友沿滑梯加速下滑時，具有向下的加速度，人處于失重狀態(tài)，A正確；乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi)，對乘客受力分析可得在豎直方向汽車對乘客的作用力平衡了乘客的重力，乘客不處于失重狀態(tài)，B錯誤；宇航員隨飛船繞地球做圓周運動，宇航員處于完全失重狀態(tài)，運動員離開跳板后僅受重力作用處于完全失重狀態(tài)，C、D正確． 答案：ACD 7．質(zhì)量為0.3 kg的物體在水平面上做直線運動，右圖中的兩條直線分別表示物體受水平拉力和不受水平拉力的圖線，則下列說法正確的是(　　) A．水平拉力可能是0.3 N B．水平拉力一定是0.1 N C．物體所受摩擦力可能是0.2 N D．物體所受摩擦力一定是0.2 N 解析：若拉力方向與物體運動方向相同，則斜率較大的圖象為不受拉力即只受摩擦力的速度圖象，此時物體加速度大小為a1＝ m/s2，由牛頓第二定律可知此時摩擦力Ff＝ma1＝0.2 N，圖象中斜率較小的圖線為受拉力時的圖線，加速度大小為a2＝ m/s2，由牛頓第二定律可知Ff－F＝ma2，代入已知條件可知，拉力F＝0.1 N；若拉力方向與物體運動方向相反，則斜率較小的圖象為不受拉力即只受摩擦力的速度圖象，此時物體加速度大小為a3＝ m/s2，由牛頓第二定律可知此時摩擦力F′f＝ma3＝0.1 N；圖象中斜率較大的圖線為受拉力時的圖線，加速度大小為a4＝ m/s2，由牛頓第二定律可知F′＋F′f＝ma4，代入已知條件可知，拉力F′＝0.1 N，B、C正確． 答案：BC 8．如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上．A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)對A施加一水平拉力F，則(　　) A．當(dāng)F<2μmg時，A、B都相對地面靜止 B．當(dāng)F＝μmg時，A的加速度為μg C．當(dāng)F>3μmg時，A相對B滑動 D．無論F為何值，B的加速度不會超過μg 解析：本題考查牛頓運動定律的應(yīng)用，意在考查考生的理解能力和分析綜合能力．A、B間的最大靜摩擦力為2μmg，B和地面之間的最大靜摩擦力為μmg，對A、B整體，只要F>μmg，整體就會運動，選項A錯誤；當(dāng)A對B的摩擦力為最大靜摩擦力時，A、B將要發(fā)生相對滑動，故A、B一起運動的加速度的最大值滿足2μmg－μmg＝mamax，B運動的最大加速度amax＝μg，選項D正確；對A、B整體，有F－μmg＝3mamax，則F>3μmg時兩者會發(fā)生相對運動，選項C正確；當(dāng)F＝μmg時，兩者相對靜止，一起滑動，加速度滿足F－μmg＝3ma，解得a＝μg，選項B正確． 答案：BCD 三、非選擇題 9．如右圖所示，小車在水平路面上加速向右運動，用一條水平繩和一條斜繩(斜繩與豎直方向的夾角θ＝30)把一個質(zhì)量為m的小球系于車內(nèi)．不計繩的質(zhì)量，求下列兩種情況下，兩繩對小球的拉力大小： (1)小車以加速度a1＝運動； (2)小車以加速度a2＝g運動． 解析：(1)設(shè)OA、OB繩中張力分別為FTA、FTB 設(shè)FTA＝0時加速度為a0，則a0＝gtanθ＝g a1＝<a0，則FTBsinθ－FTA＝ma1，F(xiàn)TBcosθ＝mg 聯(lián)立解得：FTA＝mg，F(xiàn)TB＝mg. (2)因為a2＝g>a0，故FTA′＝0 設(shè)OB繩與豎直方向的夾角為α，則 FTB′cosα＝mg，F(xiàn)TB′sinα＝ma2 聯(lián)立解得：FTB′＝mg. 答案：(1)FTA＝mg，F(xiàn)TB＝mg (2)FTA′＝0，F(xiàn)TB′＝mg 10．如右圖所示，質(zhì)量M＝8 kg的長木板放在光滑的水平面上，在長木板左端加一水平恒推力F＝8 N，當(dāng)長木板向右運動的速度達(dá)到1.5 m/s時，在長木板前端輕輕地放上一個大小不計，質(zhì)量為m＝2 kg的小物塊，物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，長木板足夠長．(g＝10 m/s2) (1)小物塊放后，小物塊及長木板的加速度各為多大？ (2)經(jīng)多長時間兩者達(dá)到相同的速度？ (3)從小物塊放上長木板開始，經(jīng)過t＝1.5 s小物塊的位移大小為多少？ 解析：(1)物塊的加速度am＝μg＝2 m/s2 長木板的加速度aM＝＝0.5 m/s2. (2)由amt＝v0＋aMt可得t＝1 s. (3)在開始1 s內(nèi)小物塊的位移：x1＝amt2＝1 m 1 s末速度為v＝amt＝2 m/s 在接下來的0.5 s物塊與長木板相對靜止，一起做加速運動且加速度為a＝＝0.8 m/s2 這0.5 s內(nèi)的位移為x2＝vt＋at2＝1.1 m 通過的總位移x＝x1＋x2＝2.1 m. 答案：(1)2 m/s2　0.5 m/s2　(2)1 s　(3)2.1 m 11．如圖甲所示，質(zhì)量為M的長木板，靜止放置在粗糙水平地面上，有一個質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的物塊，以某一水平初速度v0從左端沖上木板．從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過程中，物塊和木板的v－t圖象分別如圖乙中的折線acd和bcd所示，a、b、c、d點的坐標(biāo)為a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)．根據(jù)v－t圖象，求： (1)物塊相對長木板滑行的距離Δx. (2)物塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量M之比． 解析：(1)由v－t圖象可以看出，物塊相對于長木板滑行的距離Δx對應(yīng)圖中△abc的面積，故Δx＝104 m＝20 m. (2)由v－t圖象可求出物塊沖上木板做勻減速直線運動的加速度大小a1＝ m/s2＝1.5 m/s2，木板開始做勻加速直線運動的加速度大小a2＝ m/s2＝1 m/s2，達(dá)到同速后一起勻減速運動的加速度大小a3＝ m/s2＝0.5 m/s2. 對m沖上木板減速階段：μ1mg＝ma1 對M向前加速階段：μ1mg－μ2(m＋M)g＝Ma2 物塊和木板達(dá)到共同速度后向前減速階段： μ2(m＋M)g＝(M＋m)a3 以上三式聯(lián)立可得：mM＝32. 答案：(1)20 m　(2)32