高考物理一轮总复习 专题3 牛顿运动定律 第3讲 牛顿运动定律的应用课后提能演练-人教版高三全册物理试题.doc

牛顿运动定律的应用一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第79题有多项符合题目要求1一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甲所示已知电梯在t0时由静止开始上升，电梯的加速度a随时间t的变化如图乙所示图甲中有一质量为M的乘客站在电梯里，电梯对乘客的支持力为F.根据at图象可以判断，力F大小不变，且F<Mg的时间段为()甲乙A18 s内 B89 s内C1516 s内 D1623 s内【答案】D2a，b两物体的质量分别为m1，m2，由轻质弹簧相连当用恒力F竖直向上拉着a，使a，b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a，b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，如图所示，则()Ax1一定等于x2Bx1一定大于x2C若m1>m2，则x1>x2D若m1<m2，则x1<x2【答案】A【解析】当用恒力F竖直向上拉着a时，先用整体法有，F(m1m2)g(m1m2)a，再隔离b有，kx1m2gm2a，联立得x1.当沿水平方向拉着a时，先用整体法有，F(m1m2)a，再隔离b有，kx2m2a，联立得x2，故x1x2，选项A正确3如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木板上，两者之间的滑动摩擦因数为，现对物块m施加水平向右的恒力F，若恒力F超过某一临界数值，长木板与物块将出现相对滑动重力加速度大小为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力则恒力F的临界数值为()AmgBMgCmgDmg【答案】C【解析】以物块m为研究对象，根据牛顿第二定律有Fmgma1，以长木板M为研究对象，根据牛顿第二定律有mgMa2，若两者出现相对滑动应有a1a2，联立解得Fmg，选项C正确4如图所示，放在粗糙水平面上的物块A，B用轻质弹簧测力计相连，物块与水平面间的动摩擦因数相同，今对物块A施加一水平向左的恒力F(大小未知)，使A，B一起向左匀加速运动，设A，B的质量分别为m，M，若弹簧测力计的示数为F0，水平恒力F的大小为()AF0BF0CF0DF0【答案】D【解析】以物体B为研究对象，根据牛顿第二定律有F0MgMa，以物体A为研究对象，根据牛顿第二定律有FF0mgma，联立解得FF0，选项D正确5如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a，b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A小于N B等于N C等于NF D大于NF【答案】D【解析】当剪断连接球b的细线后，b球向上加速运动，且加速度a越来越大，整体处于超重状态，且超重量越来越大未剪断细线时由平衡条件，对系统整体：N(MaMbM箱)g，式；对b球：FMbgF库，式；设此后地面对箱子的支持力为N ，由系统整体牛顿第二定律可知，N (MaMbM箱)gMa×0MbaM箱×0Mba，式；剪断细线后对b球由牛顿第二定律：F库MbgMba，式；且此后由库仑定律可知小球受到的库仑力F库 越来越大，F库F库，式；由式联立解得，N NMbaNF，故此后在b球上升的过程中，箱子对地面的压力大小N NF，选项D正确6如图所示，质量为m12 kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M5 kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m21 kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g10 m/s2，下列正确的是()A物体A处于失重状态，加速度大小为10 m/s2B物体A处于超重状态，加速度大小为20 m/s2C物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5 ND轻绳对定滑轮的作用力大小为80 N【答案】C【解析】取A，B，C为整体，由牛顿第二定律得(Mm2)gm1g(Mm1m2)a，则加速度为a5 m/s2，选项A、B错误；隔离C有，m2gFNm2a，即FN5 N，选项C正确；隔离A有Tm1gm1a，即T30 N，所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2T60 N，选项D错误7如图所示，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，木板和物块均静止，今在两物块上分别施加一水平恒力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，下列说法正确的是()A若F1F2，M1>M2，则v1>v2B若F1F2，M1<M2，则v1>v2C若F1>F2，M1M2，则v1>v2D若F1<F2，M1M2，则v1>v2【答案】BD【解析】物块的加速度为am，木板的加速度为aM，显然am>aM(即M>)，则物块在木板(长L)上滑行的时间满足amt2aMt2L，得t，木板最终的速度为vaMt.以F为自变量，易判断v与F是单调递减函数，选项C错误，D正确；以M为自变量，结合M>易判断v与M是单调递减函数，选项A错误，B正确8如图所示，在倾角30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A，B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之以加速度a向上做匀加速运动，当物块B刚要离开C时力F的大小恰为2mg.则()A物块B刚要离开C时B的加速度也为aB加速度agC以A，B整体为研究对象可以计算出加速度agD从F开始作用到B刚要离开C，A的位移为【答案】BD【解析】物块B刚要离开C时B的加速度为0，选项A错误；未加力F时对A受力分析得弹簧的压缩量x1，B刚要离开C时，对B受力分析得弹簧的伸长量x2，此时对A由牛顿第二定律得，Fmg·sin 30°kx2ma，解得ag，选项B正确，C错误；物块A的位移x1x2，选项D正确9如图所示，一足够长的木板静止在粗糙的水平面上，t0时刻滑块从板的左端以速度v0水平向右滑行，木板与滑块间存在摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力滑块的vt图象可能是图中的()ABCD【答案】BD【解析】设滑块质量为m，木板质量为M，滑块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2，若有1mg2(Mm)g，则滑块滑上木板后向右匀减速运动，加速度a11g，木板不动，选项D正确；若有1mg2(Mm)g，则滑块滑上木板后向右匀减速运动，加速度为a11g，木板向右匀加速运动，当二者同速后，一起以a22g的加速度匀减速到停止，因a1a2，故选项B正确二、非选择题10(2014年上海卷)如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球静止时，箱子顶部与球接触但无压力箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v.(1)求箱子加速阶段的加速度大小a.(2)若a>gtan ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力解：(1)设加速过程中加速度为a，由匀变速运动公式s1，s2ss1s2解得a.(2)设球不受车厢作用，应满足Nsin ma，Ncos mg解得agtan 减速时加速度由斜面支持力N与左壁支持力P共同决定当a>gtan 时 P0球受力如图，由牛顿定律Nsin ma，Ncos Qmg 解得Qm(acot g)11(2015年新课标卷)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害某地有一倾角为37°的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均处于静止状态，如图所示假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，A，B间的动摩擦因数1减小为，B、C间的动摩擦因数2减小为0.5，A，B开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s末，B的上表面突然变为光滑，2保持不变已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l27 m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小g10 m/s2.求：(1)在02 s时间内A和B加速度的大小；(2)A在B上总的运动时间解：(1)在02 s时间内，A和B的受力如图所示，其中f1，N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小，f2，N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示由滑动摩擦力公式和力的平衡条件f11N1N1mgcos f22N2N2N1mgcos 规定沿斜面向下为正设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mgsin f1ma1mgsin f2f1ma2联立式，并代入题给条件得a13 m/s2a21 m/s2.(2)在t12 s时，设A和B的速度分别为v1和v2，则v1a1t16 m/sv2a2t12 m/st > t1时，设A和B的加速度分别为a1和a2.此时A与B之间摩擦力为零，同理可得a16 m/s2a22 m/s2即B做减速运动设经过时间t2，B的速度减为零，则有v2a2t20联立式得t21 s在t1t2时间内，A相对于B运动的距离为s12 m<27 m此后B静止不动A继续在B上滑动设再经过时间t3后A离开B，则有ls(v1a1t2)t3a1t可得t31 s(另一解不合题意，舍去)设A在B上总的运动时间为t总，有t总t1t2t34 s.(亦可利用右边的速度图象求解)