高考物理一轮总复习 第3章 牛顿运动定律 第3讲 牛顿运动定律的综合应用-人教版高三全册物理试题.doc

牛顿运动定律的综合应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16为单选，710为多选)12016·昆明模拟如图所示，一些商场安装了智能化的自动电梯，当有乘客乘用时自动电梯经过先加速后匀速两个阶段运行，则电梯在运送乘客的过程中()A乘客始终受摩擦力作用B乘客经历先超重再失重的状态C电梯对乘客的作用力始终竖直向上D电梯对乘客的作用力先指向前上方，再竖直向上答案D解析乘客先斜向上做加速运动后做匀速运动，故乘客先超重后处于平衡状态，选项B错误；匀速运动阶段乘客受竖直方向的重力与支持力作用而平衡，不受摩擦力，选项A错误；乘客在加速运动阶段受电梯的作用力与重力，合力沿平行电梯斜面向上，重力竖直向下，故电梯对乘客的作用力斜向前上方，选项C错误、D正确。2.2016·黄山模拟如图所示，足够长的水平传送带以v02 m/s的速度匀速运行。t0时，在最左端轻放一个小滑块，t2 s时传送带突然制动停下。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.2，g10 m/s2。在下图中，关于滑块相对地面运动的v­t图象正确的是()答案D解析滑块放在传送带上受到滑动摩擦力作用做匀加速运动，ag2 m/s2，滑块运动到与传送带速度相同时需要的时间t11 s，然后随传送带一起匀速运动的时间t2 tt11 s，当传送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止，aa2 m/s2，运动的时间t31 s，所以速度时间图象对应D选项。32017·南京盐城质检如图所示，一固定杆与水平方向夹角为，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为，且<，不计空气阻力，则滑块的运动情况是()A沿着杆减速下滑 B沿着杆减速上滑C沿着杆加速下滑 D沿着杆加速上滑答案B解析由于滑块与小球保持相对静止以相同的加速度运动，故小球加速度方向沿杆的方向，由小球的受力分析可知，加速度方向沿斜面向下。对小球，由牛顿第二定律得mgsinFsin()ma，解得a>gsin，把滑块和小球看作一个整体，则由牛顿第二定律得，沿斜面方向(m1m2)gsinFf(m1m2)a，解得Ff(m1m2)(agsin)>0，故滑块所受的摩擦力沿斜面向下，因此滑块沿杆减速上滑，选项B正确，A、C、D错误。42017·长春质检如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法中不正确的是()A当0<Fmg时，绳中拉力为0B当mg<F2mg时，A、B物体均静止C当F>2mg时，绳中拉力等于D无论F多大，绳中拉力都不可能等于答案D解析因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当0<Fmg时，A受到拉力与静摩擦力的作用，二者平衡，绳子拉力为0，A正确；当mg<F2mg时，A、B整体受到拉力和摩擦力的作用，二者平衡，A、B整体处于静止状态，B正确；当F>2mg时，整体将开始加速运动，对整体a，对B：a，由上两式得F拉，C正确；当mg<F2mg时，水平力F为mg时，绳子的拉力可为，D错误。故不正确的是D选项。5如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后，木板运动的速度时间图象可能是下列选项中的()答案A解析设在木板与物块未达到相同速度之前，木板的加速度为a1，物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。对木板应用牛顿第二定律得：1mg2·2mgma1，a1(122)g。设物块与木板达到相同速度之后，木板的加速度为a2，对整体有2·2mg2ma2，a22g，可见|a1|>|a2|，由v­t图象的斜率表示加速度大小可知，图象A正确。62016·银川一中二模如图甲所示，用粘性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为mA1 kg、mB2 kg，当A、B之间产生拉力且大于0.3 N时A、B将会分离。t0时刻开始对物块A施加一水平推力F1，同时对物块B施加同一方向的拉力F2，使A、B从静止开始运动，运动过程中F1、F2方向保持不变，F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析，正确的是()At2.0 s时刻A、B之间作用力大小为0.6 NBt2.0 s时刻A、B之间作用力为零Ct2.5 s时刻A对B的作用力方向向左D从t0时刻到A、B分离，它们运动的位移为4.5 m答案A解析设t时刻A、B分离，分离之前A、B物体共同运动，加速度为a，以整体为研究对象，则有：a m/s21.2 m/s2，分离时对B有：F2FTmBa，得：F2FTmBa0.3 N2×1.2 N2.7 N，由图象F2t，则经历时间：t×2.7 s3 s，根据位移公式：xat25.4 m，则D错误；当t2 s时，F21.8 N，F2FN1mBa，得：FN1mBaF20.6 N，A正确，B错误；当t2.5 s时，F22.25 N，F2FN2mBa，得：FN2mBaF2>0，A对B的作用力方向向右，C错误。72016·上海十二校联考如图所示，质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上。用轻质弹簧将两物块连接在一起。当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x。则下列关系正确的是()AF2F Bx2xCF>2F Dx<2x答案AB解析取m1和m2为一整体，应用牛顿第二定律可得：F(m1m2)a。弹簧的弹力FTkx。当两物块的加速度增为原来的2倍，拉力F增为原来的2倍，FT增为原来的2倍，弹簧的伸长量也增为原来的2倍，故A、B正确。8如图所示，甲、乙两车均在光滑的水平面上，质量都是M，人的质量都是m，甲车上人用力F推车，乙车上的人用等大的力F拉绳子(绳与轮的质量和摩擦均不计)；人与车始终保持相对静止。下列说法正确的是()A甲车的加速度大小为B甲车的加速度大小为0C乙车的加速度大小为D乙车的加速度大小为0答案BC解析对甲图中人和车组成的系统受力分析，在水平方向的合外力为0(人的推力F是内力)，故a甲0，选项A错误，选项B正确。对乙图中，人拉轻绳的力为F，则绳拉人和绳拉车的力均为F，对人和车组成的系统受力分析，水平合外力为2F，由牛顿第二定律知：a乙，则选项C正确，选项D错误。故选B、C。9如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a、b、c，质量均为m，a、c之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在b上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面。系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是 ( )A无论粘在哪块木块上面，系统的加速度一定减小B若粘在a木块上面，绳的张力减小，a、b间摩擦力不变C若粘在b木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小D若粘在c木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定都增大答案ACD解析无论粘在哪块木块上面，系统质量增大，水平恒力F不变，对整体由牛顿第二定律得系统的加速度一定减小，选项A正确；若粘在a木块上面，对c有FTcma，a减小，故绳的张力减小，对b有FFfma，故a、b间摩擦力增大，选项B错误；若粘在b木块上面，对c有FTcma，对a、c整体有Ff2ma，故绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小，选项C正确；若粘在c木块上面，对b有FFfma，则FfFma，a减小，Ff增大，对a有FfFTcma，则FTcFfma，Ff增大，a减小，FTc增大，选项D正确。102017·哈尔滨三中模拟如图所示，光滑水平面上放置着四个相同的木块，其中木块B与C之间用一轻弹簧相连，轻弹簧始终在弹性限度内。现用水平拉力F拉B木块，使四个木块以相同的加速度一起加速运动，则以下说法正确的是()A一起加速过程中，C木块受到四个力的作用B一起加速过程中，D所受到的静摩擦力大小为C一起加速过程中，A、D木块所受摩擦力大小和方向相同D当F撤去瞬间，A、D木块所受静摩擦力的大小和方向都不变答案BC解析C与D之间存在弹力和静摩擦力，又C受重力、地面的支持力、弹簧的拉力，共五个力，A错误；设木块的质量为m，由牛顿第二定律可得F4ma，加速度a，则D受到的静摩擦力fma，B正确；A与D加速度相同，水平方向上只受静摩擦力，则静摩擦力大小和方向相同，C正确；撤去拉力F后，B受到向后的拉力，加速度向后，则A所受的静摩擦力向后，C受到向前的拉力，加速度向前，则D所受的静摩擦力向前，D错误。二、非选择题(本题共2小题，共30分)112017·石家庄质检(12分)如图所示，质量均为m3 kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k100 N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a2 m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面间的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2。求：(1)物块A、B分离时，所加外力F的大小；(2)物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间。答案(1)21 N(2)0.3 s解析(1)物块A、B分离时，对B有Fmgma解得F21 N。(2)A、B静止时，对A、B有kx12mg，A、B分离时，对A有kx2mgma，此过程中x1x2at2，解得t0.3 s。12(18分)一长木板静止在水平地面上，在t0时刻，一小滑块以某一速度滑到木板上表面，经过2 s滑块和木板同时停下，滑块始终在木板上。木板运动的速度随时间变化的图象如图所示，已知木板和滑块的质量均为0.1 kg，重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据图象信息解答下面问题：(1)求出木板和滑块间的动摩擦因数；(2)滑块刚滑到木板上时的速度多大？(3)求整个过程中滑块和木板之间产生的热量。答案(1)0.3(2)v04 m/s(3)Q0.6 J解析(1)由图象求得01 s木板加速度大小a11 m/s2。12 s木板与滑块整体加速度大小a21 m/s2，木板与地面间摩擦力大小F2ma20.2 N。设木板和滑块间的动摩擦因数为，在01 s内：mgFma1，代入数据解得0.3。(2)滑块在滑上木板01 s过程中mgma，v0atv，由图象可得v04 m/s。(3)由图象可知，从开始到木板与滑块共速过程的位移s木0.5 m，s块×t×1 m2.5 m。设滑块和木板之间产生的热量为Q，热量只在01 s的过程中产生，则Qmg(s块s木)，代入数据解得Q0.6 J。