高2020届高2017级高三物理步步高二轮复习配套课件学案第三部分热点排查练3

热点3牛顿运动定律
1.(2019·吉林长春市第二次监测)如图所示,水平面上的小车内固定一个倾角为30°的光滑斜面,平行于斜面的细绳一端固定在车上,另一端系着一个质量为m的小球,小球和小车均处于静止状态.如果小车在水平面上向左加速且加速度大小不超过a1时,小球仍能够和小车保持相对静止;如果小车在水平面上向右加速且加速度大小不超过a2时,小球仍能够和小车保持相对静止.则a1和a2的大小之比为()
A.3∶1
B.3∶3
C.3∶1
D.1∶3
答案 D
解析由题意可知:a1＝g tan 30°,a2＝g
tan 30°,得a1∶a2＝1∶3,故选项D正确.
2.(2019·江苏扬州中学下学期开学考)如图所示,小球A质量为m,木块B质量为2m,两物体通过竖直轻弹簧连接放置在水平面上静止.现对A施加一个竖直向上的恒力F,使小球A在竖直方向上运动,经弹簧原长时小球A的速度恰好最大,已知重力加速度为g,则在木块B对地面压力为零时,小球A的加速度大小为()
A.3g
B.2.5g
C.2g
D.1.5g
答案 C
解析经弹簧原长时小球A速度恰好最大,此时小球加速度为零,则恒力F＝mg;木块B对地面压力为零时,由平衡条件知弹簧的弹力为2mg,又由牛顿第二定律得:F－mg－2mg＝ma,解得小球A的加速度a＝－2g,方向竖直向下,故C正确.
3.(2019·河南示范性高中上学期期终)如图所示,A、B两相同的木箱(质量不计)用水平细绳连接放在水平地面上,当两木箱内均装有质量为m的沙子时,用水平力F拉A木箱,使两木箱一起做匀加速直线运动,细绳恰好不被拉断.在不改变拉力的情况下,为使两木箱一次能运送更多的沙子,下列方法可行的是(加沙子后两木箱均能被拉动)()
A.只在A木箱内加沙子
B.只在B 木箱内加沙子
C.A 木箱内加入质量为m 的沙子,B 木箱内加入质量为2m 的沙子
D.A 木箱内加入质量为2m 的沙子,B 木箱内加入质量为3m 的沙子 答案 A
解析 对整体由牛顿第二定律:F －μ(m A ＋m B )g ＝(m A ＋m B )a ;对木箱B :F T －μm B g ＝m B a ;解得F T ＝
m B
m A ＋m B
F ,可知当A 木箱内加入沙子的质量大于B 木箱内加入沙子的质量时,细绳的拉力减
小,故选项A 正确,B 、C 、D 错误.
4.(多选)如图所示,质量为3 kg 的物体A 静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2 kg 的物体B 用细线悬挂,A 、B 间相互接触但无压力.取g ＝10 m/s 2.某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间( )
A.B 对A 的压力大小为12 N
B.弹簧弹力大小为20 N
C.B 的加速度大小为4 m/s 2
D.A 的加速度为零 答案 AC
解析 剪断细线前,A 、B 间无压力,则弹簧的弹力F ＝m A g ＝30 N,剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,对A 、B 整体分析,整体加速度:a ＝(m A ＋m B )g －F m A ＋m B ＝(3＋2)×10－30
3＋2 m/s 2＝4 m/s 2
隔离对B 分析有:m B g －F N ＝m B a ,
解得:F N ＝(20－2×4) N ＝12 N,由牛顿第三定律知B 对A 的压力为12 N,故A 、C 正确,B 、D 错误.
5.(2018·河北省衡水中学调研)在光滑水平面上有一辆小车A ,其质量为m A ＝2.0 kg,在小车上放一个物体B ,其质量为m B ＝1.0 kg,如图甲所示,给B 一个水平推力F ,当F 增大到稍大于3.0 N 时,A 、B 开始相对滑动,如果撤去F ,对A 施加一水平推力F ′,如图乙所示,要使A 、B 不相对滑动,则F ′的最大值F max 为( )
A.2.0 N
B.3.0 N
C.6.0 N
D.9.0 N 答案 C
解析题图甲中设A、B间的静摩擦力达到最大值F fmax时,系统的加速度为a,根据牛顿第二定律,对A、B整体,有F＝(m A＋m B)a,
对A,有F fmax＝m A a,
代入数据解得F fmax＝2.0 N,
题图乙中,设A、B刚开始滑动时系统的加速度为a′,
根据牛顿第二定律,以B为研究对象,有F fmax＝m B a′,
以A、B整体为研究对象,有F max＝(m A＋m B)a′,
代入数据解得F max＝6.0 N,故C正确.
6.(多选)(2019·福建泉州市5月第二次质检)如图,一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动.一小滑块以某初速度沿传送带向下运动,滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,则其速度v随时间t 变化的图象可能是()
答案BC
解析设传送带倾角为θ,动摩擦因数为μ,若mg sin θ>μmg cos θ,合力沿传送带向下,小滑块向下匀加速运动;若mg sin θ＝μmg cos θ,沿传送带方向合力为零,小滑块匀速下滑;若mg sin θ<μmg cos θ,小滑块所受合力沿传送带向上,小滑块做匀减速运动,当减速为零时,开始反向加速,当加速到与传送带速度相同时,因为最大静摩擦力大于小滑块重力沿传送带向下的分力,故小滑块随传送带做匀速运动,A、D错误,B、C正确.
7.(多选)在粗糙的水平地面上有一个质量为2 kg的物块,与左端固定在墙上的水平轻弹簧相连,并由一与水平方向成θ＝45°角的拉力F拉着,如图所示,此时物块处于静止状态,水平地面对物块的弹力恰好为零,g取10 m/s2,设物块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,动摩擦因数为0.2,以下说法正确的是()
A.此时轻弹簧的弹力大小为20 N
B.若突然撤去拉力F ,则撤去瞬间物块的加速度大小为8 m/s 2,方向向左
C.若剪断弹簧,则剪断瞬间物块的加速度大小为8 m/s 2,方向向右
D.若剪断弹簧,则剪断瞬间物块的加速度为0 答案 AB
解析 物块在与水平方向成θ＝45°角的拉力F 作用下处于静止状态,此时水平地面对物块的弹力恰好为零,则F ＝mg sin 45°＝20 2 N,物块受重力、拉力以及弹簧的弹力处于平衡状态,根据
共点力平衡得,弹簧的弹力F 弹＝mg tan 45°＝20 N,故A 正确;撤去F 的瞬间,弹簧的弹力仍然为20 N,物块此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用,物块所受的最大静摩擦力为F f ＝μmg ＝0.2×20 N ＝4 N,根据牛顿第二定律得物块的加速度为a ＝20－42 m /s 2＝8 m/s 2,合力
方向向左,所以向左加速,故B 正确;剪断弹簧的瞬间,弹簧对物块的拉力瞬间为零,此时水平地面对物块的弹力仍然为零,物块水平方向所受的合力为F x ＝F cos 45°＝20 N,则物块的加速度为a ′＝F x m ＝20
2
m/s 2＝10 m/s 2,故C 、D 错误.
8.(多选)(2019·江西南昌市二模)如图所示,细绳AB 和BC 连接着一质量为m 的物体P ,其中绳子的A 端固定,C 端通过小光滑定滑轮连接着一质量也为m 的物体Q ,开始时,用手抓住物体Q ,使物体P 、Q 均静止,此时AB 和BC 两绳中拉力大小分别为F T1、F T2,把手放开瞬间,AB 和BC 两绳中拉力大小分别为F T1′、F T2′.已知P 、Q 均可看成质点,A 、B 、C 处于同一竖直平面内,绳子间连接的夹角如图.则( )
A.F T1∶F T1′＝1∶1
B.F T1∶F T2＝1∶2
C.F T2∶F T2′＝2∶3
D.F T1′∶F T2′＝3∶1 答案 AC
解析 用手抓住物体Q 时,以物体P 为研究对象,物体P 受力平衡,有:
F T1＝mg cos 30°① F T2＝mg sin 30°②
把手放开瞬间,设Q 加速度为a ,则P 在瞬间沿BC 方向加速度也为a ,根据牛顿第二定律,
对Q:mg－F T2′＝ma③
对P,在BC方向:F T2′－mg cos 60°＝ma④
在AB方向:F T1′＝mg sin 60°⑤
联立①②③④⑤得:F T1∶F T1′＝1∶1,F T1∶F T2＝3∶1 F T2∶F T2′＝2∶3,F T1′∶F T2′＝2∶ 3.。