高考物理一轮 3.3牛顿运动定律的综合应用课时提升作业B卷 新人教版必修1

2014届高考物理一轮课时提升作业：必修1.3.3B卷牛顿运动定律的
综合应用
(40分钟 100分)
一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。

每小题至少一个答案正确,选不全得4分)
1.如图是一种升降电梯的示意图,A为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为
M,上下均有跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动。

如果电
梯中乘客的质量为m,匀速上升的速度为v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依
靠惯性上升h高度后停止,在不计空气和摩擦阻力的情况下,重力加速度为g,
下列说法正确的是( )
A.关闭电动机后,乘客处于超重状态
B.关闭电动机后,乘客处于失重状态
C.由于A、B质量相等,故关闭电动机后,乘客的加速度大小为g
D.关闭电动机后,电梯上升的高度h一定小于
2 v 2g
2.如图所示,两个质量相同的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2,且F1>F2,则A施于B的作用力的大小为( )
A.F1
B.F2
C.1
2
(F1+F2) D.
1
2
(F1-F2)
3.(2013·河西区模拟)如图甲所示,一个物体放在光滑的水平地面上。

在t=0时刻,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。

在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律
如图乙所示。

则( )
A.在0到t 0时间内,力F 大小恒定
B.在0到t 0时间内,物体的位移逐渐变大
C.在0到t 0时间内,物体的速度逐渐变大
D.在0到t 0时间内,物体的速度逐渐变小
4.(2013·上饶模拟)如图所示,小车的质量为M,人的质量为m,人用恒力F 拉绳,若人与车保持相对静止,且地面为光滑的,不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力可能是( ) A.0
B.
m M
F m M -+,方向向右
C.m M F m M -+,方向向左
D.M m F m M
-+,方向向右 5.停在10层的电梯底板上放置有两块相同的条形磁铁,磁铁的极性及放置位置如图所示。

开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态(磁铁与底板始终相互接触)( )
A.若电梯突然向下开动,并停在1层,最后两块磁铁可能已碰在一起
B.若电梯突然向下开动,并停在1层,最后两块磁铁一定仍在原来位置
C.若电梯突然向上开动,并停在20层,最后两块磁铁可能已碰在一起
D.若电梯突然向上开动,并停在20层,最后两块磁铁一定仍在原来位置
6.(2013·九江模拟)如图所示,n 个质量均为m 的相同木块并排放在水平地面上,当木块1受到水平恒力F 而向右加速运动时,木块3对木块4的作用力为(
)
A.F
B.若地面光滑,为F;若地面不光滑,小于F
C.若地面光滑,为(1-3n )F;若地面不光滑,小于(1-3
n
)F D.不论地面是否光滑,均为(1-3
n
)F
7.(2013·华东师大附中模拟)一质量为m 的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(如图甲),某时刻剪断细线,铝球开始在油槽中下沉,通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像如图乙所示,已知重力加速度为g,根据上述信息,下列说法正确的是(
)
A.铝球下沉的速度越来越大
B.开始释放时,铝球加速度a 0=g
C.铝球下沉过程所受到油的阻力0f 0
ma v
F v
D.铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力所做功
二、计算题(本大题共3小题,共44分。

要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
8.(2013·泸州模拟)(14分)如图所示,一质量为m=2kg的小物体静止放在水平面上的A点,t=0时,物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动。

1s末到达B点时速度为8m/s,在B点立即撤去恒力F,最后在3s末停在C点,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)从第1s末到第2 s末,物体运动的距离;
(2)恒力F的大小。

9.(2013·德州模拟)(14分)如图甲所示,质量m=4kg的物体在水平面上向右做直线运动,通过A点时物体突然受到一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为正方向,运动过程中通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图像如图乙所示。

(g=10m/s2)求:
(1)0～4s和4～12 s两段时间内的加速度大小;
(2)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(3)10s末物体离A点的距离。

10.(能力挑战题)(16分)如图所示,一足够长的木板B静止在水平地面上,有一小滑块A以
v0=2m/s的水平初速度冲上该木板。

已知木板质量是小滑块质量的2倍,木板与小滑块间的动
摩擦因数为μ1=0.5,木板与水平地面间的动摩擦因数为 μ2=0.1,求小滑块相对木板滑行的位移是多少?(g 取10m/s 2
)
答案解析
1.【解析】选B 。

关闭电动机后,乘客减速上升,处于失重状态,选项A 错误,B 正确;对系统由
牛顿第二定律得mg=(2M+m)a,选项C 错误;由运动学公式得2
v h 2a
== 2(2M m)v 2mg +,选项D 错
误。

2.【解析】选C 。

设两物体的质量均为m,这两物体在F 1和F 2的作用下,具有相同的加速度为a=
12
F F 2m
-,方向与F 1相同。

物体A 和B 之间存在着一对作用力和反作用力,设A 施于B 的作用力为F N (方向与F 1方向相同)。

用隔离法分析物体B 在水平方向受力F N 和F 2,根据牛顿第二定律有F N -F 2=ma,解得F N =
1
2
(F 1+F 2),故选项C 正确。

3.【解析】选B 、C 。

由a-t 图像可知物体的加速度逐渐减小,对物体由牛顿第二定律得F=ma,故物体所受水平力F 逐渐减小,选项A 错误;由于物体的加速度与速度方向相同,物体做加速运
动,速度、位移逐渐增大,选项B、C正确,D错误。

4.【解析】选A、C、D。

取人和小车为一整体,由牛顿第二定律得:2F=(M+m)a, 设车对人的摩擦力大小为F f,方向水平向右,对人应用牛顿第二定律得:F-F f=ma。

可求得:F f=M m
M m
-
+
F,由此可见:当M=m时,F f=0。

当M>m时,F f>0,方向水平向右,
当M<m时,F f<0,方向水平向左,故A、C、D正确。

5.【解析】选A、C。

电梯突然向下开动时处于失重状态,磁铁与电梯底板间的最大静摩擦力减小,若最大静摩擦力小于两磁铁间的引力,则两磁铁会相互靠近并碰在一起,选项A正确,B错误;若电梯突然向上开动,则处于超重状态,但电梯在接近20层时,会做减速运动,此时电梯失重,磁铁与电梯底板间的最大静摩擦力减小,两磁铁有可能会相互靠近并碰在一起,选项C正确,D 错误。

【变式备选】某人在地面上用弹簧测力计称得其
体重为490N,他将弹簧测力计移至电梯内称其体
重,t0至t3时间段内,弹簧测力计的示数如图所
示,电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动
的方向为正)( )
【解析】选A 、D 。

由题意可知人的重力为490N,t 0～t 1时间内,视重为440N,人失重,有向下的加速度,应向上减速或向下加速,故B 、C 错。

t 1～t 2时间内,视重为490N,a=0,匀速运动或静止。

t 2～t 3时间内,视重为540N,人超重,有向上的加速度,应向上加速或向下减速,故A 、D 均有可能。

6.【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)分地面光滑和不光滑两种情况,以整体为研究对象,列牛顿第二定律方程,求出加速度。

(2)隔离木块4、5…n,列牛顿第二定律方程,求出木块3对木块4的作用力。

【解析】选D 。

若地面光滑,对整体由牛顿第二定律得F=nma,对木块4、5…n 由牛顿第二定律得F 34=(n-3)ma,解得F 34=(1-
3
n
)F;若地面不光滑,设地面与木块间的动摩擦因数为μ,对整体由牛顿第二定律得F-μnmg=nma,对木块4、5…n 由牛顿第二定律得F 34-μ(n-3)mg=(n-3)ma,解得F 34=(1-
3
n
)F,故选项D 正确。

7.【解析】选C 。

铝球下沉的速度先增大后不变,选项A 错误;开始释放时,铝球除受重力外,还受到竖直向上的浮力作用,其加速度a 0小于g,选项B 错误;根据通过传感器得到铝球的加速
度随下沉速度变化的图像可知,a=a 0-
00
a v
v 。

设液体浮力为F,刚剪断细线时,v=0,油的阻力F f =0,由牛顿第二定律,mg-F=ma 0。

铝球下沉过程中,由牛顿第二定律,mg-F-F f =ma 。

联立解得铝球下
沉过程所受到油的阻力F f =
00
ma v
v ,选项C 正确;铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力和浮力所做功,选项D 错误。

8.【解析】(1)撤去F 后物体的加速度大小 a 1=
B v 8
t 2
=m/s 2=4 m/s 2 ①(2分) 2s 末～3 s 末,物体运动的距离 x 1=
12a 1t 12=12
×4×12m=2 m ②(2分) 1s 末～3 s 末,物体运动的距离 x 2=
12a 1t 22=12
×4×22m=8 m
③(2分) 1s 末～2 s 末,物体运动的距离 Δx=x 2-x 1=6m
(1分)
(2)撤去F 后,对物体由牛顿第二定律得: F f =ma 1
④(2分)
恒力F 作用时物体的加速度 a 2=
B v 08t 1
-='m/s 2
=8 m/s 2 ⑤(2分) 恒力F 作用时,对物体由牛顿第二定律得: F-F f =ma 2
⑥(2分) 解④⑤⑥得:F=24N
(1分)
答案：(1)6m (2)24 N
9.【解析】(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a 1,则由v-t 图像得
a 1=
11
v t ∆∆=2m/s 2
①(1分) 设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a 2,则由v-t 图像得
a 2=
22
v t ∆∆=0.5m/s 2
②(1分) (2)根据牛顿第二定律,向右减速过程, 有F+μmg=ma 1
③(2分)
向左加速过程,有F-μmg=ma 2
④(2分) 由①②③④解得:F=5N
(2分) μ=0.075
(2分)
(3)设10s 末物体离A 点的距离为d,向左加速过程,由v=a 2t 得:10s 末的速度v=3m/s
(2分)
d 应为v-t 图像与横轴所围的面积,则: d=
12×4×8m-12
×6×3 m=7 m
(2分) 答案：(1)2 m/s 2
0.5 m/s 2
(2)5 N 0.075 (3)7 m
10.【解析】设小滑块的质量为m,木板的质量为2m,小滑块的加速度为a 1,木板的加速度为a 2,以小滑块为研究对象,由牛顿第二定律得: μ1mg=ma 1
(2分) 解得:a 1=μ1g=5m/s
2
(1分)
经t 秒,设木板与小滑块相对静止,共同速度为v,则: v=v 0-a 1t
(2分)
以木板为研究对象,由牛顿第二定律得: μ1mg-3μ2mg=2ma 2
(3分)
a 2=
12mg 3mg 2m
μμ－=1m/s 2
(1分)
则经t 秒木板的速度为:v=a 2t
(2分)
解得:012v 1
t s a a 3
＝
＝＋ (1分) 则小滑块相对木板滑行的位移为:
x=(v 0t-12a 1t 2)-12a 2t 2=13m
(4分) 答案：13
m
【总结提升】解决动力学问题的关键
解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是对运动过程较复杂的问题。

(1)运动分析:一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分阶段处理,加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁。

(2)受力分析:分析受力时,要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没有发生变化。