2021高考物理一轮复习课练9牛顿运动定律的应用含解析新人教版
2022高考物理一轮复习课时作业九牛顿运动定律的综合应用含解析新人教版
牛顿运动定律的综合应用(建议用时40分钟)1.应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。
例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。
对此现象分析正确的有( ) A .手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B .手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态 C .在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D .在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度【解析】选D 。
物体由静止开始向上运动时,物体和手掌先一起加速向上,物体处于超重状态,之后物体和手掌分离前,应减速向上,物体处于失重状态,故A 、B 均错误;在物体离开手的瞬间,物体只受重力,此时物体的加速度等于重力加速度,选项C 错误;手和物体分离之前速度相同,分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大,物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度,所以选项D 正确。
2.(2021·荆州模拟)竖直向上飞行的子弹,到达最高点后又返回原处,假设运动过程中子弹受到阻力与速率成正比,则在整个过程中,加速度和速度的大小变化可能是( ) A .加速度始终变小,速度先变小后变大 B .加速度始终变大,速度先变小后变大 C .加速度先变小后变大,速度先变小后变大 D .加速度先变大后变小,速度先变小后变大【解析】选A 。
空气阻力的大小与速率成正比,在上升过程中速度不断减小,则阻力不断减小,根据a =F 合m =mg +fm,可知加速度不断减小;在下降的过程中,速度不断增大,阻力不断变大,根据a =F 合m=mg -fm,可知加速度仍不断变小,选项A 正确。
3.(2021·郑州模拟)如图所示,质量分别为m 和2m 的两物体P 和Q 叠放在倾角θ=30°的固定斜面上,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ,它们从静止开始沿斜面加速下滑,P 恰好能与Q 保持相对静止,设P 与Q 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则P 与Q 间的动摩擦因数为( )A .μ4B .μ2C .μD .2μ【解析】选C 。
2021高考物理一轮复习9牛顿运动定律的综合应用新人教版
2021高考物理一轮复习9牛顿运动定律的综合应用新人教版一、选择题(1~6题只有一个选项符合题目要求,7~10题有多个选项符合题目要求)1.在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中,克罗地亚选手弗拉西奇以2.04 m的成绩获得冠军.弗拉西奇的身高约为1.93 m,忽略空气阻力,g取10 m/s2,如图所示.则下列说法正确的是( )A.弗拉西奇在下降过程中处于完全失重状态B.弗拉西奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态C.弗拉西奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力D.弗拉西奇起跳时的初速度大约为3 m/s2.质量均为5 kg的物块1、2放在光滑水平面上并用轻质弹簧秤相连,如图所示,今对物块1、2分别施以方向相反的水平力F1、F2且F1=20 N、F2=10 N,则弹簧秤的示数为( )A.30 N B.15 NC.20 N D.10 N3.如图所示,是某同学站在力传感器上,做下蹲—起立的动作时记录的力随时刻变化的图线,纵坐标为力(单位为N),横坐标为时刻(单位为s).由图可知,该同学的体重约为650 N,除此以外,还能够得到的信息有( )A.该同学做了两次下蹲—起立的动作B.该同学做了一次下蹲—起立的动作,且下蹲后约2 s起立C.下蹲过程中人处于失重状态D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态4.一物块以一定的初速度从斜面底端开始沿粗糙的斜面上升,上升至最高点后又从斜面上滑下,物体运动的v-t图象如图所示.g取10 m/s2,则由此可知斜面的倾角为( ) A.60° B.37°C.30° D.53°5.关于超失重,下列说法中正确的是( )A .体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B .蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C .举重运动员在举起杠铃后不动的那段时刻内处于超重状态D .游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 6.质量均为m 的滑块A 、B 紧靠着一起从固定斜面顶端由静止开始下滑,它们与斜面之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,且μ1>μ2.在此过程中,滑块B 对A 的压力为( )B .(μ1-μ2)mgcosθC .mgsinθ-μ1mgcosθ D.07.如图甲所示,静止在水平地面上的物块A ,受到水平拉力F 的作用,F 与时刻t 的关系如图乙所示.设物块与地面间的最大静摩擦力Ff m 的大小与滑动摩擦力大小相等,则t 1~t 3时刻内( )A .t 1时刻物块的速度为零B .t 2时刻物块的加速度最大C .t 3时刻物块的速度最大D .t 1~t 3时刻内速度先增大后减小8. 一足够长的倾角为θ的斜面固定在水平面上,在斜面顶端放置一长木板,木板与斜面之间的动摩擦因数为μ,木板上固定一力传感器,连接传感器和光滑小球间是一平行于斜面的轻杆,如图所示,当木板固定时,传感器的示数为F 1.现由静止开释木板,木板沿斜面下滑,稳固时传感器的示数为F 2.则下列说法正确的是( )A .稳固后传感器的示数一定不为零B .tanθ=μF 1F 2C .tanθ=F 1μF 2D .tanθ=F 2μF 19. 如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中( )A .桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时刻和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面10.如图所示,小车的质量为M,人的质量为m(M≠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,又不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力可能是( ) A.0 F,方向向右F,方向向左 F,方向向右二、非选择题11.如图所示,一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B,以速度v1=30 m/s进入向下倾斜的直车道.车道每100 m下降2 m.为使汽车速度在x=200 m的距离内减到v2=10 m/s,驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70%作用于拖车B,30%作用于汽车A.已知A的质量m1=2 000 kg,B的质量m2=6 000 kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力.取重力加速度g=10 m/s2.12.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时刻后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.g取10 m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;(2)水平推力F的大小;(3)0~10 s内物体运动位移的大小.答案1A 2B 3B 4C 5B 6A 7ABC 8AB 9BD 10CD11汽车沿倾斜车道做匀减速运动,设其加速度为a,有v22-v21=2ax用F表示刹车时的阻力,依照牛顿第二定律有(m1+m2)gsinα-F=(m1+m2)a式中sinα=2100=2×10-2设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为F f,依照题意得F f=30100F方向与汽车前进方向相反,用F N表示拖车作用于汽车的力,设其方向与汽车前进方向相同,以汽车为研究对象,由牛顿第二定律有F N+m1gsinα-F f=m1a。
2021年高考物理一轮复习 课时提升练9 牛顿运动定律的综合应用
2021年高考物理一轮复习课时提升练9 牛顿运动定律的综合应用题组一连接体问题1.如图3317所示,两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( )图3317A.弹簧测力计的示数是10 NB.弹簧测力计的示数是50 NC.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变【解析】设弹簧的弹力为F,加速度为a.对m1、m2和弹簧测力计组成的系统:F1-F2=(m1+m2)a,对m1:F1-F=m1a,联立两式解得:a=2 m/s2,F=26 N,故A、B两项都错误;在突然撤去F2的瞬间,由于弹簧测力计两端都有物体,而物体的位移不能发生突变,所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没有变化,弹簧上的弹力不变,故C项正确;若突然撤去F1,物体m1所受的合外力方向向左,而没有撤去F1时合外力方向向右,所以m1的加速度发生变化,故D项错误.【答案】 C2.如图3318所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量均为2 kg,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10 N、方向竖直向下的力施加在物块A上,则此瞬间,A对B的压力大小为图3318(g取10 m/s2)( )A.10 N B.20 NC.25 N D.30 N【解析】选A、B整体为研究对象有F=2ma,解得a=2.5 m/s2.选A为研究对象有F -F N+mg=ma,解得F N=25 N,选项C正确.【答案】 C 3.(xx·沈阳模拟)如图3319所示,质量为m 1=2 kg 的物体A 经跨过定滑轮的轻绳与质量为M =5 kg 的箱子B 相连,箱子底板上放一质量为m 2=1 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g =10 m/s 2,下列正确的是( ) 图3319A .物体A 处于失重状态,加速度大小为10 m/s 2B .物体A 处于超重状态,加速度大小为20 m/s 2C .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【解析】 取A 、B 、C 为整体,由牛顿第二定律得(M +m 2)g -m 1g =(M +m 1+m 2)a ,则加速度为a =5 m/s 2,A 、B 错;隔离C 有m 2g -F N =m 2a ,即F N =5 N ,C 对;隔离A 有T -m 1g =m 1a ,即T =30 N ,所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2T =60 N ,D 错.【答案】 C题组二 图象问题图33204.(xx·扬州一中模拟)(多选)将一个质量为1 kg 的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,方向与运动方向相反.该过程的v t 图象如图3320所示,g 取10 m/s 2.下列说法中正确的是( )A .小球所受重力和阻力之比为5∶1B .小球上升过程与下落过程所用时间之比为2∶3C .小球落回到抛出点时的速度大小为8 6 m/sD .小球下落过程中,受到向上的空气阻力,处于超重状态【解析】 上升过程中mg +f =ma 1,代入a 1=12 m/s 2,解得f =2 N ,小球所受重力和阻力之比为5∶1,选项A 正确;下落过程中mg -f =ma 2,可得a 2=8 m/s 2,根据h =12at 2可得t 1t 2=a 2a 1=23,选项B 错误;根据v =a 2t 2,t 2= 6 s 可得v =8 6 m/s ,选项C 正确;小球下落过程中,加速度方向竖直向下,小球处于失重状态,选项D 错误.【答案】 AC5.(多选)如图3321甲所示,在一升降机内,一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上,弹簧的下端固定在升降机的地板上,弹簧保持竖直.在升降机运行过程中,物块未曾离开升降机的天花板.当升降机按如图3321乙所示的vt图象上行时,可知升降机天花板所受压力F1和地板所受压力F2随时间变化的定性图象可能正确的是( )图3321【解析】由题意知,弹簧长度不变,且对物块向上的弹力不变,设为kx,则F2不变,C项对,D项错.对物块受力分析有:kx-mg-F N=ma.(F1=F N,作用力与反作用力) 由v-t图知,加速时,F1=F N=kx-mg-ma匀速时,F1=F N=kx-mg减速时:F1=F N=kx-mg+ma,故A项对,B项错.正确选项为A、C.【答案】 AC6.如图3322甲所示,水平木板上有质量m=1.0 kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小如图图3322乙所示.取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的是( )图3322A.5 s内拉力对物块做功为零B.4 s末物块所受合力大小为4.0 NC.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D.6 s~9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2【解析】 由图象知物块前4 s 静止,4 s ~5 s 内物块做加速运动,前5 s 内拉力对物块做功不为零,故A 选项错误;4 s 末物块静止,所受合力为零,B 选项错误;由4 s 之后的运动情况判断其受滑动摩擦力F f =μmg =3 N ,得μ=0.3,C 选项错误;由牛顿第二定律可知4 s 后物块的加速度a =F -F f m=2 m/s 2,D 选项正确. 【答案】 D题组三 临界问题7.(多选)A 、B 两物体叠放在一起,放在光滑的水平面上,从静止开始受到一变力的作用,该力与时间的关系如图3323所示,A 、B 始终相对静止,则在0~2t 0时间内,下列说法正确的是( )图3323A .t 0时刻,A 、B 间静摩擦力最大B .t 0时刻,A 、B 速度最大C .2t 0时刻,A 、B 速度最小,与初始时刻相等D .2t 0时刻,A 、B 位移最大【解析】 对整体,F 产生加速度;隔离A ,B 对A 的静摩擦力产生加速度.由题中图象知,力F 先减小到零,再反向增大,故加速度也先减小到零,再反向增大,所以t 0时刻,A 、B 间静摩擦力为零,速度最大,A 项错误、B 项正确;而在2t 0时刻,它们速度最小,为零,由于速度方向一直未变,故2t 0时刻位移最大,C 、D 项正确. 【答案】 BCD8.(xx·银川质检)(多选)如图3324所示,在倾角θ=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 图3324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a =gC .以A 、B 整体为研究对象可以计算出加速度a =12g D .从F 开始作用到B 刚要离开C ,A 的位移为mgk【解析】 物块B 刚要离开C 时B 的加速度为0,A 项错误;未加F 时对A 受力分析得弹簧的压缩量x 1=mg sin 30°k =mg 2k ,B 刚要离开C 时对B 受力分析得弹簧的伸长量x 2=mg 2k ,此时对A 由牛顿第二定律得F -mg sin 30°-kx 2=ma ,解得a =g ,B 项正确、C 项错误;物块A 的位移x 1+x 2=mg k ,D 项正确.【答案】 BDB 组 深化训练——提升应考能力9.(xx·荆州模拟)一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为m A =1 kg 和m B =2 kg 的A 、B 两物块、A 、B 与木板之间的动摩擦因数都为 图3325 μ=0.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),水平恒力F 作用在A 物块上,如图3325所示(重力加速度g 取10 m/s).则( )A .若F =1 N ,则物块、木板都静止不动B .若F =1.5 N ,则A 物块所受摩擦力大小为1.5 NC .若F =4 N ,则B 物块所受摩擦力大小为4 ND .若F =8 N ,则B 物块的加速度为1.0 m/s 2【解析】 A 物块与板间的最大静摩擦力为2 N ,当F <2 N 时,A 物块没有与木板发生相对滑动,A 、B 与板整体向左加速,选项A 错误;若F =1.5 N ,对A 、B 及轻质木板整体有a =F m A +m B=0.5 m/s 2,对A 物块分析有F -F f =m A a ,解得F f =1 N ,选项B 错误;若F =4 N ,则A 物块与板发生相对滑动,板对B 物块的静摩擦力为2 N ,选项C 错误;若F =8 N ,板对B 物块的静摩擦力仍为2 N ,根据a =F f m B可得a =1 m/s 2,选项D 正确. 【答案】 D10.(多选)如图3326(a)所示,用一水平外力F 推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F ,物体做变加速运动,其加速度a 随外力F 变化的图象如图3326(b)所示,若重力加速度g 取10 m/s 2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出( )(a) (b)图3326A .物体的质量B .斜面的倾角C .物体能静止在斜面上所施加的外力D .加速度为6 m/s 2时物体的速度【解析】 分析物体受力,由牛顿第二定律得:F cos θ-mg sin θ=ma ,由F =0时,a =-6 m/s 2,得θ=37°;由a =cos θm F -g sin θ和a F 图线知:6-230-20=cos 37°m,得:m =2 kg ;物体静止时的外力F 0cos θ=mg sin θ,F 0=mg tan θ=15 N ;无法求出物体加速度为6 m/s 2时的速度,因物体的加速度是变化的,对应时间也未知,故A 、B 、C 正确,D 错误.【答案】 ABC11.如图3327所示,质量分别为m 和M 的两个小物体(可视为质点).中间连一长度为L 的轻绳,放置在水平地面上,使绳处于竖直伸直状态(此时绳张力为零),现在质量为m 的物体上作用一竖直向上的恒力,作用时间t 后,质量为m 的物体上升到距地 图3327面高度h 处.(1)求质量为M 的物体上升的加速度;(2)求作用在质量为m 的物体上的恒力F 的大小;(3)若轻绳所能承受的最大拉力是F T ,要使质量为m 的物体上升到距地面高度为H 处,所需的最短时间是多少?【解析】 (1)由h -L =12at 2得:质量为M 的物体上升的加速度a =2h -L t 2. (2)对两个小物体组成的整体,由牛顿第二定律得F -(M +m )g =(M +m )a ,解得F =(M +m )[2h -L t 2+g ]. (3)设上升过程中的最大加速度为a 0,对质量为M 的物体有F T -Mg =Ma 0,H -L =12a 0t 2min ,联立解得所需的最短时间是t min =2M H -L F T -Mg . 【答案】 (1)2h -L t 2 (2)F =(M +m )[2h -L t 2+g ] (3)2M H -L F T -Mg12.(xx·吉林长春调研)如图3328所示,质量为M =2 kg 的足够长的木板A 静止在水平地面上,其上表面水平,木板A 与地 图3328面间的动摩擦因数为μ1=0.1,一个质量为m =3 kg 的小物块B (可视为质点)静止于A 的左端,小物块B 与木板A 间的动摩擦因数为μ2=0.3.现给小物块B 一个水平向右的初速度,大小为v 0=1 m/s.求:木板A 与小物块B 在整个运动过程中位移大小之比(最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小,g 取10 m/s 2).【解析】 分别以A 、B 为研究对象,受力分析,木板和物块的加速度大小分别为a A 、a B ,由牛顿第二定律得:μ2mg =ma Bμ2mg -μ1(m +M )g =Ma A假设经过t 0秒A 、B 共速,共同速度设为v 共,由匀变速直线运动的规律得: v 0-a B t 0=a A t 0=v 共解得:a A =2 m/s 2,a B =3 m/s 2,t 0=0.2 s ,v 共=0.4 m/s共速过程中,A 的位移大小设为x A ,B 的位移大小设为x B ,则x A =12a A t 20,x B =v 0t 0-12a B t 20 解得:x A =0.04 m ,x B =0.14 m.假设共速之后,A 、B 一起向右匀减速运动,木板和物块间的静摩擦力大小为F f ,木板和物块的加速度大小分别为a A ′、a B ′,由牛顿第二定律得:F f =ma B ′,μ1(m +M )g -F f =Ma A ′解得:F f =μ1mg <μ2mg ,假设成立,a A ′=a B ′=μ1g =1 m/s 2设共速之后至A 、B 均静止,A 的位移设为x A ′,B 的位移设为x B ′,则 x A ′=x B ′=v 2共2μ1g=0.08 m 整个过程中A 的位移大小x A =x A +x A ′=0.12 mB 的位移大小x B =x B +x B ′=0.22 mx A ∶x B =6∶11.【答案】 6∶1124861 611D 愝 p33706 83AA 莪' 25754 649A 撚24776 60C8 惈35577 8AF9 諹35131 893B 褻331197 79DD 秝 39426 9A02 騂9。
高考物理一轮复习 课时练9 牛顿运动定律的综合应用(含解析)新人教版
学习资料牛顿运动定律的综合应用1。
(整体法与隔离法)如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。
质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。
某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10 m/s2)()A。
0 B.50 N C。
10 N D。
8 N2.(多选)(连接体问题)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,使四个木块以相同的加速度一起加速运动,则下列说法正确的是()A。
一起加速过程中,D所受到的静摩擦力大小为F4B.一起加速过程中,C受到4个力的作用C.一起加速过程中,A、D所受摩擦力的大小和方向相同D。
当F撤去瞬间,A、D所受静摩擦力的大小和方向都不变3.(临界极值问题)如图所示,水平地面上有一车厢,车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块A、B压在竖直侧壁和水平的顶板上.已知A、B与接触面间的动摩擦因数均为μ,车厢静止时,两弹簧长度相同,A恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现使车厢沿水平方向加速运动,为保证A、B仍相对车厢静止,则车厢()A。
速度可能向左,加速度可大于(1+μ)gB.加速度一定向右,不能超过(1—μ)gC。
加速度一定向左,不能超过μgD.加速度一定向左,不能超过(1-μ)g4。
(多选)(传送带问题)质量均为m的两物块1和2之间用一根不可伸长的细线相连,两物块一起在光滑水平桌面上以速度v0匀速运动,某时刻物块1到达桌面的右边缘,如图所示。
当物块1滑上与桌面等高的水平传送带后,经过一段时间到达传送带的最右端,若传送带的速度大于v0且保持不变,物块1和物块2与传送带间的动摩擦因数分别为μ1、μ2(μ1<μ2),则在此过程中(不考虑桌子边缘与传送带间的缝隙,细线的长度小于传送带的长度)()A.物块2在桌面上可能先做匀加速运动后做匀速运动B。
2021高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律课时规范练9牛顿运动定律的综合应用新人教版
2021高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律课时规范练9牛顿运动定律的综合应用新人教版基础巩固组1.(多选)(超重、失重)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时刻t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()A.t=2 s时最大B.t=2 s时最小C.t=8.5 s时最大D.t=8.5 s时最小答案AD解析在时刻轴的上方,表示加速度向上,现在处于超重状态,在时刻轴的下方,表示加速度向下,现在处于失重状态,对地板的压力减小,在t=2 s时向上的加速度最大,现在对地板的压力最大,因此A正确;在t=8.5 s时具有向下的最大的加速度,现在对地板的压力最小,因此D正确;故选AD。
2.(多选)(超重、失重)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。
开始时,升降机做匀速运动,物块相关于斜面匀速下滑。
当升降机加速上升时()A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相关于斜面减速下滑D.物块相关于斜面匀速下滑答案BD解析当升降机加速上升时,物体有竖直向上的加速度,则物块与斜面间的正压力增大,依照滑动摩擦力公式F f=μF N可知物体与斜面间的摩擦力增大,故A错误,B正确;设斜面的倾角为θ,物体的质量为m,当匀速运动时有mg sin θ=μmg cos θ,即sin θ=μcos θ。
当物体以加速度a向上加速运动时,有F N=m(g+a)cos θ,F f=μm(g+a)cos θ,因为sin θ=μcos θ,因此m(g+a)sinθ=μm(g+a)cos θ,故物体仍相对斜面匀速下滑,C错误,D正确。
3.(连接体)(2021·湖南衡阳联考)质量不等的两木块A、B,用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连,在图示情形下,木块A、B一起做匀速运动。
若木块A、B的位置互相交换,则木块A运动的加速度为(木块A、B与桌面间的动摩擦因数均为μ,且μ<1,重力加速度为g,空气阻力、滑轮摩擦均不计)()A.(1-μ)gB.(1-μ2)gC.GD.与木块A、B的质量有关〚导学号06400114〛答案A解析A、B匀速运动过程,有m A g=μm B gA、B互相交换后,有m B g-μm A g=(m A+m B)a解得a=(1-μ)g故选A。
2021年高考一轮复习教案之牛顿运动定律的应用Word版含答案
牛顿运动定律的应用一、牛顿第确定律一切物体总保持匀速运动状态或静止状态,直到有外力迫使它转变这种状态为止。
1.牛顿第确定律导出了力的概念力是转变物体运动状态的缘由。
(运动状态指物体的速度)又依据加速度定义:tva ∆∆=,有速度变化就确定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的缘由。
(不能说“力是产生速度的缘由”、“力是维持速度的缘由”,也不能说“力是转变加速度的缘由”。
)2.牛顿第确定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。
惯性反映了物体运动状态转变的难易程度(惯性大的物体运动状态不简洁转变)。
质量是物体惯性大小的量度。
3.牛顿第确定律描述的是抱负化状态牛顿第确定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
物体不受外力和物体所受合外力为零的效果都是保持原有运动状态,但它们在本质上是有区分的,不能把牛顿第确定律当成牛顿其次定律在F =0时的特例。
二、牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
1.区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力确定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力确定是同时产生同时消逝的,而平衡力中的一个消逝后,另一个可能照旧存在。
2.一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量确定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。
这是由于作用力和反作用力的作用时间确定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。
三、牛顿其次定律物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。
即F =ma 。
特殊要留意表述的第三句话。
由于力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。
高考物理人教版一轮课时作业:9牛顿运动定律的综合应用+Word版含解析
分层规范快练(九)牛顿运动定律的综合应用[双基过关练]1.(多选)有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落.落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下.下列说法中正确的是()A.座舱自由下落的过程中人处于失重状态B.座舱自由下落的过程中人处于超重状态C.座舱减速下落的过程中人处于失重状态D.座舱减速下落的过程中人处于超重状态解析:自由下落时只受重力,加速度向下,失重;减速下落,加速度向上,超重.答案:AD2.如图所示,台秤上放一个装有水的容器,有一个金属球挂在弹簧测力计下面,现将金属球浸没在水中,比较在金属球浸入水中前、后的情况()A.弹簧测力计的示数减小,台秤的示数不变B.弹簧测力计的示数不变,台秤的示数增加C.弹簧测力计的示数减小,台秤的示数增大,且减少的示数等于增加的示数D.弹簧测力计的示数增大,台秤的示数减小,且增加的示数等于减少的示数解析:当金属球浸入水中后,受到向上的浮力作用,故弹簧测力计的示数减小;由牛顿第三定律,在水对球有向上的浮力的同时,金属球对水有向下的作用力,这两个力大小相等,方向相反,故使得台秤的示数增大,且弹簧秤减少的示数等于台秤增加的示数,选项C 正确.答案:C3.[2018·重庆卷,5]若货物随升降机运动的v-t图象如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是()解析:根据题图可知,对于时间轴下面的图象,电梯先向下做匀加速运动,再匀速,后匀减速运动,则根据牛顿第二定律可知,货物随电梯先失重、再处于平衡状态,后超重,则支持力先小于重力、再等于重力、后大于重力;对于时间轴上面的图象,电梯向上先做匀加速运动、再匀速、后匀减速运动时,同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力,选项B正确.答案:B4.如图,在光滑的水平支持面上,物块C叠放于物体B上,B的上表面水平,用轻绳将物块B与物块A相连,A、B、C的质量分别为2m、m、m,B、C间动摩擦因数为μ,对A施加一大小为F的水平恒力,A、B、C相对静止一同做匀加速直线运动,B对C的摩擦力)物块在传送带上与传送带相对滑动时,加速度为,则当物块减速为0时,位移x =v 202a =2 m<3 m ,所以物块没有会反向运动,加速度大小不变,当物块与传送带共速之图象如图乙所示.g 取10 m/s ,求:的大小.物体刚停止运动时,物体A 、B 之间的距离.解析:(1)在水平推力F作用下,设物体A、B一起做匀加速运动的加速度为a,由B物体的v-t图象得a=3 m/s2.对于A、B整体,由牛顿第二定律得F-μm A g=(m A+m B)a解得F=15 N.(2)设物体A匀减速运动的时间为t,撤去推力F后,A、B两物体分离,A在摩擦力作用下做匀减速直线运动,B做匀速运动,对于A物体有μm A g=m A a A,a A=μg=3 m/s2,v t=v0-a A t=0,解得t=2 s,物体A的位移为x A=v-t=6 m,物体B的位移为x B=v0t=12 m,所以A物体刚停止运动时,物体A、B之间的距离为Δx=x B-x A =6 m.答案:(1)15 N(2)6 m[技能提升练]7.[2019·黄冈质检]如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,物块又通过轻细线悬吊着一个小球,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而物块、小球均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.若小车的加速度逐渐增加,物块始终和小车保持相对静止,则当加速度增加到2a时() A.横杆对物块的摩擦力增加到原来的2倍B.横杆对物块的弹力增加到原来的2倍C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍解析:对小球和物块组成的整体,分析受力如图甲所示,根据牛顿第二定律得,水平方向有F f=(M+m)a,竖直方向有F N=(M+m)g,8 kg的小车放在光滑的水平面上,,当小车向右运动的速度达到求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小.与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力设物块所受支持力为F N,所受摩擦力为,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得ma⑤情感语录1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了11.如此情深,却难以启齿。
2021高考物理一轮训练学题(9)(含解析)新人教版
2021高考物理一轮训练学题(9)(含解析)新人教版李仕才1、一个物体做末速度为零的匀减速直线运动,比较该物体在减速运动的倒数第 3 m、倒数第2 m、最后1 m内的运动,下列说法中正确的是( )A.经历的时刻之比是1∶2∶3B.平均速度之比是3∶2∶1C.平均速度之比是1∶(2-1)∶(3-2)D.平均速度之比是(3+2)∶(2+1)∶1【答案】D2、(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,特设计了如图16甲所示的演示装置,力传感器A与运算机连接,可获得力随时刻变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调剂力传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车内,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调剂滑轮可使桌面上部轻绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,赶忙停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙,则结合该图象,下列说法正确的是( )A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判定第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车内)【答案】ABC点评:上面的实验案例考查了静摩擦力与滑动摩擦力的区分.本题的难点分为:(1)对摩擦力分类的判定,考虑到最大静摩擦力大于滑动摩擦力,故在t=50 s时刻为最大静摩擦力突变为滑动摩擦力的临界点,最大静摩擦力为3.5 N.(2)在50 s以后,沙和沙桶的重力一定大于滑动摩擦力,故小车加速运动,不可视为平稳状态来处理.3、如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( )A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD【解析】由v-t图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a=,依照牛顿第二定律得mg sin θ+μmg cos θ=ma ,即g sin θ+μg cos θ=.同理向下滑行时g sin θ-μg cos θ=,两式联立得sin θ=,μ=.可见能运算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数,选项A 、C 正确;物块滑上斜面时的初速度v 0已知,向上滑行过程为匀减速直线运动,末速度为0,那么平均速度为,因此沿斜面向上滑行的最远距离为x =t 1,依照斜面的倾斜角度可运算出向上滑行的最大高度为x sin θ=t 1×=,选项D 正确;仅依照v-t 图象无法求出物块的质量,选项B 错误.4、某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速度为v 1,下山的平均速度为v 2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是( )A.v 1+v 22、v 1+v 22B.v 1-v 22、v 1-v 22C.0、v 1-v 2v 1+v 2D.0、2v 1v 2v 1+v 2【答案】D5、一物体以初速度v 0做匀减速直线运动,第1 s 内通过的位移为x 1=3 m ,第2 s 内通过的位移为x 2=2 m ,又通过位移x 3物体的速度减小为0,则下列说法错误的是( )A.初速度v 0的大小为2.5 m/sB.加速度a 的大小为1 m/s 2C.位移x 3的大小为1.125 mD.位移x 3内的平均速度大小为0.75 m/s【答案】A6、足球运动员已将足球踢向空中,如图1所示,描述足球在向斜上方飞行过程某时刻的受力,其中正确的是(G 为重力,F 为脚对球的作用力,F 阻为阻力)( )图1【答案】B7、(多选)已知力F ,且它的一个分力F 1跟F 成30°角,大小未知,另一个分力F 2的大小为33F ,方向未知,则F 1的大小可能是( )A.33FB.23FC.33FD.F 【答案】AC8、(多选)如图1所示,用细绳把小球悬挂起来,当小球静止时,下列说法中正确的是( )图1A .小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B .细绳对小球的拉力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C .小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平稳力D .小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平稳力 【答案】BC9、如图7所示,质量分别为m 1、m 2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m 1在光滑地面上,m 2在空中).已知力F 与水平方向的夹角为θ.则m 1的加速度大小为( )图7A.m1+m2Fcos θB.m1+m2Fsin θC.m1Fcos θD.m2Fsin θ【答案】A10、如图4所示为粮袋的传送装置,已知A 、B 两端间的距离为L ,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v ,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上.设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度大小为g.关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是( )图4A.粮袋到达B端的速度与v比较,可能大,可能小也可能相等B.粮袋开始运动的加速度为g(sin θ-μcos θ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动C.若μ≥tan θ,则粮袋从A端到B端一定是一直做加速运动D.不论μ大小如何,粮袋从Α到Β端一直做匀加速运动,且加速度a≥g sin θ【答案】A11、拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图13).设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ.图13(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小.(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与现在地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力有多大,都不可能使拖把从静止开始运动.求这一临界角的正切tan θ0.【答案】(1)sin θ-μcos θμmg (2)tan θ0=λ【解析】(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把.将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,依照平稳条件有F cos θ+mg =F N ① F sin θ=F f ②式中F N 和F f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力. 因此F f =μF N ③联立①②③式得F =sin θ-μcos θμmg ④使⑦式成立的θ角满足θ≤θ0,那个地点θ0是题中所定义的临界角,即当θ≤θ0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把.故临界角的正切为tan θ0=λ.易错诊断 本题的易错点在于不明白得题目中“若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动“的含义,分析不出临界条件而出错.拖把无法从静止开始运动应满足F sin θ≤λF N .12、.(2020·山东烟台质检)如图11甲所示,A车原先临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发觉后启动A车,以A车司机发觉B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图象如图乙所示.已知B车在第1 s内与A车的距离缩短了x1=12 m.图11(1)求B车运动的速度v B和A车的加速度a的大小.(2)若A、B两车可不能相撞,则A车司机发觉B车时(t=0)两车的距离x0应满足什么条件?【答案】(1)12 m/s 3 m/s2 (2)x0>36 m【解析】(1)在t1=1 s时A车刚启动,两车间缩短的距离x1=v B t1代入数据解得B车的速度v B=12 m/svBA车的加速度a=t2-t1将t2=5 s和其余数据代入解得A车的加速度大小a=3 m/s2。
2022届高考物理一轮复习课时作业九应用牛顿运动定律解决“三类”问题含解析新人教版
应用牛顿运动定律解决“三类”问题一、单项选择题1.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用,假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a 表示物块的加速度大小,F 表示水平拉力的大小.能正确描述F 与a 之间的关系的图像是( )2.如图甲所示,小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下.下滑位移x 时的速度为v ,其x v 2图像如图乙所示,取g =10 m/s 2,则斜面倾角θ为( )A .30° B.45° C .60° D.75°3.如图所示,质量为M 的滑块A 放置在光滑水平地面上,A 的左侧面有一个圆心为O 、半径为R 的光滑四分之一圆弧面.当用一水平向左的恒力F 作用在滑块A 上时,一质量为m 的小球B (可视为质点)在圆弧面上与A 保持相对静止,且B 距圆弧面末端Q 的竖直高度H =R3.已知重力加速度大小为g ,则力F 的大小为( )A.53Mg B.52Mg C.53(M +m )g D.52(M +m )g4.如图所示,一轻弹簧竖直固定在水平地面上,弹簧正上方有一个小球自由下落.从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩至最短的过程中,如图所示的关于小球的加速度a随时间t 或者随与O点的距离x变化的关系图线正确的是( )5.[粗糙斜面模型]放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,如图甲.在滑块A上放一物体B,物体B始终与A保持相对静止,以加速度a2沿斜面匀加速下滑,如图乙.在滑块A上施加一竖直向下的恒力F,滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑,如图丙.则( )A.a1=a2=a3B.a1=a2<a3C.a1<a2=a3 D.a1<a2<a36.[2021·河北衡水中学月考]如图所示是旅游景区中常见的滑索.研究游客某一小段时间沿滑索下滑时,可将滑索简化为一直杆,滑轮简化为套在杆上的环,滑轮与滑索间的摩擦力及游客所受空气阻力不可忽略,滑轮和悬挂绳重力可忽略.则游客在某一小段时间内匀速下滑,其状态可能是图中的( )7.如图所示,物块P、Q的质量分别为3m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,对Q 施加向右的水平拉力F ,稳定后P 、Q 相对静止在水平面上运动,此时弹簧的形变量为L 1;若撤去拉力F ,换成大小为2F 的水平推力向右推P ,稳定后P 、Q 相对静止在水平面上运动,弹簧的形变量为L 2,则L 1L 2的值是( )A.34B.23C.32D.12 二、多项选择题8.如图(a)所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F 作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F 与物体位移x 之间的关系如图(b)所示.(g 取10 m/s 2)则下列结论正确的是( )A .物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B .弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC .物体的质量为2 kgD .物体的加速度大小为5 m/s 29.[2021·宁夏石嘴山三中开学考试]固定的光滑细杆与地面有一定夹角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,如图甲所示.已知推力F 和小环速度v 随时间变化规律如图乙和丙所示,重力加速度g 取10 m/s 2,由以上条件可求得( )A .小环的质量m =1 kgB .小环的质量m =2.0 kgC .细杆与地面的夹角α=30°D .细杆与地面的夹角α=37°10.[2021·山东肥城六中月考]如图甲表示的是一条倾斜的传送轨道,B 是传送货物的平台,可以沿着斜面上的直轨道运送物体.某次传送平台B 沿轨道将货物A 向下传送到斜轨道下端,运动过程可用图乙中的速度—时间图像表示(取沿斜面向下为正方向).下述分析中正确的是( )A.0~t1时间内,B对A的支持力小于重力,A受的摩擦力水平向右B.t1~t2时间内,B对A的支持力等于重力,A受的摩擦力水平向左C.t2~t3时间内,B对A的支持力大于重力,A受的摩擦力水平向左D.0~t1时间内出现失重现象;t2~t3时间内出现超重现象三、非选择题11.水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块A,木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连,B与凸起之间的轻绳是水平的.用一水平向左的拉力F作用在物体B上.恰使物体A、B、C保持相对静止,如图.已知物体A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,不计所有的摩擦,则拉力F应为多大?12.地面上测量质量的托盘天平在太空舱中将失效.于是,小明同学设计了如图甲所示的太空质量测量仪.装置D是轴承恒定拉力装置,在设定的空间范围内能够给受力砧C提供恒定的拉力.砧C的质量m0=1 kg,装置D提供的恒定拉力F=20 N.在装置D外壳上安装了连接到计算机的位移传感器测速装置A,在砧C上固定了轻质电磁波反射板B.进入工作状态后,通过装置A和反射板B可以绘制砧C的运动图像.连接砧C末端的轻质绳可以把待测物体固定在砧C上.在某次太空实验中,宇航员要用太空质量测量仪测量某实验样品的质量,轻质绳固定样品后,拉出受力砧至最大位置后释放,计算机呈现了如图乙所示的物理图像.试求:(1)在此次实验中,砧C运动时加速度大小a;(2)实验样品的质量m;(3)轻质绳施加给实验样品的拉力大小T.课时作业(九)1.解析:当拉力F 小于最大静摩擦力时,物块静止不动,加速度为零,当F 大于最大静摩擦力时,根据F -F f =ma 知,随F 的增大,加速度a 线性增大,故选项C 正确.答案:C2.解析:由v 2=2ax 得x =12av 2,结合x v 2图像可知小物块的加速度a =5 m/s 2,根据牛顿第二定律得,小物块的加速度a =g sin θ,所以θ=30°,选项A 正确,B 、C 、D 错误.答案:A 3.解析:相对静止的两个物体具有相同的加速度,即A 、B 整体的加速度方向水平向左,根据牛顿第二定律知,小球受到的重力和支持力N 的合力方向水平向左.设N 与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则cos θ=R -H R =23,sin θ=1-cos 2θ=53,则tan θ=52,根据牛顿第二定律,对小球有mg tan θ=ma ,解得小球的加速度a =52g ,对A 、B 整体有F =(M +m )a ,解得F =52(M +m )g ,选项D 正确. 答案:D4.解析:从小球接触弹簧上端O 点到将弹簧压缩至最短的过程中,弹簧弹力F =kx ,由牛顿第二定律可得mg -kx =ma ,解得a =g -k mx ,选项B 正确,选项D 错误;加速度随时间的变化是先减小再反向增大,但不是按线性关系变化,选项A 、C 错误.答案:B5.解析:题图甲中的加速度为a 1,则有mg sin θ-μmg cos θ=ma 1,解得a 1=g sin θ-μg cos θ题图乙中的加速度为a 2,则有(m +m ′)g sin θ-μ(m +m ′)g cos θ=(m +m ′)a 2,解得a 2=g sin θ-μg cos θ.题图丙中的加速度为a 3,设F =m ′g ,则有 (m +m ′)g sin θ-μ(m +m ′)g cos θ=ma 3, 解得a 3=(m +m ′)g sin θ-μ(m +m ′)g cos θm故a 1=a 2<a 3,故B 正确. 答案:B6.解析:设滑索的倾角为α,游客的质量为M ,滑轮的质量为m ,重力加速度为g ,若不考虑任何阻力,对滑轮及游客组成的整体应用牛顿第二定律有(M +m )g sin α=(M +m )a ,解得a =g sin α,当悬挂绳与滑索垂直时,对游客隔离并进行受力分析,有F 合=Ma =Mg sin α;若滑索与滑轮之间有摩擦,而游客不受空气阻力,则当游客匀速运动时,悬挂绳必须在竖直方向,此时游客受悬挂绳的拉力与自身重力处于平衡状态;若同时考虑滑轮与滑索间的摩擦以及游客所受的空气阻力,则悬挂绳应该在垂直于滑索与竖直方向之间,选项B 正确,A 、C 、D 错误.答案:B7.解析:当F 作用在Q 上时,对P 、Q 组成的整体应用牛顿第二定律可得F =(3m +2m )a 1,对P 隔离分析可知T =kL 1=3ma 1,联立解得L 1=3F5k ,当2F 的力作用在P 上时,分别对P 、Q 组成的整体和Q 进行分析,根据牛顿第二定律可得2F =(3m +2m )a 2,T ′=kL 2=2ma 2,联立解得L 2=4F 5k ,则L 1L 2=34,故选项A 正确,B 、C 、D 错误.答案:A8.解析:设物体的质量为m ,静止时弹簧的压缩量为Δx ,由二力平衡条件可知:k Δx =mg ①刚开始的合外力即为拉力F =10 N ,使物体开始向上做匀加速运动,由牛顿第二定律得:F =ma ②拉力F =30 N 时,由牛顿第二定律得:F ′-mg =ma ③联立①②③式解得,物体的质量m =2 kg ,物体的加速度大小a =5 m/s 2,劲度系数k =500 N/m ,所以选项C 、D 正确.答案:CD9.解析:由题图丙知,0~2 s 内小环做匀加速直线运动,a =0.5 m/s 2,由牛顿第二定律得F 1-mg sin α=ma,2 s 后小环做匀速直线运动,由平衡条件得F 2=mg sin α,由以上各式代入题图中数据解得小环的质量m =1 kg ,细杆与地面的夹角α=30°,A 、C 正确,B 、D 错误.答案:AC10.解析:本题考查超、失重和系统牛顿第二定律问题.0~t1时间内,从题图乙可以看出,整体沿轨道向下做匀加速运动,此加速度可以分解为水平向右和竖直向下的加速度,分析A 可以得到,竖直方向上A有向下的加速度,所以B对A的支持力小于重力,水平方向A有向右的加速度,所以A受到水平向右的摩擦力,故A正确;t1~t2时间内,从题图乙可以看出,整体向下做匀速运动,A受力平衡,所以竖直方向上B对A的支持力等于重力,水平方向上不受摩擦力的作用,故B错误;t2~t3时间内,从图像上可以看出,整体沿轨道向下做匀减速运动,此加速度可以分解为水平向左和竖直向上的加速度,再分析A,竖直方向上A有向上的加速度,所以B对A的支持力大于重力,水平方向有向左的加速度,所以A受到水平向左的摩擦力,故C正确;0~t1时间段内,加速度有向下的分量,处于失重状态,t2~t3时间内加速度有向上的分量,处于超重状态,故D正确,本题选ACD.答案:ACD11.解析:设绳中拉力为F T,A、B、C共同的加速度为a,与C相连部分的绳与竖直方向夹角为α,由牛顿第二定律,对A、B、C组成的整体有F=3ma①对B有F-F T=ma②对C有F T cos α=mg③F T sin α=ma④联立①②式,得F T=2ma⑤联立③④式,得F2T=m2(a2+g2)⑥联立⑤⑥式,得a=33g⑦联立①⑦式,得F=3mg.答案:3mg12.解析:(1)砧C和实验样品固定后,一起做匀加速直线运动,即有v2=2ax,根据图像数据可知a=5 m/s2.(2)根据牛顿第二定律,以砧C和实验样品为研究对象,有:F=(m0+m)a,代入已知数据,解得m=3 kg.(3)以实验样品为研究对象,有:T=ma,解得T=15 N.答案:(1)5 m/s2(2)3 kg (3)15 N。
2021届高考一轮物理:力、运动、牛顿运动定律含答案
2021届高考一轮物理:力、运动、牛顿运动定律含答案复习:力、运动、牛顿运动定律1、如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球.在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )A.m 2B.32m C .m D .2m2、如图所示,甲、乙两物体靠在一起,放在光滑的水平面上,在水平力F 1和F 2共同作用下,一起从静止开始运动,已知F 1>F 2,两物体运动一段时间后( BC )A . 若突然撤去F 1,甲的加速度一定减小B . 若突然撤去F 1,甲乙间的作用力减小C . 若突然撤去F 2,乙的加速度一定增大D . 若突然撤去F 2,甲乙间的作用力增大3、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,以T 为时间间隔,在第三个T 时间内位移是3 m ,第三个T 时间末的瞬时速度为3 m/s ,则( )A .物体的加速度是1 m/s 2B .第一个T 时间末的瞬时速度为0.6 m/sC .时间间隔T 为1 sD .物体在第1个T 时间内的位移为0.6 m4、[多选]一快艇从离岸边100 m 远的河流中央向岸边行驶。
已知快艇在静水中的速度图像如图甲所示;河中各处水流速度相同,且速度图像如图乙所示。
则( )A.快艇的运动轨迹一定为直线B.快艇的运动轨迹一定为曲线C.快艇最快到达岸边,所用的时间为20 sD.快艇最快到达岸边,经过的位移为100 m5、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为30°,如图所示,则斜面上物体所受摩擦力(重力加速度为g)()A.大小为mg,方向沿斜面向上B.大小为12mg,方向沿斜面向下C.大小为32mg,方向沿斜面向上D.等于零6、如图所示,位于同一高度的小球A,B分别以v1和v2的速度水平抛出,都落在了倾角为30°的斜面上的C点,小球B恰好垂直打到斜面上,则v1,v2之比为()A.1∶1 B.2∶1C.3∶2 D.2∶37、[多选]如图所示,不可伸长的轻质细绳一端固定在光滑竖直杆上,轻质弹簧用光滑轻环套在杆上,细绳和弹簧的另一端固定在质量为m的小球上,开始时处于静止状态。
2021届高考物理一轮复习:牛顿运动定律基础练习(带解析)
2021届一轮高考物理:牛顿运动定律基础练习及答案一轮:牛顿运动定律1、下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因2、(2019·泰安一模)(多选)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用。
假设阻力大小只与雨滴的速率成正比,所有雨滴均从相同高处由静止开始下落,到达地面前均达到最大速率。
下列判断正确的是()A.达到最大速率前,所有雨滴均做匀加速运动B.所有雨滴的最大速率均相等C.较大的雨滴最大速率也较大D.较小的雨滴在空中运动的时间较长3、就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是()A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机,这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性变小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到转弯的目的4、(双选)如图所示,水平传送带A、B两端相距x=4 m,以v0=4 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转,今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕。
已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度大小g=10 m/s2,则煤块从A端运动到B端的过程中()A.煤块从A端运动到B端的时间是2.25 sB.煤块从A端运动到B端的时间是1.5 sC.划痕长度是0.5 mD.划痕长度是2 m5、(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里,突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,假设桌面是光滑的,则下列说法正确的是()A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B.小球所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变C.火车一定是在向前加速D.以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用6、如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点.竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点.则()A.a球最先到达M点B.b球最先到达M点C.c球最先到达M点D .b 球和c 球都可能最先到达M 点7、(2019·清江模拟)如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m =1 kg 的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。
高三物理一轮复习课时规范练9牛顿运动定律的综合应用解析含答案
课时规范练9 牛顿运动定律的综合应用基础巩固组1.(多选)(超重、失重)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )A.t=2 s时最大B.t=2 s时最小C.t=8.5 s时最大D.t=8.5 s时最小,表示加速度向上,此时处于超重状态,在时间轴的下方,表示加速度向下,此时处于失重状态,对地板的压力减小,在t=2 s时向上的加速度最大,此时对地板的压力最大,所以A正确;在t=8.5 s 时具有向下的最大的加速度,此时对地板的压力最小,所以D正确;故选AD。
2.(多选)(超重、失重)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。
开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。
当升降机加速上升时( )A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑,物体有竖直向上的加速度,则物块与斜面间的正压力增大,根据滑动摩擦力公式F f=μF N可知物体与斜面间的摩擦力增大,故A错误,B正确;设斜面的倾角为θ,物体的质量为m,当匀速运动时有mgsin θ=μmgcos θ,即sin θ=μcos θ。
当物体以加速度a向上加速运动时,有F N=m(g+a)cos θ,F f=μm(g+a)cos θ,因为sin θ=μcos θ,所以m(g+a)sin θ=μm(g+a)cos θ,故物体仍相对斜面匀速下滑,C错误,D正确。
3.(连接体)(2017·湖南衡阳联考)质量不等的两木块A、B,用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连,在图示情况下,木块A、B一起做匀速运动。
若木块A、B的位置互相交换,则木块A运动的加速度为(木块A、B与桌面间的动摩擦因数均为μ,且μ<1,重力加速度为g,空气阻力、滑轮摩擦均不计)( )A.(1-μ)gB.(1-μ2)gC.GD.与木块A、B的质量有关〚导学号06400114〛、B匀速运动过程,有m A g=μm B gA、B互相交换后,有m B g-μm A g=(m A+m B)a解得a=(1-μ)g故选A。
高中物理(新人教版)必修第一册课后习题:牛顿运动定律的应用(课后习题)【含答案及解析】
牛顿运动定律的应用课后篇巩固提升合格考达标练1.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。
在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g 取 10 m/s 2,则汽车刹车前的速度为( ) A.7 m/sB.14 m/sC.10 m/sD.20 m/sa ,由牛顿第二定律得μmg=ma ,解得a=μg 。
由匀变速直线运动速度与位移关系式v 02=2ax ,可得汽车刹车前的速度为 v 0=√2ax =√2μgx =14 m/s,因此选项B 正确。
2.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多,当汽车以20 m/s 的速度行驶时突然制动,它还能继续滑动的距离约为(重力加速度g 取10 m/s 2)( ) A.40 m B.20 m C.10 mD.5 m,汽车刹车的加速度a=Ffm =mgm =g ,则继续滑行的距离s=v 022a =20 m,B 项正确。
3.(2021河南焦作高一期末)从距地面h 高度处由静止释放一小球,与地面碰撞后竖直返回且碰撞前后速率不变,返回的高度为原高度的一半,已知重力加速度为g ,小球的质量为m ,运动过程中阻力大小不变,则小球所受阻力大小为( ) A.45mg B.12mg C.34mgD.13mgF f ,落地速度大小为v ,小球下落时,满足mg-F f =ma 1,2a 1h=v 2,小球反弹时满足mg+F f =ma 2,2a 2·ℎ2=v 2,联立解得F f =13mg ,故选D 。
4.某气枪子弹的出口速度达100 m/s,若气枪的枪膛长0.5 m,子弹的质量为20 g,若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为 ( )A.1×102 NB.2×102 NC.2×105 ND.2×104 Nv2=2ax ,得a=v 22x=10022×0.5m/s 2=1×104 m/s 2,从而得高压气体对子弹的平均作用力F=ma=20×10-3×1×104 N=2×102 N 。
【新人教版】高考物理一轮复习:第9讲 牛顿运动定律的应用一
3
.
6
(2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动,有加速度向上和向下两种可能.由
得 a1=2 m/s
1
2
x= a1t
2
2
当加速度沿斜面向上时,有 Fcos 30°-mgsin 30°-μ(Fsin 30°+mgcos 30°)=ma1
代入数据得
76 3
F=
5
N
当加速度沿斜面向下时,有 mgsin 30°-Fcos 30°-μ(Fsin 30°+mgcos 30°)=ma1
利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该
运动员连同装备的总质量为m=60 kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大
小恒为Ff=12 N,求:
(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这
段时间内的位移;
(2)该运动员第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.
图9-3
考点分阶突破
[答案] (1)1.2 m/s
0.6 m (2)5.2 m
[解析] (1)运动员利用滑雪杖获得的加速度为
-
a1=
84-12
=
60
2
m/s =1.2 m/s
2
第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小
v1=a1t1=1.2×1.0 m/s=1.2 m/s
位移
1
2
x1= a11 =0.6
2
m.
(2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为 a2=
滑行位移大小相同,初速度均为零,但 aca>aOb,由
误,选项 B、C、D 正确.
1 2
x= at 可知,t2>tca,故选项
高考物理一轮复习 课后限时集训9 牛顿运动定律的综合应用(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题
课后限时集训(九)牛顿运动定律的综合应用(建议用时:40分钟)[根底对点练]题组一:超重、失重现象1.下面关于失重和超重的说法,正确的答案是( )A.物体处于失重状态时,所受重力减小;处于超重状态时,所受重力增大B.在电梯上出现失重现象时,电梯必定处于下降过程C.在电梯上出现超重现象时,电梯有可能处于下降过程D.只要物体运动的加速度方向向上,物体必定处于失重状态C[加速度方向向下,物体处于失重状态,加速度方向向上,物体处于超重状态,超重和失重并非物体的重力增大或减小,而是使悬绳(或支持面)的弹力增大或减小,故A、D均错误。
电梯加速向上运动时,物体处于超重状态,电梯减速下降时,物体也处于超重状态,电梯减速上升时,物体处于失重状态,故B错误,C正确。
]2.如下列图,一位同学站在机械指针体重计上,突然下蹲到静止。
根据超重和失重现象的分析方法,判断整个下蹲过程体重计上指针示数的变化情况是( )A.先小于体重,后大于体重,最后等于体重B.先大于体重,后小于体重,最后等于体重C.先小于体重,后等于体重D.先大于体重,后等于体重A[此同学受到重力和体重计的支持力的作用。
开始重心加速下降,处于失重状态,如此支持力小于重力;后来重心减速下降,处于超重状态,如此支持力大于重力,最后静止时等于重力。
因此,体重计的示数将先小于体重,后大于体重,最后等于体重。
A选项正确。
] 3.(2019·赣州检测)电梯顶上悬挂一根劲度系数是200 N/m的弹簧,弹簧的原长为20 cm,在弹簧下端挂一个质量为0.4 kg的砝码。
当电梯运动时,测出弹簧长度变为23 cm,g取10 m/s2,如此电梯的运动状态与加速度大小为( )A.匀加速上升,a=2.5 m/s2B.匀减速上升,a=2.5 m/s2C .匀加速上升,a =5 m/s 2D .匀减速上升,a =5 m/s 2C [由牛顿第二定律得k (l -l 0)-mg =ma ,解得a =5 m/s 2,电梯匀加速上升,选项C 正确,A 、B 、D 错误。
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课练9 牛顿运动定律的应用1.有时候投篮后篮球会停在篮网里不掉下来,如图所示,弹跳好的同学就会轻拍一下让它掉下来.我们可以把篮球下落的情境理想化:篮球脱离篮网静止下落,碰到水平地面后反弹,如此数次落下和反弹.若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力大小恒定,则下列图象中可能正确的是( )2.2018年11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制(SI)”决议,正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义.以F 表示力,v 表示速度,a 表示加速度,x 表示位移,t 表示时间,m 表示质量,借助单位制可知下列表达式可能正确的是( )A .x =Ftm B .t =x a C .v =xat D .a =x t 23.如图所示,在光滑的水平桌面上有一质量为1 kg 的木块A ,木块A 的左右两侧通过轻绳与轻弹簧测力计相连,弹簧测力计另一端都通过定滑轮挂着两个质量均为0.2 kg 的钩码,滑轮摩擦不计,两钩码间用轻绳相连,系统处于静止状态,用剪刀将右侧两个钩码之间的轻绳剪断,在剪断的瞬间,下列说法正确的是(g =10 m/s 2)( )A .左侧两钩码的加速度大小为5 m/s 2,方向竖直向下 B .木块A 的加速度大小为2 m/s 2,方向水平向左 C .右侧上方钩码的加速度大小为10 m/s 2,方向竖直向上 D .两弹簧测力计的读数相同,都为2 N4.如图,静止在光滑地面上的小车,由光滑的斜面AB 和粗糙的水平面BC 组成(它们在B 处平滑连接),小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当传感器受压时,其示数为正值,当传感器被拉时,其示数为负值,一个小滑块从小车A 点由静止开始下滑至C 点的过程中,传感器记录到的力F 与时间t 的关系图象中可能正确的是( )5.(多选)如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为m 的物体A 、B (B 物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k ,初始时两物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F 作用在物体A 上,使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速直线运动,测得两个物体的v t 图象如图乙所示,重力加速度为g ,则( )A .外力施加前,弹簧的形变量为2mgkB .外力施加的瞬间,A 、B 间的弹力大小为m (g -a )C .A 、B 在t 1时刻分离,此时弹簧弹力恰好为零D .弹簧恢复到原长时,物体B 的速度达到最大值6.(多选)如图甲所示,足够长的传送带与水平面的夹角为θ,正以某一速度匀速转动,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ,小木块速度随时间变化的关系如图乙所示,v 0、t 0已知,重力加速度为g ,则( )A .传送带一定顺时针转动B.传送带的速度大小等于v0C.μ=v0gt0cos θ-tan θD.t0时间后木块的加速度大小为v0t0-2g sin θ练高考小题7.[2016·海南卷]沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度—时间图线如图所示.已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5 s、5 s~10 s、10 s~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3,则( )A.F1<F2 B.F2>F3C.F1>F3 D.F1=F38.[2019·全国卷Ⅰ](多选)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示.在另一星球N 上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a x关系如图中虚线所示.假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球M的半径是星球N的3倍,则( ) A.M与N的密度相等B.Q的质量是P的3倍C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍9.[2015·江苏卷](多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )A .t =2 s 时最大B .t =2 s 时最小C .t =8.5 s 时最大D .t =8.5 s 时最小10.[2015·全国卷](多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ;当机车在西边拉着这列车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时,P和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )A .8B .10C .15D .18 11.[2019·全国卷Ⅲ](多选)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t =0时,木板开始受到水平外力F 的作用,在t =4 s 时撤去外力.细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图(b)所示,木板的速度v 与时间t 的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s 2.由题给数据可以得出( )A .木板的质量为1 kgB .2 s ~4 s 内,力F 的大小为0.4 NC .0~2 s 内,力F 的大小保持不变D .物块与木板之间的动摩擦因数为0.2练模拟小题12.[2019·江西赣州期末]电梯顶上悬挂一根劲度系数是200 N/m的弹簧,弹簧的原长为20 cm,在弹簧下端挂一个质量为0.4 kg的砝码.当电梯运动时,测出弹簧长度变为23 cm,g取10 m/s2,则电梯的运动状态及加速度大小为( )A.匀加速上升,a=2.5 m/s2B.匀减速上升,a=2.5 m/s2C.匀加速上升,a=5 m/s2D.匀减速上升,a=5 m/s213.[2020·山东日照一中模拟]如图所示,质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上.将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间,物体B的加速度大小为(取g =10 m/s2)( )A.0 B.15 m/s2C.6 m/s2 D.5 m/s214.[2020·四省八校联考](多选)如图甲所示为倾斜的传送带,正以恒定的速度v沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°,一物块以初速度v0从传送带的底端冲上传送带并沿传送带向上运动,物块到传送带顶端的速度恰好为零,其运动的v t图象如图乙所示,已知重力加速度为g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则下列判断正确的是( )A.传送带的速度为4 m/sB.传送带底端到顶端的距离为32 mC.物块与传送带间的动摩擦因数为0.1D.物块所受摩擦力的方向一直与物块运动的方向相反15.[2019·江苏泰州期末](多选)如图所示,质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上.现对木块施加一水平向右的拉力F,木块在长木板上滑行,长木板始终静止.已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.则( )A.μ1一定小于μ2B.μ1可能大于μ2C.改变F的大小,当F>μ2(m1+m2)g时,长木板将开始运动D.将F作用于长木板,当F>(μ1+μ2)(m1+m2 )g时,长木板与木块将开始相对滑动16.[新情景题]如图所示为倾角为θ的足够长的斜面,MP段粗糙,PN段光滑(含P点).质量分别为m1、m2的两小物块A、B(可视为质点)之间用一短小的轻质弹簧连接,由斜面顶端一起沿斜面加速下滑,两小物块与斜面MP段间的动摩擦因数相同,重力加速度为g,则( )A.两小物块在MP段运动时,弹簧处于压缩状态B.两小物块在MP段运动时,弹簧处于伸长状态C.当小物块A通过P点的瞬间,其加速度大小为g sin θD.当小物块B通过P点的瞬间,其加速度大小为g sin θ———[综合测评提能力]———一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)1.如图所示,质量为M、长度为L的长木板静止在水平地面上,质量为m的小滑块(可视为质点)静止在长木板的最右端,长木板与地面之间、滑块与长木板之间、滑块与地面之间的动摩擦因数均为μ,现给长木板施加一恒力F,使滑块能从长木板上滑下来,下列说法正确的是( )A.施加恒力的大小应满足F>μ(M+m)gB.滑块在长木板上运动的时间和在地面上运动的时间相等C.滑块在地面上运动的位移为LD.增大施加的恒力F,滑块在地面上运动的时间不变2.[2019·安徽芜湖期末]如图所示,PQ为圆的竖直直径,AQ、BQ、CQ为三个光滑斜面轨道,分别与圆相交于A、B、C三点.现让三个小球(可以看做质点)分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自端点由静止下滑到Q点,运动的平均速度分别为v1、v2和v3.则有( )A.v2>v1>v3 B.v1>v2>v3C.v3>v1>v2 D.v1>v3>v23.[2020·福州六校联考]如图所示,质量分别为m和2m的两物体P和Q叠放在倾角θ=30°的固定斜面上,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ,它们从静止开始沿斜面加速下滑,P恰好能与Q保持相对静止,设P与Q间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则P与Q间的动摩擦因数为( )A.μ4B.μ2C.μ D.2μ4.[2020·山西太原五中段考]在如图所示的装置中,质量为3 kg的物块被平行于斜面的细绳拴在斜面上端的小柱上,斜面的倾角为30°,被固定在测力计上,整个装置保持静止.如果物块与斜面间无摩擦,装置稳定以后,当细绳被烧断,物块正在下滑的过程中,与稳定时比较,测力计的读数(g取10 m/s2)( )A.增加15 N B.减小15 NC.减小7.5 N D.保持不变5.[2020·甘肃一诊]如图所示,在水平面上,有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,它们与水平面之间的动摩擦因数均为μ,m1>m2,A、B间水平连接有一轻质弹簧测力计.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后B的加速度大小为a1,弹簧测力计示数为F1;如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧测力计示数为F2.下列关系式正确的是( )A.a1=a2,F1>F2 B.a1=a2,F1<F2C.a1=a2,F1=F2 D.a1>a2,F1>F26.质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂另一质量为m的小球,且M>m.用一力F水平向右拉小球,使小球和小车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成α角,细线的拉力大小为F1,如图甲.若用一力F′水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力大小为F′1,如图乙,则 ( )A.a′=a,F′1=F1 B.a′>a,F′1>F1C.a′<a,F′1<F1 D.a′>a,F′1=F17.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,现对a施加竖直向上的拉力F,使整个系统竖直向上做匀加速运动,S1和S2相对于原长的伸长量分别记为Δl1和Δl2.若将对a施加的竖直向上的拉力改为F′,使整个系统竖直向上做匀减速运动,此时S1和S2相对于原长的伸长量分别记为Δl′1和Δl′2.则( ) A.Δl1=2Δl2 B.Δl1=3Δl2C.Δl1=2Δl′1 D.Δl2=2Δl′28.[2020·重庆调研]甲、乙两物体都静止在水平面上,质量分别为m甲、m乙,与水平面间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙.现用水平拉力F分别作用于两物体,加速度a与拉力F的关系如图,图中b、-2c 、-c 为相应坐标值,重力加速度为g .由图可知( )A .μ甲=g 2c ,m 甲=2cbB .μ甲=2c g ,m 甲=b2cC .m 甲:m 乙=1:2,μ甲:μ乙=1:2D .m 甲:m 乙=2:1,μ甲:μ乙=1:2二、多项选择题(本题共2小题,每小题4分,共8分) 9.[2020·湖北黄石中学模考]如图所示,质量分别为m 1、m 2的A 、B 两个滑块放在斜面上,中间用一个轻杆相连,A 、B 与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,它们在斜面上加速下滑.关于杆的受力情况,下列分析正确的是( )A .若μ1>μ2,m 1=m 2,则杆受到压力B .若μ1=μ2,m 1>m 2,则杆受到拉力C .若μ1<μ2,m 1<m 2,则杆受到压力D .若μ1=μ2,m 1≠m 2,则杆不受到作用力10.[2020·沈阳质量检测](多选)如图所示,甲、乙两物体靠在一起放在光滑的水平面上,在水平力F 1和F 2的共同作用下一起从静止开始运动,已知F 1>F 2.两物体运动一段时间后( )A .若突然撤去F 1,甲的加速度一定减小B .若突然撤去F 1,甲、乙间的作用力减小C .若突然撤去F 2,乙的加速度一定增大D .若突然撤去F 2,甲、乙间的作用力增大 三、非选择题(本题共3小题,共34分) 11.(8分)[2020·辽宁鞍山一中模拟]如图所示,水平面上有一固定着轻质定滑轮O 的木块A ,它的上表面与水平面平行,它的右侧是一个倾角θ=37°的斜面.放置在A 上的物体B 和物体C 通过一轻质细绳相连,细绳的一部分与水平面平行,另一部分与斜面平行.现对A 施加一水平向右的恒力F,使A、B、C恰好保持相对静止.已知A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,不计一切摩擦,求恒力F的大小.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)12.(12分)[2020·江西上饶一联]如图所示,有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带,其速度v=4 m/s,传送带与水平面间的夹角为θ=37°,现将一质量m=1 kg的物块轻放在其底端(物块可视为质点),与此同时,给物块沿传送带方向向上的恒力F=8 N,经过一段时间,物块运动到了离地面高为h=2.4 m的平台上.已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).(1)求物块从传送带底端运动到平台上所用的时间;(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F,计算物块还需经过多长时间离开传送带以及离开时的速度大小(结果用根式表示).13.(14分)[2020·重庆一中适应性考试]如图所示,有一长为s=8.84 m的传送带倾斜放置,倾角为θ=30°,且没有启动.一质量为m1=3 kg、长度L=0.5 m的长木板甲静止于传送带顶端,故C 正确,ABD 错误.13.C 开始弹簧的弹力等于物体B 的重力,即F =m B g ,放上物体A 的瞬间,弹簧弹力不变,对A 、B 组成的系统整体分析,根据牛顿第二定律得a =m A +m B g -F m A +m B =m A g m A +m B=6 m/s 2,选项C 正确.14.AB 结合题图乙分析可知,在t =2 s 时物块与传送带速度相同,所以传送带的速度为4 m/s ,选项A 正确;在0~2 s 时间内物块所受滑动摩擦力沿传送带向下,与物块运动方向相反,在2 s ~4 s 内物块所受滑动摩擦力沿传送带向上,与物块运动方向相同,选项D 错误;根据v t 图象中图线与横轴围成的图形的面积等于位移可知,物块在传送带上的位移x =12×(24+4)×2 m+12×4×2 m=32 m ,即传送带底端到顶端的距离为32 m ,选项B 正确;根据v t 图象的斜率表示加速度可知,在0~2 s 时间内物块的加速度大小为a 1=10 m/s 2,设物块与传送带之间的动摩擦因数为μ,由牛顿第二定律有mg sin 37°+μmg cos 37°=ma 1,解得μ=0.5,选项C 错误.15.BD 对木块,根据牛顿运动定律有F -μ1m 1g =m 1a ,对长木板,由于保持静止有μ1m 1g -F f =0,F f ≤μ2(m 1+m 2)g ,所以动摩擦因数的大小无法比较,故A 错误,B 正确;改变F 的大小,只要木块在木板上滑动,则木块对木板的滑动摩擦力不变,则长木板仍然保持静止,故C 错误;若将F 作用于长木板,当木块与木板恰好开始相对滑动时,对木块有μ1m 1g =m 1a ,解得a =μ1g ,对整体分析,有F -μ2(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,解得F =(μ1+μ2)(m 1+m 2)g ,所以当F >(μ1+μ2)(m 1+m 2)g 时,长木板与木块将开始相对滑动,故D 正确.16.C 设两小物块和斜面MP 段间的动摩擦因数为μ,两小物块在MP 段运动时的加速度大小为a ,对两小物块整体分析有(m 1+m 2)g sin θ-μ(m 1+m 2)g cos θ=(m 1+m 2)a ,设弹簧劲度系数为k ,弹簧形变量为x ,则对小物块A 有m 1g sin θ+kx -μm 1g cos θ=m 1a ,联立以上两式可得kx =0,所以弹簧处于原长状态,选项A 、B 错误;当小物块A 通过P 点的瞬间,由于弹簧的长度还没有变化,则小物块A 的加速度大小为g sin θ,选项C 正确;小物块A 通过P 点后的加速度大于小物块B 的加速度,所以当小物块B 通过P 点的瞬间弹簧处于拉伸状态,小物块B 的加速度大于g sin θ,选项D 错误.[综合测评 提能力]1.B 本题考查滑块与长木板模型,意在考查考生对受力分析、牛顿第二定律等知识的理解与应用情况.滑块和长木板发生相对滑动,对滑块有μmg =ma ,对长木板有F -μmg -μ(M +m )g >Ma ,解得F >2μ(M +m )g ,选项A 错误;滑块在长木板上做匀加速直线运动,在地面上做匀减速直线运动,加速度大小相等,滑块从长木板上滑下时的速度等于滑块在地面上运动的初速度,所以运动的时间相等,选项B 正确;从开始运动到滑块离开长木板的过程中,设长木板的位移为x 1,滑块的位移为x 2,则有x 1-x 2=L ,滑块在地面上的位移也为x 2,x 2与L 的关系不确定,所以滑块在地面上运动的位移不一定为L ,选项C 错误;增大施加的恒力F ,滑块在长木板上运动的时间变短,在地面上运动的时间也变短,选项D 错误.2.A 设任一斜面的倾角为θ,圆的直径为d .根据牛顿第二定律得a =g sin θ,斜面的长度为x =d sin θ,则由x =12at 2得t =2x a=2d sin θg sin θ=2dg,可见,小球下滑时间与倾角无关.则有t 1=t 2=t 3.又v -=xt,x 2>x 1>x 3,则v 2>v 1>v 3,选项A 正确.3.C 对P 、Q 整体,由牛顿第二定律有(m +2m )g sin 30°-μ(m +2m )g cos 30°=(m +2m )a ,设P 与Q 之间的动摩擦因数为μ′,P 恰好与Q 保持相对静止,静摩擦力恰好达到最大,对P ,由牛顿第二定律有mg sin 30°-μ′mg cos 30°=ma ,联立解得μ′=μ,选项C 正确.4.C 对物块和斜面体整体受力分析,受重力和支持力,平衡时有N -(M +m )g =0,物块加速下滑时,再次对物块和斜面体整体受力分析,根据牛顿第二定律,竖直方向有(M +m )g -N ′=ma sin 30°,对物块受力分析,根据牛顿第二定律,有mg sin 30°=ma ,联立得到N -N ′=ma sin 30°=mg (sin 30°)2=3×10×0.25 N=7.5 N .故A 、B 、D 错误,C 正确.5.A 以由A 、B 及弹簧组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律得两次运动过程中整体的加速度a =F -μm 1+m 2gm 1+m 2,可得a 1=a 2=a .当用F 拉B 时,以A 为研究对象有F 1-μm 1g=m 1a 1,可得F 1=μm 1g +m 1a 1=m 1Fm 1+m 2;同理,当用F 拉A 时,以B 为研究对象,有F 2-μm 2g =m 2a 2,可得F 2=m 2Fm 1+m 2,由于m 1>m 2,则F 1>F 2,A 正确. 6.D 先对题图甲中的整体受力分析,受重力、支持力和拉力F ,根据牛顿第二定律有F =(M +m )a .再对题图甲的小球受力分析,如图a.根据牛顿第二定律有F -F 1sin α=ma ,F 1cos α-mg =0.由以上三式可解得F 1=mgcos α,a =mg tan αM .再对题图乙中小球受力分析如图b ,由几何关系得F 合=mg tan α,F ′1=mg cos α,再由牛顿第二定律得到a ′=g tan α,由于M >m ,故a ′>a ,F ′1=F 1,故选D.7.A 本题考查考生的分析能力,需要考生利用胡克定律、整体法、隔离法解题.由整体法可知,对三个物块整体有,F -3mg =3ma ,由隔离法可知,物块c 满足F 2-mg =ma ,物块b 满足F 1-mg -F 2=ma ,解得F 2=13F ,F 1=23F ,则F 1=k Δl 1=23F ,F 2=k Δl 2=13F ,Δl 1=2Δl 2,A 正确,B 错误;同理,减速时,依然有k Δl ′1=23F ′,k Δl ′2=13F ′,Δl ′1=2Δl ′2,由于F 和F ′的具体关系未知,所以C 、D 错误.8.B 对其中的任何一个物体,由牛顿第二定律得F -μmg =ma ,解得a =1mF -μg ,结合图象可知1m 甲=2c b 、μ甲g =2c ;1m 乙=c b 、μ乙g =c ,解得m 甲=b 2c 、μ甲=2c g ,m 乙=bc 、μ乙=cg,A 错误,B 正确;m 甲:m 乙=1:2,μ甲:μ乙=2:1,C 、D 错误. 9.AD 不考虑杆对滑块的作用时,滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,对滑块A 有m 1g sin θ-μ1m 1g cos θ=m 1a 1,解得a 1=g (sin θ-μ1cos θ);同理,对滑块B 有a 2=g (sin θ-μ2cos θ).考虑杆对两滑块的作用,若μ1>μ2,则a 1<a 2,B 的加速度较大,则杆受到压力,故A 正确;若μ1=μ2,则a 1=a 2,两滑块加速度相同,说明无相对运动趋势,杆不受到作用力,故B 错误,D 正确;若μ1<μ2,则a 1>a 2,A 的加速度较大,则杆受到拉力,故C 错误.10.BC 设甲的质量为m 1,乙的质量为m 2,当F 1和F 2都作用时,分别对整体和物体乙分析,有F 1-F 2=(m 1+m 2)a ,F -F 2=m 2a ,解得F =m 1F 2+m 2F 1m 1+m 2;同理,如果撤去F 1,得甲、乙间的作用力F ′=m 1F 2m 1+m 2;如果撤去F 2,得甲、乙间的作用力F ″=m 2F 1m 1+m 2,通过比较可得,不管撤去哪个力,甲、乙间的作用力都减小,所以B 正确,D 错误.不管是研究甲的加速度还是乙的加速度,研究整体的加速度即可,当撤去F 2时,整体所受的合力一定增加,加速度一定增大;当撤去F 1时,F 1-F 2与F 2的大小无法比较,无法判断加速度的变化,所以A 错误,C 正确.11.答案:mg解析:设绳的张力为T ,系统加速度为a ,以物体B 为研究对象,水平方向物体B 只受绳的拉力,由牛顿第二定律得T =ma ;对物体C 受力分析如图所示,受绳的张力T 、斜面的支持力F N 和重力mg ,加速度也为a .对力进行正交分解:水平方向有F N sin θ-T cos θ=ma ; 竖直方向有F N cos θ+T sin θ=mg , 联立解得a =g3,甲沿传送带向下做匀减速直线运动,加速度大小为a 2=μ2m 2g cos 30°+μ1m 1+m 2g cos 30°-m 1g sin 30°m 1=256m/s 2设甲和乙刚好达到共速时的速度为v 1,时间为t 1 根据运动学公式可得v 1=a 1t 1 v 1=v 0-a 2t 1联立解得v 1=3 m/s ,t 1=0.24 s 甲的位移为x 甲=v 0t 1-12a 2t 21=0.84 m乙的位移为x 乙=12a 1t 21=0.36 m乙相对甲滑行的最大距离Δx =x 甲-x 乙=0.48 m(2)当甲和乙刚好达到共速的瞬间启动传送带时,假设甲、乙没有相对滑动,对甲、乙组成的系统有μ1(m 1+m 2)g cos 30°=(m 1+m 2)g sin 30°对乙有μ2m 2g cos 30°>m 2g sin 30° 假设成立所以甲、乙与传送带共速前,甲、乙一起做匀速直线运动 运动时间为t 2=v 1a=1 s甲、乙一起运动的位移x 1=v 1t 2=3 m甲、乙与传送带共速后,假设甲、乙与传送带一起做匀加速直线运动 对乙有m 2g sin 30°>m 2a 假设成立根据运动学公式有s -x 甲-x 1-L =v 1t 3+12at 23解得t 3=1 s(另一解不合题意,舍去)从传送带启动到甲的左端运动到传送带底端N 点所用的时间t =t 2+t 3=2 s。