(通用版)2020版高考物理一轮复习第三章第3讲牛顿运动定律的综合应用课时作业(含解析)

牛顿运动定律的综合应用

一、选择题(本题共10小题，1～6题为单选题，7～10题为多选题)

1.图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的点表示人的重心．图乙是根据传感器采集到的数据画出的力－时间图线．两图中a～g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出．重力加速度g取10 m/s

2.根据图像分析可得( )

A．人的重力为：1 500 N

B．c点位置人处于超重状态

C．e点位置人处于失重状态

D．d点的加速度小于f点的加速度

解析：B 由图可知人的重力为500 N，故A错误；c点位置人的支持力750 N>500 N，处于超重状态，故B正确；e点位置人的支持力650 N>500 N，处于超重状态，故C错误；d 点的加速度为20 m/s2大于f点的加速度为10 m/s2，故D错误．

2.如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )

A．物块可能匀速下滑

B．物块仍以加速度a匀加速下滑

C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑

D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑

解析：C 未加恒力F时，对物块由牛顿第二定律知ma＝mg sin θ－μmg cos θ，而加上F后，ma′＝(mg＋F)(sin θ－μcos θ)，即a′>a，C正确．

3．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是( ) A．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B．受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：D 物体在手掌的推力作用下，由静止竖直向上加速时，物体处于超重状态．当物体离开手的瞬间，只受重力作用，物体的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，故A、B、C错误；物体离开手的前一时刻，手与物体具有相同的速度，物体离开手的下一时刻，手的速度小于物体的速度，即在物体离开手的瞬间这段相同的时间内，手的速度变化量大于物体的速度变化量，故手的加速度大于物体的加速度，也就是手的加速度大于重力加速度，故D正确．

4.(2018·烟台模拟)如图所示，横截面为直角三角形的三棱柱质量为M，放在粗糙的水平地面上，两底角中其中一个角的角度为α(α>45°)．三棱柱的两倾斜面光滑，上面分别放有质量为m1和m2的两物体，两物体间通过一根跨过定滑轮的细绳相连接，定滑轮固定在三棱柱的顶端，若三棱柱始终处于静止状态．不计滑轮与绳以及滑轮与轮轴之间的摩擦，重力加速度大小为g，则将m1和m2同时由静止释放后，下列说法正确的是( )

A．若m1＝m2，则两物体可静止在斜面上

B．若m1＝m2tan α，则两物体可静止在斜面上

C．若m1＝m2，则三棱柱对地面的压力小于(M＋m1＋m2)g

D．若m1＝m2，则三棱柱所受地面的摩擦力大小为零

解析：C 若m1＝m2，m2的重力沿斜面向下的分力大小为m2g sin(90°－α)，m1的重力沿斜面向下的分力大小为m1g sin α，由于α>45°，则m2g sin(90°－α)

5．a、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( )

A ．x 1一定等于x 2

B ．x 1一定大于x 2

C ．若m 1>m 2，则x 1>x 2

D ．若m 1

解析：A 当用恒力F 竖直向上拉着a 时，先用整体法有F －(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a ，再隔离b 有kx 1－m 2g ＝m 2a ，联立得：x 1＝m 2F k m 1＋m 2

.当沿水平方向拉着a 时，先用整体法有F ＝(m 1＋m 2)a ′，再隔离b 有kx 2＝m 2a ′，联立得x 2＝m 2F k m 1＋m 2

，故x 1＝x 2，所以只有A 项正确．

6．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 的匀加速运动，测得两个物体的v －t 图像如图乙所示(重力加速度为g )，则( )

A ．施加外力前，弹簧的形变量为2g k

B ．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

解析：B 施加外力F 前，物体A 、B 整体平衡，根据平衡条件有2Mg ＝kx ，解得x ＝2Mg k

，故A 错误；施加外力F 的瞬间，对物体B ，根据牛顿第二定律有F 弹－Mg －F AB ＝Ma ，其中F 弹＝2Mg ，解得F AB ＝M (g －a )，故B 正确；由题图乙知，物体A 、B 在t 1时刻分离，此时A 、B 具有共同的v 和a ，且F AB ＝0，对B 有F 弹′－Mg ＝Ma ，解得F 弹′＝M (g ＋a )，故C 错误；当F 弹′＝Mg 时，B 达到最大速度，故D 错误．

7．质点甲固定在原点，质点乙可在x 轴上运动，甲对乙的作用力F 只与甲、乙之间的距离x 有关，在2.2×10－10 m≤x ≤5.0×10－10 m 的范围内，F 与x 的关系如图所示．若乙自P 点由静止开始运动，且乙只受力F 作用，规定力F 沿＋x 方向为正，下列说法正确的是( )

A ．乙运动到R 点时，速度最大