2021年高考物理一轮复习 第三章 第3讲牛顿运动定律的应用课时作业

2021年高考物理一轮复习第三章第3讲牛顿运动定律的应用课时作业
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3分)
1.如图所示,某同学找了一个用过的“易拉罐”在底部打了一个洞,用手
指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则
下列说法正确的是( )
A.易拉罐上升的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
B.易拉罐下降的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
C.易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水的速度都不变
D.易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出
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.(F1+F2)
D.(F1-F2)
3.(xx·西安模拟)质量为0.6kg的物体在水平面上运动,图中的两条斜
线分别是物体受水平拉力和不受水平拉力的v -t图像,则( )
A.斜线①一定是物体受水平拉力时的图像
B.斜线②一定是物体不受水平拉力时的图像
C.水平拉力一定等于0.2N
D.物体所受的摩擦力可能等于0.2N
4.(xx·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t0时间内,力F大小恒定
B.在0到t0时间内,物体的位移逐渐变大
C.在0到t0时间内,物体的速度逐渐变大
D.在0到t0时间内,物体的速度逐渐变小
5.(xx·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.F,方向向右
C.F,方向向左
D.F,方向向右
6.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
7.(xx·梧州模拟)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-)F;若地面不光滑,小于(1-)F
D.不论地面是否光滑,均为(1-)F
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.(xx·桂林模拟)(14分)如图所示是一套测定风力的装置,固定的水平
细杆上套有一球A,通过一轻质细绳与B球相连,当B球受到风力作用,A
球会沿杆运动,根据A、B球的运动状态可以知道风力大小。

现已知A、B
球的质量均为m,由于B球受到水平风力作用使得A球与B球一起向右匀
加速运动,加速度大小为a,此时连接A、B球的细绳与竖直方向的夹角为
θ。

求:
(1)B球受到的风力大小;
(2)A球与杆之间的动摩擦因数。

9.(xx·衡阳模拟)(14分)如图所示,一个载货小车总质量为50kg,静止在
水平地面上,现用大小为300N,跟水平方向成30°角斜向上的拉力拉动货
车,做匀加速运动,4s后撤去拉力,再经5s车的速度多大?货车运动的总位
移是多少?(已知μ=0.1,g=10m/s2)
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/s2)
答案解析
1.【解析】选D。

易拉罐被抛出后,不论上升还是下降,易拉罐均处于完全失重状态,水都不会从洞中射出,故选项A、B、C错误,D正确。

2.【解析】选C。

设两物体的质量均为m,这两物体在F1和F2的作用下,具有相同的加速度为a=,方向与F1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F1方向相同)。

用隔离法分析物体B在水平方向受力F N和F2,根据牛顿第二定律有F N-F2=ma,解得F N=(F1+F2),故选项C正确。

3.【解析】选C、D。

由v -t图像得物体的加速度为a1==-m/s2,a2==-m/s2。

水平拉力的方向可能与物体运动的方向相同,也可能与物体运动的方向相反。

若水平拉力的方向与物体运动的方向相同,由牛顿第二定律得,物体受水平拉力时F-F f=ma1,物体不受水平拉力时-F f=ma2,解得F=0.2N,F f=0.4N;若水平拉力的方向与物体运动的方向相反,同理有-F f=ma1,-F-F f=ma2,解得F=0.2N,F f=0.2N,故选项A、B错误,C、D正确。

4.【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。

5.【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=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。

6.【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,t0～t1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。

t1～t2时间内,视重为490N,a=0,匀速运动或静止。

t2～t3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。

7.【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F34=(n-3)ma,解得F34=(1-)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F34-μ(n-3)mg=(n-3)ma,解得F34=(1-)F,故选项D正确。

8.【解析】(1)对B球由牛顿第二定律得:
F-F T sinθ=ma (3分)
F T cosθ-mg=0 (2分)
解得:F=mgtanθ+ma (2分)
(2)取A、B球整体为研究对象,由牛顿第二定律得:
F-F f=2ma (3分)
F f=2μmg (2分)
解得:μ= (2分)
答案：(1)mgtanθ+ma (2)
9.【解析】在撤去外力前,对货车由牛顿第二定律得:
Fcos30°-μ(Mg-Fsin30°)=Ma1(3分)
4s后货车的速度:
v t1=a1t1(2分)
解得:v t1=18m/s (1分)
撤去外力后,对货车由牛顿第二定律得:
μMg=Ma2(2分)
再经5s货车的速度:
v t2=v t1-a2t2(2分)
解得:v t2=13m/s (1分)
货车的位移:
s=a1+v t1t2-a2=113.5m (3分)
答案：13m/s 113.5m
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a1,木板的加速度为a2,以小滑块为研究对象,由牛顿第二定律得:
μ1mg=ma1(2分)
解得:a1=μ1g=5m/s2(1分)
经t秒,设木板与小滑块相对静止,共同速度为v t,则:
v t=v0-a1t (2分)
以木板为研究对象,由牛顿第二定律得:
μ1mg-3μ2mg=2ma2(3分)
a2==1m/s2(1分)
则经t秒木板的速度为:v t=a2t (2分)
解得:t==s (1分)
则小滑块相对木板滑行的位移为:
s=(v0t-a1t2)-a2t2=m (4分)
答案：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。

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