高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練3 專題一 力與直線運(yùn)動 第3講 牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用
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訓(xùn)練3 牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用 一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分.第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求.) 1.如圖所示,兩定滑輪通過天花板固定在同一豎直平面的同一高度處,小球A的質(zhì)量為2m,小球B和C的質(zhì)量均為m,B、C兩球到結(jié)點(diǎn)P的輕繩長度相等,滑輪摩擦不計(jì).當(dāng)B、C兩球以某角速度ω在水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動時,A球?qū)? ) A.向上加速運(yùn)動 B.向下加速運(yùn)動 C.保持靜止 D.上下振動 解析:B球、C球和兩根輕繩整體受重力和豎直輕繩向上的拉力,設(shè)整體下降的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律,有2mg-T=2ma,對A球受力分析,受重力和拉力,根據(jù)牛頓第二定律,有T-2mg=2ma,聯(lián)立兩式解得a=0,即A球?qū)⒈3朱o止,處于平衡狀態(tài).故選C. 答案:C 2. 如圖所示,帶支架的平板小車水平向左做直線運(yùn)動,小球A用細(xì)線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終靜止在小車上,B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ.若某過程中觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角,則此刻小車對B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)? ) A.mg,豎直向上 B.mg,斜向左上方 C.mgtanθ,水平向右 D.,斜向右上方 解析:以A為研究對象,受力分析如圖,根據(jù)牛頓第二定律得mAgtanθ=mAa,解得a=gtanθ,方向水平向右.再對B研究得:小車對B的摩擦力f=ma=mgtanθ,方向水平向右,小車對B的支持力大小為N=mg,方向豎直向上,小車對B的作用力的大小為F==mg=,方向斜向右上方,故選D. 答案:D 3.在地面上以初速度v0豎直向上拋出一小球,經(jīng)過2t0時間小球落回拋出點(diǎn),其速率為v1,已知小球在空中運(yùn)動時所受空氣阻力與小球運(yùn)動的速度成正比,則小球在空中運(yùn)動時速率v隨時間t的變化規(guī)律可能是( ) 解析:小球上升過程中,由牛頓第二定律有mg+kv=ma,故隨速度的減小,加速度逐漸減小,v—t圖象的切線斜率逐漸減?。恍∏蛳陆颠^程中,由牛頓第二定律有mg-kv=ma,則隨速度逐漸增大,加速度逐漸減小,v—t圖象的切線斜率逐漸減??;由于有阻力作用,故回到地面的速度將小于初速度v0,選項(xiàng)A正確. 答案:A 4.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,光滑斜面的傾角為θ,圖甲中,A、B兩球用輕彈簧相連,圖乙中A、B兩球用輕桿相連,系統(tǒng)靜止時,擋板C與斜面垂直,彈簧、輕桿均與斜面平行,則在突然撤去擋板的瞬間有( ) A.兩圖中兩球加速度均為gsinθ B.兩圖中A球的加速度均為零 C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零 D.圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍 解析:撤去擋板前,擋板對B球的彈力大小為2mgsinθ,因彈簧彈力不能突變,而桿的彈力會突變,所以撤去擋板瞬間,圖甲中A球所受合力為零,加速度為零,B球所受合力為2mgsinθ,加速度為2gsinθ;圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?,A、B球所受合力均為mgsinθ,加速度均為gsinθ,故圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍,故A、B、C錯誤,D正確. 答案:D 5.如圖為用索道運(yùn)輸貨物的情景,已知傾斜的索道與水平方向的夾角為37,重物與車廂地板之間的動摩擦因數(shù)為0.3.當(dāng)載重車廂沿索道向上加速運(yùn)動時,重物與車廂仍然保持相對靜止?fàn)顟B(tài),重物對車廂內(nèi)水平地板的正壓力為其重力的1.15倍.sin37=0.6,cos37=0.8,那么這時重物對車廂地板的摩擦力大小為( ) A.0.35mg B.0.3mg C.0.23mg D.0.2mg 解析:將a沿水平和豎直兩個方向分解,對重物受力分析如圖,水平方向:Ff=max 豎直方向:FN-mg=may由=三式聯(lián)立解得Ff=0.2mg,D正確. 答案:D 6.如圖甲所示,用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為α的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運(yùn)動,其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示,若重力加速度g取10 m/s2,則根據(jù)圖乙所提供的信息可以計(jì)算出( ) A.加速度從2 m/s2增加到6 m/s2的過程中物體的速度變化量 B.斜面的傾角 C.物體的質(zhì)量 D.加速度為6 m/s2時物體的速度 解析:因?yàn)槲矬w做變加速運(yùn)動,所以無法根據(jù)公式求得某時刻的速度及速度變化量,選項(xiàng)A、D錯誤;由題圖乙可知,當(dāng)F=0時,有mgsinα=ma,解得斜面的傾角α=37,當(dāng)F=15 N時,a=0,則Fcosα=mgsinα,可得m=2 kg,選項(xiàng)B、C正確. 答案:BC 7. 如圖所示,A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m,靜止疊放在水平地面上.A、B間的動摩擦因數(shù)為μ,B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g.現(xiàn)對A施加一水平拉力F,則( ) A.當(dāng)F<2μmg時,A、B都相對地面靜止 B.當(dāng)F=μmg時,A的加速度為μg C.當(dāng)F>3μmg時,A相對B滑動 D.無論F為何值,B的加速度不會超過μg 解析:A、B間的最大靜摩擦力為2μmg,B和地面之間的最大靜摩擦力為μmg,對A、B整體,只要F>μmg,整體就會運(yùn)動,選項(xiàng)A錯誤;當(dāng)A對B的摩擦力為最大靜摩擦力時,A、B恰好未發(fā)生相對滑動,故A、B一起運(yùn)動的加速度的最大值滿足2μmg -μmg=mamax,B運(yùn)動的最大加速度amax=μg,選項(xiàng)D正確;若A、B整體恰好未發(fā)生相對滑動,有F-μmg=3mamax,則F>3μmg時兩者會發(fā)生相對運(yùn)動,選項(xiàng)C正確;當(dāng)F=μmg時,兩者相對靜止,一起滑動,加速度滿足F-μmg=3ma,解得a=μg,選項(xiàng)B正確. 答案:BCD 8.如圖甲所示,傳送帶以速度v1勻速轉(zhuǎn)動,一滑塊以初速度v0自右向左滑上傳送帶,從此時刻開始計(jì)時,滑塊離開傳送帶前的速度—時間圖象如圖乙所示.已知v0>v1,則下列判斷正確的是( ) A.傳送帶順時針轉(zhuǎn)動 B.t1時刻,滑塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大 C.0~t2時間內(nèi),滑塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D.0~t2時間內(nèi),滑塊受到恒定的摩擦力作用 解析:從題圖乙可以判斷,滑塊先向左做減速運(yùn)動,再向右做加速運(yùn)動,之后向右勻速運(yùn)動,所以傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,A正確;滑塊向左減速過程,所受摩擦力向右,向右加速過程,滑塊相對傳送帶向左運(yùn)動,所受摩擦力向右,所以t2時刻滑塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大,B、C錯誤,D正確. 答案:AD 二、計(jì)算題(本大題共2小題,共36分.需寫出規(guī)范的解題步驟) 9.如圖所示,質(zhì)量M=1 kg的木板靜止在粗糙的水平地面上,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1 kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4,最大靜摩擦力均等于滑動摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2. (1)若木板長L=1 m,在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8 N,經(jīng)過多長時間鐵塊運(yùn)動到木板的右端? (2)若在鐵塊上施加一個大小從零開始連續(xù)增大的水平向右的力F,分析并計(jì)算鐵塊受到木板的摩擦力f的大小隨拉力F變化的情況.(設(shè)木板足夠長) 解析:(1)根據(jù)牛頓第二定律 對鐵塊:F-μ2mg=ma1 對木板:μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2 又s鐵=a1t2,s木=a2t2,L=s鐵-s木,聯(lián)立解得:t=1 s (2)鐵塊與木板之間的最大靜摩擦力 fm2=μ2mg=4 N 木板與地面之間的最大靜摩擦力 fm1=μ1(mg+Mg)=2 N 當(dāng)F≤fm1=2 N時,木板與鐵塊都靜止,f=F 當(dāng)鐵塊與木板恰好未發(fā)生相對滑動時,設(shè)此時的拉力大小為F1,根據(jù)牛頓第二定律,對鐵塊:F1-μ2mg=ma1 對整體:F1-μ1(mg+Mg)=(m+M)a1 聯(lián)立解得:F1=6 N,所以當(dāng)2 N- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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