2022年高考物理一輪復習 分層規(guī)范快練9 牛頓運動定律的綜合應用 新人教版

2022年高考物理一輪復習 分層規(guī)范快練9 牛頓運動定律的綜合應用 新人教版1.(多選)有一種大型娛樂器械可以讓人體驗超重和失重，其環(huán)形座艙套在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，座艙做減速運動，到地面時剛好停下下列說法中正確的是()A座艙自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)B座艙自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)C座艙減速下落的過程中人處于失重狀態(tài)D座艙減速下落的過程中人處于超重狀態(tài)解析：自由下落時只受重力，加速度向下，失重；減速下落，加速度向上，超重答案：AD2如圖所示，臺秤上放一個裝有水的容器，有一個金屬球掛在彈簧測力計下面，現(xiàn)將金屬球浸沒在水中，比較在金屬球浸入水中前、后的情況()A彈簧測力計的示數(shù)減小，臺秤的示數(shù)不變B彈簧測力計的示數(shù)不變，臺秤的示數(shù)增加C彈簧測力計的示數(shù)減小，臺秤的示數(shù)增大，且減少的示數(shù)等于增加的示數(shù)D彈簧測力計的示數(shù)增大，臺秤的示數(shù)減小，且增加的示數(shù)等于減少的示數(shù)解析：當金屬球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故彈簧測力計的示數(shù)減??；由牛頓第三定律，在水對球有向上的浮力的同時，金屬球?qū)λ邢蛳碌淖饔昧?，這兩個力大小相等，方向相反，故使得臺秤的示數(shù)增大，且彈簧秤減少的示數(shù)等于臺秤增加的示數(shù)，選項C正確答案：C32018·重慶卷，5若貨物隨升降機運動的vt圖象如圖所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機的支持力F與時間t關系的圖象可能是()解析：根據(jù)題圖可知，對于時間軸下面的圖象，電梯先向下做勻加速運動，再勻速，后勻減速運動，則根據(jù)牛頓第二定律可知，貨物隨電梯先失重、再處于平衡狀態(tài)，后超重，則支持力先小于重力、再等于重力、后大于重力；對于時間軸上面的圖象，電梯向上先做勻加速運動、再勻速、后勻減速運動時，同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力，選項B正確答案：B4.如圖，在光滑的水平支持面上，物塊C疊放于物體B上，B的上表面水平，用輕繩將物塊B與物塊A相連，A、B、C的質(zhì)量分別為2m、m、m，B、C間動摩擦因數(shù)為，對A施加一大小為F的水平恒力，A、B、C相對靜止一同做勻加速直線運動，B對C的摩擦力的大小為()AmgBFCF/2 DF/4解析：將三者看作一個整體，根據(jù)牛頓第二定律：對整體有F(2mmm)a，解得a，對C分析，在水平方向上C受到B給的靜摩擦力，所以根據(jù)牛頓第二定律可得Ffma，故D正確答案：D52019·哈爾濱一模水平方向的傳送帶，順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶速度大小v2 m/s不變，兩端A、B間距離為3 m一物塊從B端以v04 m/s滑上傳送帶，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.4，g取10 m/s2.物塊從滑上傳送帶至離開傳送帶的過程中，速度隨時間變化的圖象是()解析：物塊在傳送帶上與傳送帶相對滑動時，加速度為ag4 m/s2，則當物塊減速為0時，位移x2 m<3 m，所以物塊沒有從A端掉下，會反向運動，加速度大小不變，當物塊與傳送帶共速之后，隨傳送帶一起勻速，故B正確答案：B62019·安徽蕪湖、馬鞍山質(zhì)檢兩物體A、B并排放在水平地面上，且兩物體接觸面為豎直面，現(xiàn)用一水平推力F作用在物體A上，使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運動，如圖甲所示，在A、B的速度達到6 m/s時，撤去推力F.已知A、B質(zhì)量分別為mA1 kg、mB3 kg，A與地面間的動摩擦因數(shù)0.3，B與地面間沒有摩擦，B物體運動的vt圖象如圖乙所示g取10 m/s2，求：(1)推力F的大小(2)A物體剛停止運動時，物體A、B之間的距離解析：(1)在水平推力F作用下，設物體A、B一起做勻加速運動的加速度為a，由B物體的vt圖象得a3 m/s2.對于A、B整體，由牛頓第二定律得FmAg(mAmB)a解得F15 N.(2)設物體A勻減速運動的時間為t，撤去推力F后，A、B兩物體分離，A在摩擦力作用下做勻減速直線運動，B做勻速運動，對于A物體有mAgmAaA，aAg3 m/s2，vtv0aAt0，解得t2 s，物體A的位移為xAt6 m，物體B的位移為xBv0t12 m，所以A物體剛停止運動時，物體A、B之間的距離為xxBxA6 m.答案：(1)15 N(2)6 m技能提升練72019·黃岡質(zhì)檢如圖所示，bc為固定在小車上的水平橫桿，物塊串在桿上，靠摩擦力保持相對桿靜止，物塊又通過輕細線懸吊著一個小球，此時小車正以大小為a的加速度向右做勻加速運動，而物塊、小球均相對小車靜止，細線與豎直方向的夾角為.若小車的加速度逐漸增加，物塊始終和小車保持相對靜止，則當加速度增加到2a時()A橫桿對物塊的摩擦力增加到原來的2倍B橫桿對物塊的彈力增加到原來的2倍C細線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍D細線的拉力增加到原來的2倍解析：對小球和物塊組成的整體，分析受力如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定律得，水平方向有Ff(Mm)a，豎直方向有FN(Mm)g，則當加速度增加到2a時，橫桿對物塊的摩擦力Ff增加到原來的2倍，橫桿對物塊的彈力等于物塊、小球的總重力，保持不變，故A正確，B錯誤以小球為研究對象，分析受力情況如圖乙所示，由牛頓第二定律得mgtanma，解得tan，當a增加到原來的兩倍時，tan變?yōu)樵瓉淼膬杀?，但不是原來的兩倍細線的拉力FT，可見，a變?yōu)樵瓉淼膬杀叮現(xiàn)T不是原來的兩倍，故C、D錯誤答案：A8.如圖所示，質(zhì)量M8 kg的小車放在光滑的水平面上，在小車左端加一水平推力F8 N，當小車向右運動的速度達到1.5 m/s時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計，質(zhì)量為m2 kg的小物塊，小物塊與小車間的動摩擦因數(shù)0.2，小車足夠長(g10 m/s2)求：(1)放上小物塊后，小物塊及小車的加速度各為多大(2)經(jīng)多長時間兩者達到相同的速度(3)從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t1.5 s小物塊通過的位移大小為多少解析：(1)小物塊的加速度am2 m/s2小車的加速度aM0.5 m/s2.(2)由amtv0aMt得t1 s.(3)在開始1 s內(nèi)小物塊的位移x1amt21 m最大速度vat2 m/s在接下來的0.5 s內(nèi)小物塊與小車相對靜止，一起做加速運動，且加速度a0.8 m/s2這0.5 s內(nèi)的位移x2vtat21.1 m通過的總位移xx1x22.1 m.答案：(1)2 m/s20.5 m/s2(2)1 s(3)2.1 m9如圖所示，一質(zhì)量m0.4 kg的小物塊，以v02 m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運動，經(jīng)t2 s的時間物塊由A點運動到B點，A、B之間的距離L10 m已知斜面傾角30°，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù).重力加速度g取10 m/s2.(1)求物塊加速度的大小及到達B點時速度的大小(2)拉力F與斜面夾角多大時，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？解析：(1)設物塊加速度的大小為a，到達B點時速度的大小為v，由運動學公式得Lv0tat2vv0at聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得a3 m/s2v8 m/s(2)設物塊所受支持力為FN，所受摩擦力為Ff，拉力與斜面間的夾角為，受力分析如圖所示，由牛頓第二定律得FcosmgsinFfmaFsinFNmgcos0又FfFN聯(lián)立式得F由數(shù)學知識得cossinsin(60°)由式可知對應F最小的夾角30°聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得F的最小值為FminN.答案：(1)3 m/s28 m/s(2)30° N