（江蘇專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 能力課時(shí)3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（一）（含解析）-人教版高三物理試題

能力課時(shí)3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(一)一、單項(xiàng)選擇題1一物塊靜止在粗糙的水平桌面上，從某時(shí)刻開(kāi)始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用，假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間關(guān)系的圖象是()解析設(shè)物體所受滑動(dòng)摩擦力為Ff，在水平拉力F作用下，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，F(xiàn)Ffma，F(xiàn)maFf，所以能正確描述F與a之間關(guān)系的圖象是C。答案C2.如圖1所示，光滑水平面上，質(zhì)量分別為m、M的木塊A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊間的輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)。則此時(shí)木塊A、B間的距離為()圖1AL BLCL DL解析對(duì)木塊A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律可得F(Mm)a，對(duì)木塊A有kxma，解得：x，木塊A、B間的距離為L(zhǎng)xLL，故選項(xiàng)B正確。答案B3.質(zhì)量為0.1 kg的小球，用細(xì)線吊在傾角為37°的斜面上，如圖2所示。系統(tǒng)靜止時(shí)繩與斜面平行，不計(jì)一切摩擦。當(dāng)斜面體向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球與斜面剛好不分離，則斜面體的加速度為()圖2Agsin Bgcos Cgtan D.解析因小球與斜面剛好不分離，所以小球受力如圖所示，由圖知tan ，則a，D正確。答案D4如圖3所示，甲、乙兩圖中水平面都是光滑的，小車(chē)的質(zhì)量都是M，人的質(zhì)量都是m，甲圖人推車(chē)、乙圖人拉繩(繩與滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))的力都是F，對(duì)于甲、乙兩圖中車(chē)的加速度大小說(shuō)法正確的是()圖3A甲圖中車(chē)的加速度大小為B甲圖中車(chē)的加速度大小為C乙圖中車(chē)的加速度大小為D乙圖中車(chē)的加速度大小為解析以人和車(chē)整體為研究對(duì)象，甲圖合力為0，加速度為0，乙圖2F(Mm)a乙，所以a乙，故選項(xiàng)C正確。答案C5以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象可能正確的是()解析不受空氣阻力的物體，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不變，vt圖象為圖中虛線所示。受空氣阻力大小與速率成正比關(guān)系的物體，上升過(guò)程中：mgkvma，ag，開(kāi)始時(shí)加速度最大，上升過(guò)程中a始終大于g，vt圖象斜率均大于虛線斜率，只有選項(xiàng)D符合題意。答案D6.如圖4所示，一根輕彈簧豎直立在水平地面上，下端固定。小球從高處自由落下，落到彈簧上端，將彈簧壓縮至最低點(diǎn)。能正確反映上述過(guò)程中小球的加速度的大小隨下降位移x變化關(guān)系的圖象是下列圖中的()圖4解析小球先做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度ag不變，接觸彈簧后，agx，a與x是線性關(guān)系，C、D錯(cuò)誤；根據(jù)小球運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，小球剛接觸彈簧時(shí)，加速度ag，此時(shí)速度不為零，小球?qū)椈蓧嚎s至最低點(diǎn)時(shí)，速度為零，加速度最大，ag，所以B錯(cuò)誤，A正確。答案A二、多項(xiàng)選擇題7(2016·東北三省四市聯(lián)考)某物體質(zhì)量為1 kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，其速度時(shí)間圖象如圖5所示，根據(jù)圖象可知 ()圖5A物體所受的拉力總是大于它所受的摩擦力B物體在第3 s內(nèi)所受的拉力大于1 NC在03 s內(nèi)，物體所受的拉力方向始終與摩擦力方向相反D物體在第2 s內(nèi)所受的拉力為零解析由題圖可知，第2 s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即拉力與摩擦力平衡，所以選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；第3 s內(nèi)物體的加速度大小為1 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律可知物體所受合外力大小為1 N，所受拉力大于1 N，選項(xiàng)B正確；物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，拉力方向始終和速度方向相同，摩擦力方向始終和運(yùn)動(dòng)方向相反，選項(xiàng)C正確。答案BC8.如圖6所示，固定的傾斜直桿與水平方向成60°角，桿上套有一個(gè)圓環(huán)，圓環(huán)通過(guò)一根輕繩與一個(gè)小球相連接。當(dāng)環(huán)沿桿下滑時(shí)，球與環(huán)保持相對(duì)靜止，輕繩與豎直方向成30°角。下列說(shuō)法正確的是()圖6A環(huán)一定勻加速下滑B環(huán)可能勻速下滑C環(huán)與桿之間一定沒(méi)有摩擦D環(huán)與桿之間一定存在摩擦解析如圖所示，小球受到的重力mg與輕繩的拉力FT的合力沿斜面向下，30°，則F，根據(jù)牛頓第二定律有Fma，得ag。由于球與環(huán)保持相對(duì)靜止，所以環(huán)的加速度也是ag，環(huán)一定沿桿向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)球、環(huán)整體，假設(shè)環(huán)與桿之間一定存在摩擦，根據(jù)牛頓第二定律有(Mm)gsin 60°Ff(Mm)a，得Ff(Mm)g0，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。答案AD三、非選擇題9(2016·江蘇無(wú)錫一模)粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，水平拉力F及運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間變化的圖象如圖7甲和圖乙所示。取重力加速度g10 m/s2。求：圖7(1)前2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度和位移；(2)物體的質(zhì)量m和物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解析(1)由vt圖象可知，物體在前2 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，前2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a m/s22 m/s2前2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為xat24 m(2)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示。對(duì)于前2 s，由牛頓第二定律得FFfma，F(xiàn)fmg2 s之后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得FFf由Ft圖象知F15 N，F(xiàn)5 N代入數(shù)據(jù)解得m5 kg，0.1。答案(1)2 m/s24 m(2)5 kg0.110.如圖8所示，一條輕繩上端系在車(chē)的左上角的A點(diǎn)，另一條輕繩一端系在車(chē)左端B點(diǎn)，B點(diǎn)在A點(diǎn)的正下方，A、B距離為b，兩條輕繩另一端在C點(diǎn)相結(jié)并系一個(gè)質(zhì)量為m的小球，輕繩AC長(zhǎng)度為b，輕繩BC長(zhǎng)度為b。兩條輕繩能夠承受的最大拉力均為2mg。圖8 (1)輕繩BC剛好被拉直時(shí)，車(chē)的加速度是多大？(要求畫(huà)出受力圖)(2)在不拉斷輕繩的前提下，求車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的最大加速度是多大。(要求畫(huà)出受力圖)解析(1)輕繩BC剛好被拉直時(shí)，小球受力如圖甲所示。因?yàn)锳BBCb，ACb，故輕繩BC與輕繩AB垂直，cos ，45°。由牛頓第二定律，得mgtan ma?？傻胊g。 (2)小車(chē)向左的加速度增大，AB、BC繩方向不變，所以AC輕繩拉力不變，BC輕繩拉力變大，BC輕繩拉力最大時(shí)，小車(chē)向左的加速度最大，小球受力如圖乙所示。乙由牛頓第二定律，得Tmmgtan mam。因這時(shí)Tm2mg，所以最大加速度為am3g。答案(1)g圖見(jiàn)解析(2)3g圖見(jiàn)解析11.如圖9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(yùn)動(dòng)，經(jīng)t2 s的時(shí)間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，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(dòng)摩擦因數(shù)。重力加速度g取10 m/s2。圖9(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小。(2)拉力F與斜面夾角多大時(shí)，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？解析(1)設(shè)物塊加速度的大小為a，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Lv0tat2vv0at聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得a3 m/s2v8 m/s(2)設(shè)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Fcos mgsin FfmaFsin FNmgcos 0又FfFN聯(lián)立式得F由數(shù)學(xué)知識(shí)得cos sin sin(60°)由式可知對(duì)應(yīng)最小F的夾角30°聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得F的最小值為Fmin N答案(1)3 m/s28 m/s(2)30° N