2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)沖關(guān)九 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（含解析）新人教版

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1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 A級(jí)基礎(chǔ)練1應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是()A受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析：D物體在手掌的推力作用下，由靜止豎直向上加速時(shí)，物體處于超重狀態(tài)當(dāng)物體離開手的瞬間，只受重力作用，物體的加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，故A、B、C錯(cuò)誤；物體離開手的前一時(shí)刻，手與物體具有相同的速度，物體離開手的下

2、一時(shí)刻，手的速度小于物體的速度，即在物體離開手的瞬間這段相同的時(shí)間內(nèi)，手的速度變化量大于物體的速度變化量，故手的加速度大于物體的加速度，也就是手的加速度大于重力加速度，故D正確2.圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)作的示意圖，中間的點(diǎn)表示人的重心圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力時(shí)間圖線兩圖中ag各點(diǎn)均對(duì)應(yīng)，其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒有畫出重力加速度g取10 m/s2.根據(jù)圖象分析可得()A人的重力為1 500 NBc點(diǎn)位置人處于超重狀態(tài)Ce點(diǎn)位置人處于失重狀態(tài)Dd點(diǎn)的加速度小于f點(diǎn)的加速度解析：B由圖可知人的重力為500 N，故A錯(cuò)誤；c點(diǎn)位置人的支持力為750 N500 N，處于超重狀態(tài)

3、，故B正確；e點(diǎn)位置人的支持力為650 N500 N，處于超重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；d點(diǎn)的加速度20 m/s2大于f點(diǎn)的加速度10 m/s2，故D錯(cuò)誤3在建筑工地，民工兄弟用兩手對(duì)稱水平使力將兩長方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起，其中A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，水平作用力為F，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此過程中，A、B間的摩擦力為()AFB2FC.m(ga) Dm(ga)解析：D以兩個(gè)物體為整體，根據(jù)牛頓第二定律，有2f(m3m)g(m3m)a再隔離物體A，根據(jù)牛頓第二定律，有：fmgfBAma聯(lián)立解得：fBAm(ga)，故選D.4(2019重慶市一中高三模擬)(多選)如圖所示，光

4、滑水平面上放置M、N、P、Q四個(gè)木塊，其中M、P質(zhì)量均為m，N、Q質(zhì)量均為2m，M、P之間用一輕質(zhì)彈簧相連現(xiàn)用水平拉力F拉N，使四個(gè)木塊以同一加速度a向右運(yùn)動(dòng)，則在突然撤去F的瞬間，下列說法正確的是()AP、Q間的摩擦力不變BP、Q的加速度大小變?yōu)镃M、N間的摩擦力不變DN的加速度大小仍為a解析：AD撤去F的瞬間，彈簧的彈力不變，對(duì)P、Q整體分析，加速度不變，隔離對(duì)P分析，P、Q間的摩擦力不變，故A正確；撤去F前，對(duì)P、Q整體分析，知彈簧的彈力F彈3ma，撤去F的瞬間，彈簧的彈力不變，可知P、Q的加速度不變，仍然為a，故B錯(cuò)誤；撤去F前，隔離對(duì)M分析，fF彈ma，解得f4ma，對(duì)整體分析，F(xiàn)6

5、ma，撤去F后，對(duì)M、N整體分析，aa，方向向左，隔離對(duì)N分析，f2ma2ma，知M、N間的摩擦力發(fā)生變化N的加速度大小不變，方向改變，故C錯(cuò)誤，D正確5.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為37的光滑斜面體頂端，彈簧與斜面平行，在斜面體以大小為g的加速度水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，小球始終相對(duì)于斜面靜止已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則該過程中彈簧的形變量為(已知：sin 370.6，cos 370.8)()A. B.C. D.解析：A假設(shè)小球只受到重力和斜面的支持力且和斜面一起以加速度a0向左勻加速運(yùn)動(dòng)，則a0gtan 37g，當(dāng)斜面體和小球以加速度ag水平向左勻

6、加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力、支持力和彈簧沿斜面向下的彈力作用設(shè)彈簧的形變量為x，則有FNsin 37kxcos 37mg，F(xiàn)Ncos 37kxsin 37mg，解得x，A正確6(2019十堰模擬)(多選)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子平行于傾角為的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考慮M、m與斜面之間的摩擦若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放M，斜面仍保持靜止則下列說法正確的是()A輕繩的拉力等于MgB輕繩的拉力等于mgCM運(yùn)動(dòng)的加速度大小為(1sin )gDM運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g解析：BCD互換位置前，M靜止在斜面上，則有：Mgsin mg，

7、互換位置后，對(duì)M有MgFTMa，對(duì)m有：FTmgsin ma，又FTFT，解得：a(1sin )gg，F(xiàn)Tmg，故A錯(cuò)，B、C、D對(duì)7(2018肇慶模擬)(多選)受水平外力F作用的物體，在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖線如圖所示，則()A在0t1時(shí)間內(nèi)，外力F大小不斷增大B在t1時(shí)刻，外力F為零C在t1t2時(shí)間內(nèi)，外力F大小可能不斷減小D在t1t2時(shí)間內(nèi)，外力F大小可能先減小后增大解析：CDvt圖象的斜率表示加速度，在0t1時(shí)間內(nèi)，物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得，F(xiàn)fma，所以外力F不斷減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻，加速度為零，外力F等于摩擦力f，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t1t2時(shí)間內(nèi)，

8、物體做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得，fFma，所以外力F可能不斷減小，選項(xiàng)C正確；若物體靜止前，外力F已減至零，則此后，外力F必再反向增大，選項(xiàng)D正確8將一只皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比下列描繪皮球在上升過程中加速度大小a與時(shí)間t的關(guān)系圖象，可能正確的是()解析：C皮球在上升過程中速度越來越小，所以空氣阻力越來越小，重力與空氣阻力的合力越來越小，所以加速度越來越小，一開始加速度最大，后來減小得越來越慢，最后速度為零時(shí)，加速度變?yōu)橹亓铀俣?，所以答案選C.9質(zhì)量為2 kg的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，最大靜摩擦力和滑

9、動(dòng)摩擦力大小視為相等從t0時(shí)刻開始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示重力加速度g取10 m/s2，則物體在t0到t10 s這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為()A6 m B18 mC30 m D24 m解析：C物體所受的最大靜摩擦力fmg6 N在02 s內(nèi)，拉力小于摩擦力，物體不動(dòng)；在24 s內(nèi)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a1m/s23 m/s2，則位移x1a1t34 m6 m；在 46 s內(nèi)，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2g3 m/s2，初速度v0a1t16 m/s，則位移x2v0t2a2t12 m34 m6 m；物體的末速度v1v0a2t26 m/s

10、32 m/s0在68 s內(nèi)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移x36 m，末速度v26 m/s.在810 s內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移x4v2t412 m.則010 s內(nèi)的位移x6 m6 m6 m12 m30 m，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤B級(jí)能力練10(多選)已知雨滴在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力fkr2v2，其中k為比例系數(shù)，r為雨滴半徑，v為其運(yùn)動(dòng)速率t0時(shí)，雨滴由靜止開始下落，加速度用a表示落地前雨滴已做勻速運(yùn)動(dòng)，速率為v.下列對(duì)雨滴運(yùn)動(dòng)描述的圖象中一定正確的是()解析：ABCt0時(shí)，雨滴由靜止開始下落，v0，所受空氣阻力fkr2v20，則此時(shí)雨滴只受重力，加速度為g，隨著雨滴速度增大

11、，所受空氣阻力增大，根據(jù)牛頓第二定律mgfma，則加速度減小，即雨滴做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)最后fkr2v2mg時(shí)，加速度減小到零，速度不變，雨滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B正確；當(dāng)最后勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有kr2vmggr3，可得最大速率與成正比，vr，故C正確，D錯(cuò)誤11(多選)如圖甲所示，在水平地面上有一長木板B，其上疊放木塊A，假定木板與地面之間、木塊和木板之間的最大靜摩擦力都和滑動(dòng)摩擦力相等，用一水平力F作用于B，A、B的加速度與F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2，則下列說法中正確的是()AA的質(zhì)量為0.5 kgBB的質(zhì)量為1.5 kgCB與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2DA、B間

12、的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4解析：ACD由圖可知，二者開始時(shí)相對(duì)地面靜止，當(dāng)拉力為3 N時(shí)開始相對(duì)地面滑動(dòng)；故B與地面間的最大靜摩擦力為3 N；當(dāng)拉力為9 N時(shí)，A、B相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)A的加速度為4 m/s2；當(dāng)拉力為13 N時(shí)，B的加速度為8 m/s2；對(duì)A分析可知，1g4 m/s2；解得A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.4；對(duì)B分析可知，13 N3 N1mAgmB8 m/s2對(duì)整體有：9 N3 N(mAmB)4 m/s2聯(lián)立解得：mA0.5 kg；mB1 kg；則由2(mAmB)g3 N解得，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.2；故A、C、D正確，B錯(cuò)誤12.(2019煙臺(tái)模擬)如圖所示，橫截面為直角三角形的三棱

13、柱質(zhì)量為M，放在粗糙的水平地面上，兩底角中其中一個(gè)角的角度為(45)三棱柱的兩傾斜面光滑，上面分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩物體，兩物體間通過一根跨過定滑輪的細(xì)繩相連接，定滑輪固定在三棱柱的頂端，若三棱柱始終處于靜止?fàn)顟B(tài)不計(jì)滑輪與繩以及滑輪與輪軸之間的摩擦，重力加速度大小為g，則將m1和m2同時(shí)由靜止釋放后，下列說法正確的是()A若m1m2，則兩物體可靜止在斜面上B若m1m2tan ，則兩物體可靜止在斜面上C若m1m2，則三棱柱對(duì)地面的壓力小于(Mm1m2)gD若m1m2，則三棱柱所受地面的摩擦力大小為零解析：C若m1m2，m2的重力沿斜面向下的分力大小為m2gsin(90)，m1的重力沿斜面向

14、下的分力大小為m1gsin ，由于45，則m2gsin(90)m1gsin ，則m1將沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，m2將沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤要使兩物體都靜止在斜面上，應(yīng)滿足：m2gsin(90)m1gsin ，即有m1m2cot ，B錯(cuò)誤若m1m2，設(shè)加速度大小為a，對(duì)兩個(gè)物體及斜面整體，由牛頓第二定律得，豎直方向有FN(Mm1m2)gm2asin(90)m1asin 0，即地面對(duì)三棱柱的支持力FN(Mm1m2)g，則三棱柱對(duì)地面的壓力小于(Mm1m2)g；水平方向有Ffm1acos m2acos(90)0，C正確，D錯(cuò)誤13.如圖所示，水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在與水平方向成角、斜向右

15、上方的拉力F的作用下沿水平地面運(yùn)動(dòng)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g.求：(1)若物體在拉力F的作用下能始終沿水平面向右運(yùn)動(dòng)且不脫離地面，拉力F的大小范圍(2)已知m10 kg，0.5，g10 m/s2，若F的方向可以改變，求使物體以恒定加速度a5 m/s2向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F的最小值解析：(1)要使物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不離開地面，應(yīng)有：Fsin mg要使物體能一直向右運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有：Fcos (mgFsin )聯(lián)立解得：F(2)根據(jù)牛頓第二定律得Fcos (mgFsin )ma解得：F上式變形得F其中arcsin當(dāng)sin()1時(shí)，F(xiàn)有最小值解得：Fmin代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得：Fmin40 N答案：(1)F(2)40 N8