2019版高考物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 課后分級演練9 牛頓運動定律的綜合應用.doc
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課后分級演練(九) 牛頓運動定律的綜合應用 【A級——基礎練】 1.如圖所示,一物體以速度v0沖上粗糙的固定斜面,經過2t0時間返回斜面底端,則物體運動的速度v(以初速度方向為正)隨時間t的變化關系可能正確的是( ) 解析:C 由于斜面粗糙,上滑時,根據牛頓第二定律,有mgsin θ+μmgcos θ=ma1,而下滑時,根據牛頓第二定律,有mgsin θ-μmgcos θ=ma2,上滑時加速度比下滑時大,即上滑時圖象的斜率大于下滑時圖象的斜率,A、B錯誤;上滑與下滑的位移大小相同,即上滑與下滑圖象與時間軸圍成的面積大小相等,C正確,D錯誤. 2.(多選)某馬戲團演員做滑桿表演.已知豎直滑桿上端固定,下端懸空,滑桿的重力為200 N.在桿的頂部裝有一拉力傳感器,可以顯示桿頂端所受拉力的大?。阎輪T在滑桿上做完動作之后,先在桿上靜止了0.5 s,然后沿桿下滑,3.5 s末剛好滑到桿底端,并且速度恰好為零,整個過程中演員的v-t圖象和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如圖所示,g取10 m/s2.則下述說法正確的是( ) A.演員的體重為600 N B.演員在第1 s內一直處于超重狀態(tài) C.滑桿所受的最小拉力為620 N D.滑桿所受的最大拉力為900 N 解析:AC 演員在滑桿上靜止時,傳感器顯示的拉力800 N等于演員重力和滑桿的重力之和,所以演員的體重為600 N,選項A正確,演員在第1 s內先靜止后加速下滑,加速下滑處于失重狀態(tài),選項B錯誤.演員加速下滑時滑桿所受的拉力最小,加速下滑的加速度a1=3 m/s2,對演員,設受桿對其向上的摩擦力為Ff1,由牛頓第二定律,mg-Ff1=ma1,解得Ff1=420 N.對滑桿,由平衡條件,最小拉力F1=420 N+200 N=620 N,選項C正確.減速下滑時滑桿所受的拉力最大,減速下滑的加速度a2=1.5 m/s2,對演員,設摩擦力為Ff2,由牛頓第二定律,Ff2-mg=ma2,解得Ff2=690 N.對滑桿,由平衡條件,最大拉力F2=690 N+200 N=890 N,選項D錯誤. 3.放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用,F的大小與時間t的關系及物塊速度v與時間t的關系如圖所示,取重力加速度g=10 m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數μ分別為( ) A.m=0.5 kg,μ=0.2 B.m=1.5 kg,μ=0.2 C.m=0.5 kg,μ=0.4 D.m=1.0 kg,μ=0.4 解析:C 由F-t,v-t圖象可知當F=2 N時,物塊做勻速運動,則Ff=F2=2 N,物塊做勻加速直線運動的加速度a1= m/s2=2 m/s2,勻減速直線運動的加速度a2=- m/s2=-2 m/s2,根據牛頓第二定律得,F-Ff=ma1,F3-Ff=ma2,解得m=0.5 kg,則動摩擦因數μ===0.4. 4.(2017濟寧聯考)如圖所示,兩小球a、b質量之比為1∶2,用輕彈簧A、B連接并懸掛在天花板上保持靜止,水平力F作用在a上并緩慢拉a,當B與豎直方向夾角為60時,A、B伸長量剛好相同.若A、B的勁度系數分別為k1、k2,則以下判斷正確的是( ) A.= B.= C.撤去F的瞬間,a球的加速度為零 D.撤去F的瞬間,b球處于失重狀態(tài) 解析:A 分別對小球a、b受力分析如圖所示.由平衡條件得: F1=2mg=k1x① F=3mgtan 60=3mg② F2=3mg/cos 60=k2x③ 解①③得 k1∶k2=1∶3,A正確,B錯誤; 撤去F的瞬間b球仍處于平衡狀態(tài)ab=0,D錯;對a球由牛頓第二定律得F=3mg=maa,aa=3g方向水平向右,C錯. 5.如圖所示,在光滑的水平面上有一段長為L、質量分布均勻的繩子,繩子在水平向左的恒力F作用下做勻加速直線運動.繩子上某一點到繩子右端的距離為x,設該處的張力大小為T,則能正確描述T與x之間的關系的圖象是( ) 解析:A 根據牛頓第二定律,對繩子的整體進行受力分析可知F=Ma;對x段繩子可知T=Ma=x,故T-x圖線是經過原點的直線,故選A. 6.如圖所示,質量為m的小球用水平輕彈簧系住,并用傾角為30的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止狀態(tài).當木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度大小為( ) A.0 B.g C.g D.g 解析:B 平衡時,小球受到三個力:重力mg、斜面支持力F1和彈簧拉力F2,如圖所示.突然撤離木板時,F1突然消失而其他力不變,因此F2與重力mg的合力F′==mg,產生的加速度a==g,選項B正確. 7.(多選)利用傳感囂和計算機可以研究力的大小變化情況,實驗時讓質量為m的某同學從桌子上跳下,自由下落H后雙腳觸地,他順勢彎曲雙腿,其重心又下降了h,計算機顯示該同學受到地面支持力F隨時間變化的圖象如圖所示,根據圖象提供的信息,以下判斷正確的是( ) A.從0至t1時間內該同學處于失重狀態(tài) B.在t1至t2時間內該同學處于超重狀態(tài) C.t2時刻該同學加速度為零 D.在t2到t3時間內該同學的加速度在逐漸減小 解析:ABD 0~t1時間內該同學加速度方向向下,處于失重狀態(tài),t1~t2時間內,該同學的加速度方向向上處于超重狀態(tài),選項A、B正確;t2時刻受地面支持力最大,加速度最大,選項C錯誤;t2~t3時間內支持力逐漸減小,合力逐漸減小加速度也逐漸減小,選項D正確. 8.(多選)建設房屋時,保持底邊L不變,要設計好屋頂的傾角θ,以便下雨時落在房頂的雨滴能盡快地滑離屋頂,雨滴下滑時可視為小球做無初速無摩擦的運動.下列說法正確的是( ) A.傾角θ越大,雨滴下滑時的加速度越大 B.傾角θ越大,雨滴對屋頂壓力越大 C.傾角θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時的速度越大 D.傾角θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時的時間越短 解析:AC 設屋檐的底角為θ,底邊為L,注意底邊長度是不變的,屋頂的坡面長度為x,雨滴下滑時加速度為a,對雨滴做受力分析,只受重力mg和屋頂對雨滴的支持力FN,垂直于屋頂方向: mgcos θ=FN 平行于屋頂方向:ma=mgsin θ 雨滴的加速度為:a=gsin θ,則傾角θ越大,雨滴下滑時的加速度越大,故A正確; 雨滴對屋頂的壓力:FN′=FN=mgcos θ,則傾角θ越大,雨滴對屋頂壓力越小,故B錯誤; 根據三角關系判斷,屋頂坡面的長度x=,由x=gsin θt2可得:t=,可見當θ=45時,用時最短,D錯誤;由v=gsin θt可得:v=,可見θ越大,雨滴從頂端O下滑至M時的速度越大,C正確. 9.為了讓乘客乘車更為舒適,某探究小組設計了一種新的交通工具,乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調整,使座椅始終保持水平,如圖所示,當此車減速上坡時,則乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)( ) A.處于超重狀態(tài) B.不受摩擦力的作用 C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D.所受合力豎直向上 解析:C 當車減速上坡時,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度與車的加速度相同,根據牛頓第二定律知人的合力方向沿斜面向下,合力的大小不變. 人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力,如圖. 將加速度沿豎直方向和水平方向分解,則有豎直向下的加速度,則:mg-FN=may. FN- 配套講稿:
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