高考物理二轮复习专题复习练习专题一力与直线运动中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 训练 3 牛顿运动定律及其应用一、选择题(本大题共 8 小题，每小题 8 分，共 64分第 15 题只有一项符合题目要求，第68 题有多项符合题目要求)1如图所示，两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处，小球 A的质量为 2m，小球 B 和 C 的质量均为 m，B、C 两球到结点 P 的轻绳长度相等，滑轮摩擦不计当 B、C 两球以某角速度 在水平面内做圆锥摆运动时，A球将()A向上加速运动 B向下加速运动 C保持静止 D上下振动 解析：B 球、C 球和两根轻绳整体受重力和竖直轻绳向上的拉力，设整体下降的加速度为 a，根据牛顿第二定律，有 2mgT2ma，对 A球受力分析，受重力和拉力，根据牛顿第二定律，有 T2mg2ma，联学习好资料 欢迎下载 立两式解得 a0，即 A球将保持静止，处于平衡状态故选 C.答案：C 2.如图所示，带支架的平板小车水平向左做直线运动，小球 A用细线悬挂于支架前端，质量为 m 的物块 B 始终静止在小车上，B与小车平板间的动摩擦因数为.若某过程中观察到细线偏离竖直方向 角，则此刻小车对B产生的作用力的大小和方向为()Amg，竖直向上 Bmg12，斜向左上方 Cmgtan，水平向右 D.mgcos，斜向右上方 解析：以 A 为研究对象，受力分析如图，根据牛顿第二定律得 mAgtan mAa，解得 a第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 gtan，方向水平向右再对 B 研究得：小车对 B 的摩擦力 fmamgtan，方向水平向右，小车对 B 的支持力大小为 Nmg，方向竖直向上，小车对 B 的作用力的大小为FN2f2mg1tan2 mgcos，方向斜向右上方，故选 D.答案：D 3在地面上以初速度 v0竖直向上抛出一小球，经过 2t0时间小球落回抛出点，其速率为 v1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速度成正比，则小球在空中运动时速率 v 随时间 t 的变化规律可能是()解析：小球上升过程中，由牛顿第二定律有 mgkvma，故随速度的减小，加速度逐渐减小，vt 图象的切线斜率逐渐减小；小球下降过程中，由牛顿第二定律有第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 mgkvma，则随速度逐渐增大，加速度逐渐减小，vt 图象的切线斜率逐渐减小；由于有阻力作用，故回到地面的速度将小于初速度 v0，选项 A 正确 答案：A 4如图所示，A、B 两球质量相等，光滑斜面的倾角为 ，图甲中，A、B 两球用轻弹簧相连，图乙中 A、B 两球用轻杆相连，系统静止时，挡板 C 与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有()A两图中两球加速度均为 gsin B两图中 A球的加速度均为零 C图乙中轻杆的作用力一定不为零 D 图甲中 B 球的加速度是图乙中 B 球加速度的 2 倍 解析：撤去挡板前，挡板对 B 球的弹力大小为 2mgsin，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 中 A球所受合力为零，加速度为零，B 球所受合力为 2mgsin，加速度为 2gsin；图乙中杆的弹力突变为零，A、B 球所受合力均为 mgsin，加速度均为 gsin，故图甲中 B球的加速度是图乙中 B 球加速度的 2 倍，故A、B、C 错误，D 正确 答案：D 5如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为 37，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3.当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的 1.15 倍sin37 0.6，cos37 0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为()A0.35mg B0.3mg C0.23mg D0.2mg 第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 解析：将 a 沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图，水平方向：Ffmax 竖直方向：FNmgmay由ayax34三式联立解得 Ff0.2mg，D 正确 答案：D 6如图甲所示，用一水平外力 F 拉着一个静止在倾角为 的光滑斜面上的物体，逐渐增大 F，物体做变加速运动，其加速度a 随外力 F 变化的图象如图乙所示，若重力加速度 g 取 10 m/s2，则根据图乙所提供的信息可以计算出()A加速度从 2 m/s2增加到 6 m/s2的过程中物体的速度变化量 B斜面的倾角 C物体的质量 第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 D加速度为 6 m/s2时物体的速度 解析：因为物体做变加速运动，所以无法根据公式求得某时刻的速度及速度变化量，选项 A、D 错误；由题图乙可知，当 F0 时，有 mgsin ma，解得斜面的倾角 37，当 F15 N 时，a0，则 Fcos mgsin，可得 m2 kg，选项 B、C 正确 答案：BC 7.如图所示，A、B 两物块的质量分别为2m 和 m，静止叠放在水平地面上A、B 间的动摩擦因数为 ，B 与地面间的动摩擦因数为12.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g.现对 A施加一水平拉力 F，则()A当 F3mg时，A 相对 B 滑动 D无论 F 为何值，B 的加速度不会超过12g 解析：A、B 间的最大静摩擦力为 2mg，B 和地面之间的最大静摩擦力为32mg，对A、B 整体，只要 F32mg，整体就会运动，选项 A 错误；当 A对 B 的摩擦力为最大静摩擦力时，A、B 恰好未发生相对滑动，故A、B 一起运动的加速度的最大值满足 2mg 32mg mamax，B 运动的最大加速度 amax12g，选项 D 正确；若 A、B 整体恰好未发生相对滑动，有 F32mg 3mamax，则F3mg时两者会发生相对运动，选项 C 正确；当 F52mg时，两者相对静止，一起第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 滑动，加速度满足 F32mg 3ma，解得 a13g，选项 B 正确 答案：BCD 8如图甲所示，传送带以速度 v1匀速转动，一滑块以初速度 v0自右向左滑上传送带，从此时刻开始计时，滑块离开传送带前的速度时间图象如图乙所示已知v0v1，则下列判断正确的是()A传送带顺时针转动 Bt1时刻，滑块相对传送带滑动的距离达到最大 C0t2时间内，滑块受到的摩擦力方向先向右后向左 D0t2时间内，滑块受到恒定的摩擦力作用 解析：从题图乙可以判断，滑块先向左做减速运动，再向右做加速运动，之后向右匀速运动，所以传送带顺时针转动，A 正确；第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 滑块向左减速过程，所受摩擦力向右，向右加速过程，滑块相对传送带向左运动，所受摩擦力向右，所以 t2时刻滑块相对传送带滑动的距离达到最大，B、C 错误，D 正确 答案：AD 二、计算题(本大题共 2 小题，共 36分需写出规范的解题步骤)9如图所示，质量 M1 kg 的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数 10.1，在木板的左端放置一个质量 m1 kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数 20.4，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，取重力加速度 g10 m/s2.(1)若木板长 L1 m，在铁块上加一个水平向右的恒力 F8 N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？(2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增大的水平向右的力 F，分析并计算铁块受到木板的摩擦力f的大小随拉力F 变化的情况(设木板足够长)第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 解析：(1)根据牛顿第二定律 对铁块：F2mgma1 对木板：2mg1(mgMg)Ma2 又 s铁12a1t2，s木12a2t2，Ls铁s木，联立解得：t1 s(2)铁块与木板之间的最大静摩擦力 fm22mg4 N 木板与地面之间的最大静摩擦力 fm11(mgMg)2 N 当 Ffm12 N 时，木板与铁块都静止，fF 当铁块与木板恰好未发生相对滑动时，设此时的拉力大小为 F1，根据牛顿第二定律，对铁块：F12mgma1 对整体：F11(mgMg)(mM)a1 联立解得：F16 N，所以当 2 N6 N 时，铁块相对木板滑动，此时摩擦力 f2mg4 N 答案：(1)1 s(2)见解析 10.如图，质量 m5 kg 的物块(看做质点)在外力 F1和 F2的作用下正沿某一水平面向右做匀速直线运动，已知 F1大小为 50 N，方向斜向右上方，与水平面夹角 37，F2大小为 30 N，方向水平向左，物体的速度 v0大小为 11 m/s.当物块运动到距初始位置距离 x05 m 时撤掉 F1，g10 m/s2.求：(1)物块与水平地面之间的动摩擦因数；(2)撤掉 F1以后，物块在 6 s 末距初始位置的距离 解析：(1)物块向右做匀速运动：FfF2F1cos 第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的学习好资料 欢迎下载 Ff(mgF1sin)联立解得：0.5.(2)撤掉 F1后：a1F2mgm30255m/s211 m/s2 设经过时间 t1向右运动速度变为 0，则：t1v0a11 s 此时向右运动的位移：x1v02t15.5 m，后 5 s 物块向左运动：a2F2mgm1 m/s2，后 5 s 向左运动的位移：x212a2t2212.5 m 物块在 6 s 末距初始位置的距离：x x2(x0 x1)12.5 m(5 m5.5 m)2 m.答案：(1)0.5(2)2 m 第题有多项符合题目要求如图所示两定滑轮通过天花板固定在同一竖直平面的同一高度处小球的质量为小球和的质量均为两球到结点的轻绳长度相等滑轮摩擦不计当两球以某角速度在水平面内做圆锥摆运动时球将向上加速运动加速顿第二定律有对球受力分析受重力和拉力根据牛顿第二定律有联学习好资料欢迎下载立两式解得即球将保持静止处于平衡状态故选答案如图所示带支架的平板小车水平向左做直线运动小球用细线悬挂于支架前端质量为的物块始终静小和方向为竖直向上斜向左上方水平向右斜向右上方解析以为研究对象受力分析如图根据牛顿第二定律得解得学习好资料欢迎下载方向水平向右再对研究得小车对的摩擦力方向水平向右小车对的支持力大小为方向竖直向上小车对的