届高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第讲牛顿运动定律的综合应用作业新人教版.doc

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1、第3讲 牛顿运动定律的综合应用课时作业单独成册方便使用 根底题组一、单项选择题1(2022四川乐山高三一诊)某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数(表内时刻不存在先后顺序)，假设t0时刻电梯处于静止状态，那么时间t0t1t2t3体重秤示数(kg)45.050.040.045.0A.t1时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化Bt2时刻电梯可能向上做减速运动Ct1和t2时刻电梯运动的方向相反Dt3时刻电梯处于静止状态解析：超重和失重时物体的重力和质量是不变的，只是对悬挂物的压力或者支持力变化了，故A错误；t2时刻物体处于失重状态

2、，电梯的加速度方向向下，可能向上做减速运动，选项B正确；t1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上，所以t1和t2时刻电梯的加速度方向相反，但是速度不一定相反，选项C错误；t3时刻电梯受力平衡，可能保持静止，也可能做匀速直线运动，故D错误答案：B2(2022湖南长沙模拟)“蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如下图将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()AgB2gC3g D4g解析：“蹦极运动的最终结果是人悬在空中

3、处于静止状态，此时绳的拉力等于人的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时等于重力，即F0mg，那么F0mg.当绳子拉力最大时，人处于最低点且所受合力最大，故加速度也最大，此时F最大F03mg，方向竖直向上，由牛顿第二定律有maF最大mg3mgmg2mg，得最大加速度a2g，故B正确答案：B3.(2022宁夏银川二中月考)电梯在t0时由静止开始上升，运动的at图像如下图(选取竖直向上为正方向)，电梯内乘客的质量为m50 kg，重力加速度g取10 m/s2.以下说法正确的选项是()A第9 s内乘客处于失重状态B18 s内乘客处于平衡状态C第2 s内乘客对电梯的压力大小为550 ND第9 s内电梯速

4、度的增加量为1 m/s解析：第9 s内加速度为正，方向向上，乘客处于超重状态，只不过加速度在减小，A错误；18 s内加速度大小恒定，方向向上，乘客处于超重状态，B错误；第2 s内乘客受电梯的支持力和重力，根据牛顿第二定律有Nmgma，解得N550 N，根据牛顿第三定律可得乘客对电梯的压力大小为550 N，C正确；第9 s内电梯速度的增加量等于该时间内at图像与时间轴所围图形的面积，即v11.0 m/s0.5 m/s，D错误. 答案：C4.(2022河南郑州质检)甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点(足够高)同时由静止释放两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，

5、即fkv(k为正的常量)两球的vt图像如下图落地前，经时间t0两球的速度都已到达各自的稳定值v1、v2，那么以下判断正确的选项是()A释放瞬间甲球加速度较大B.C甲球质量大于乙球质量Dt0时间内两球下落的高度相等解析：释放瞬间v0，因此空气阻力f0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g，故A错误；两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kvmg，因此最大速度与其质量成正比，即vmm，故，故B错误；由于，而v1v2，故甲球质量大于乙球质量，故C正确；图像与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等，故D错误答案：C5如图甲所示，一轻质弹簧的下端固

6、定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的vt图像如图乙所示(重力加速度为g)，那么()A施加外力前，弹簧的形变量为B施加外力的瞬间，A、B间的弹力大小为M(ga)CA、B在t1时刻别离，此时弹簧弹力恰好为零D弹簧恢复到原长时，物体B的速度到达最大值解析：施加拉力F前，物体A、B整体平衡，根据平衡条件有2Mgkx，解得x，应选项A错误；施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律，有F弹MgFABMa，其中F弹2Mg，解得FABM(

7、ga)，应选项B正确；物体A、B在t1时刻别离，此时A、B具有共同的速度v与加速度a，且FAB0，对B物体，有F弹MgMa，解得F弹M(ga)，应选项C错误；当F弹Mg时，B到达最大速度，应选项D错误答案：B二、多项选择题6.如下图，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆间的动摩擦因数为，现给环一个水平向右的恒力F，使圆环由静止开始运动，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F1，F1kv(k为常数，v为环的速率)，那么环在整个运动过程中，以下说法正确的选项是()A最大加速度为B最大加速度为C最大速度为D最大速度为解析：当F1mg，即kvmg，v时，圆环水平方向不

8、受摩擦力，那么圆环的加速度最大为a，A正确，B错误；当滑动摩擦力f(kvmg)F时，对应的速度最大，v，C正确，D错误答案：AC7(2022河南开封四校联考)如图甲所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到水平向右的恒力FB2 N，A受到的水平方向的力FA(向右为正方向)按如图乙所示的规律变化，从t0开始计时，那么()AA物体在3 s末的加速度是初始时刻的Bt4 s后，B物体做匀加速直线运动Ct4.5 s时，A物体的速度为零Dt4.5 s后，A、B的加速度方向相反解析：根据题图乙可得出FA的变化规律为FA92t(N)，对于A、B整体，根据牛顿第二定律有FAFB

9、(mAmB)a，设A、B间的作用力为N，那么对B，根据牛顿第二定律可得NFBmBa，解得NmBFB(N)；当t4 s时N0，A、B两物体开始别离，此后B做匀加速直线运动，当t4.5 s时，A物体的加速度为零而速度不为零，t4.5 s后，A所受合外力反向，即A、B的加速度方向相反，当t4 s时，A、B的加速度均为a，综上所述，选项B、D正确，C错误；t0时，A物体的加速度为a0，t3 s末，A物体的加速度为a，那么aa0，应选项A正确答案：ABD能力题组一、选择题8.如下图，光滑水平面上放置着质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为mg.现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速

10、度运动，那么拉力F的最大值为()AmgB2mgC3mg D4mg解析：当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合力为mg，由牛顿第二定律知aAg；对于A、B整体，加速度aaAg，由牛顿第二定律得F3ma3mg.答案：C9如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，t0时，车开始沿水平面做直线运动，其vt图像如图乙所示g取10 m/s2，平板车足够长，那么物块运动的vt图像为()解析：小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等，都为a4 m/s2，根据物块与车间的动摩擦因数可知

11、，物块与车间的滑动摩擦力产生的加速度为2 m/s2，因此当车的速度大于物块的速度时，物块受到的滑动摩擦力是动力，相反那么受到的滑动摩擦力是阻力设在t时刻滑块与车的速度相等，那么有244(t6)2t得t8 s，故在08 s内，车的速度大于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是动力，那么其加速度为2 m/s2，同理，可得在816 s内，车的速度小于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是阻力，那么其加速度为2 m/s2，故C正确答案：C10(多项选择)如图甲所示，水平面上有一倾角为的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对

12、小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和N.假设Ta图像如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g10 m/s2.那么()Aa m/s2时，N0B小球质量m0.1 kgC斜面倾角的正切值为D小球离开斜面之前，N0.80.06a(N)解析：小球离开斜面之前，以小球为研究对象，进行受力分析，可得Tcos Nsin ma，Tsin Ncos mg，联立解得Nmgcos masin ，Tmacos mgsin ，所以小球离开斜面之前，Ta图像呈线性关系，由题图乙可知a m/s2时，N0，选项A正确；当a0时，T0.6 N，此时小球静止在斜面上，其受力如图甲所示，所以mgsin T；当a m/s

13、2时，斜面对小球的支持力恰好为零，其受力如图乙所示，所以ma，联立可得tan ，m0.1 kg，选项B、C正确；将和m的值代入Nmgcos masin ，得FN0.80.06a(N)，选项D错误答案：ABC二、非选择题11.(2022江西赣中南五校联考)质量为2 kg的雪橇在倾角37的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知今测得雪橇运动的vt图像如下图，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为(4,9)，CD线是曲线的渐近线(sin 370.6，cos 370.8)试问：(1)雪橇开始时做什么运动？最后做什么运动？(2)当v03 m/s和v16 m/s时，雪橇的加速度大小

14、各是多少？(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？解析：(1)vt图像的斜率表示加速度的大小，由题图可知，雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动(2)当v03 m/s时，雪橇的加速度是a0 m/s21.5 m/s2，当v16 m/s时，雪橇的加速度是a10.(3)开始加速时：mgsin kv0mgcos ma0最后匀速时：mgsin kv1mgcos 联立得kv0ma0kv1，得k1 kg/s，由式，得0.375.答案：(1)雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动最后做匀速直线运动(2)1.5 m/s20(3)1 kg/s0.37512如下图，倾角为45的轨道A

15、B和水平轨道BC在B处用一小段光滑圆弧轨道平滑连接，水平轨道上D点的正上方有一探测器，探测器只能探测处于其正下方的物体一小物块自倾斜轨道AB上离水平轨道BC高h处由静止释放，以小物块运动到B处的时刻为计时零点，探测器只在t25 s内工作小物块与倾斜轨道AB和水平轨道BC间的动摩擦因数分别为10.5和20.1，BD段长为L8 m，重力加速度g取10 m/s2，为使探测器在工作时间内能探测到小物块，求h的取值范围解析：设物块沿倾斜轨道AB运动的加速度为a1，由牛顿第二定律有mgsin 451mgcos 45ma1设物块到达B处的速度为vB，由速度位移关系得v2a1物块在水平轨道BC上做减速运动的加速度大小为a22g设物块运动到D点时速度恰好为零，这种情况下vB最小，物块在水平轨道BC上运动的时间最长，那么vB14 m/s又t14 s当物块在t14 s到达D点时，联立解得h11.6 m当物块在t22 s到达D点时LvB2t2a2t联立解得h22.5 m为使探测器在工作时间内能探测到小物块，h的取值范围为1.6 mh2.5 m.答案：1.6 mh2.5 m