高考物理一轮总复习第3章牛顿运动定律课时规范练9牛顿运动定律的综合应用.docx

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1、课时规范练9牛顿运动定律的综合应用基础对点练1.(整体法与隔离法)如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起,但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10 m/s2)()A.0B.50 NC.10 ND.8 N2.(多选)(传送带问题)(2023广东中山模拟)如图甲所示的水平传送带沿逆时针匀速转动,一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑,以某一初速度从左端滑上传送带,在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(取向左为正方向,以物块刚滑上传送带时为计时起点)。已知传送带

2、的速度保持不变,重力加速度g取10 m/s2。关于物块与传送带间的动摩擦因数及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端的时间t,下列计算结果正确的是()A.=0.4B.=0.2C.t=4.5 sD.t=3 s3.(整体法与隔离法)如图所示,在光滑水平面上放有一质量m0=30 kg的斜劈,在其斜面上放一质量m=2 kg的物块,现用一水平向右的力F拉斜劈,使其由静止开始运动,物块恰好能与斜劈保持相对静止。已知斜劈倾角=37,物块与斜面间的动摩擦因数=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g取10 m/s2。则拉力F大小为()A.1 NB.10 NC

3、.31 ND.310 N4.(连接体问题)(2022河北衡水深圳中学月考)如图所示,五块完全相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的摩擦不计。当用力F推1使它们共同加速运动时,第2块木块对第3块木块的推力为()A.15FB.25FC.35FD.F5.(临界问题)(2022河北石家庄期末)如图所示,A、B两个物体相互接触但并不黏合,放置在水平面上,水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量mA为4 kg,mB为6 kg。从t=0开始,推力FA和拉力FB分别作用于A、B上,FA、FB随时间的变化规律为FA=(8-2t)(N),FB=(2+2t)(N),则下列说法正确的是()A.t=1 s时,A

4、、B间的相互作用力为6 NB.t=1 s时,A的加速度为1 m/s2C.t=3 s时,A、B间的相互作用力为6 ND.t=3 s时,B的加速度为1 m/s26.(多选)(传送带问题)质量均为m的两物块1和2之间用一根不可伸长的细线相连,两物块一起在光滑水平桌面上以速度v0匀速运动,某时刻物块1到达桌面的右边缘,如图所示。当物块1滑上与桌面等高的水平传送带后,经过一段时间到达传送带的最右端,若传送带的速度大于v0且保持不变,物块1和物块2与传送带间的动摩擦因数分别为1、2(12),不考虑桌子边缘与传送带间的缝隙,细线的长度小于传送带的长度,则在此过程中()A.物块2在桌面上可能先做匀加速运动后做

5、匀速运动B.两物块都在传送带上时,它们所受的摩擦力一定不相等C.两物块在任何时刻的速度和加速度都相等D.可能存在物块1与物块2加速度不相等的阶段素养综合练7.如图所示,质量m0=1 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1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数2=0.4,设木板足够长,若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10 m/s2。下面四个图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小Ff随力F大小变化的是()8.如图所示,固定斜面的倾角=37,斜面长为L,一长木板放

6、在斜面上,长木板的上端与斜面顶端重合,长木板的质量为m、长为L2,一小物块放在长木板的上端,质量也为m。现同时释放小物块和长木板,当长木板的下端到达斜面的底端时,小物块也恰好滑到斜面底端,不计小物块的大小,已知sin 37=0.6,g取10 m/s2。(1)若小物块与长木板间光滑,则长木板与斜面间的动摩擦因数0为多少?(2)若小物块与长木板间的动摩擦因数是长木板与斜面间动摩擦因数的一半,斜面的长L=2.4 m,则小物块运动到斜面底端所用的时间为多少?9.(2022云南玉溪期末)随着电子商务的迅速发展,对物流的需求急剧增加。右图是物流运输过程中卸货的传送装置示意图,倾斜部分AB的长度为4 m,水

7、平传送带BC的长度为5 m,AB部分与水平面之间的夹角=37。传送带以v=2 m/s的速度沿顺时针方向匀速运转,把包裹轻放到A端开始运动,包裹经过B点前后速度大小不变且不脱离传送带。已知包裹与斜面AB、传送带间的动摩擦因数均为0.5,包裹运动到传送带上后传送带速度不变。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)包裹到达B点时的速度大小;(2)包裹从A点传送到C点所需的时间。答案：课时规范练9牛顿运动定律的综合应用1.D解析:剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力F=mAg=40N,剪断细线的瞬间,对整体分析,整体加速度a=(mA+mB)

8、g-FmA+mB=(4+1)10-404+1m/s2=2m/s2,隔离B进行分析,mBg-FN=mBa,解得FN=mBg-mBa=8N,故D正确,A、B、C错误。2.BC解析:由题图乙可得,物块做匀减速运动的加速度大小a=vt=2.0m/s2,由牛顿第二定律得Ff=ma=mg,则可得物块与传送带间的动摩擦因数=0.2,A项错误,B项正确;在v-t图像中,图线与t轴所围面积表示物块的位移,则物块经减速、反向加速到与传送带相对静止,最后匀速运动回到传送带左端时,物块的位移为0,由题图乙可得物块在传送带上运动的总时间为4.5s,C项正确,D项错误。3.B解析:对物块受力分析如图所示,根据牛顿第二定律

9、可得Ffcos37-FNsin37=ma,竖直方向,根据平衡条件可得Ffsin37+FNcos37=mg,根据摩擦力的计算公式可得Ff=FN,联立解得a=516m/s2;以整体为研究对象,水平方向根据牛顿第二定律可得F=(m0+m)a=10N,故B正确,A、C、D错误。4.C解析:设木块的质量为m,5块木块为一个整体,由牛顿第二定律得F=5ma,解得a=F5m。以3、4、5木块为整体,第2块木块对第3块木块的推力由牛顿第二定律得F23=3ma=3mF5m=35F,故A、B、D错误,C正确。5.B解析:当t=1s时,假设A、B并未分离而相互挤压着,此时FA=6N,FB=4N,A与B所受到的合力为

10、10N,且A与B的质量和为10kg,根据牛顿第二定律F=ma,得整体的加速度为1m/s2。对A受力分析,A受到B对A的作用力与FA的合力为A的质量与加速度的乘积,即FB对A=FA-mAa=6N-41N=2N,可见假设成立。则t=1s时,A、B间的相互作用力为2N,A的加速度为1m/s2,故A错误,B正确。物体A、B刚要分离时,两者之间的作用力为0,两者的加速度仍为1m/s2。对B有FB=mBa,代入数据得t=2s,即2s以后A、B分离,t=3s时,FB=8N,B的加速度等于FB除以B的质量,计算结果为43m/s2,故C、D均错误。6.AD解析:物块1滑上传送带后,在滑动摩擦力的作用下做匀加速运

11、动,由于物块1和物块2通过不可伸长的细线连接,故物块2也做匀加速运动;如果在物块2滑上传送带之前,物块1的速度已经等于传送带的速度,则此后物块1、2均做匀速直线运动,故A正确。两物块都在传送带上时,如果两物块速度与传送带相同,则两物块所受静摩擦力相等,均为零,故B错误。如果物块2滑上传送带时,物块2的速度小于传送带的速度,由于两个物块与传送带间的动摩擦因数12,则加速度a1a2,两个物块间的距离会缩小,故C错误,D正确。7.C解析:铁块与木板之间摩擦力的最大值为Ff2max=2mg=4N,木板与地面间的摩擦力的最大值为Ff1max=1(m0+m)g=2N。当F2N时,木板和铁块相对地面静止,F

12、f=F。当木板和铁块恰好一起相对地面加速运动时,设此时系统的加速度为a,根据牛顿第二定律,对整体有F-1(m0+m)g=(m0+m)a,对铁块有F-Ff2max=ma,可得F=6N,所以当2NF6N时,木板和铁块相对静止,则对整体有F-1(mg+m0g)=(m+m0)a,对铁块有F-Ff=ma,得Ff=F2+1N。当拉力大于6N时,滑块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小即4N,故得出的图像应为C。8.答案:(1)316(2)1 s解析:(1)若小物块与长木板间光滑,则小物块沿长木板下滑的加速度大小a1=gsin小物块从斜面顶端滑到底端所用时间t1满足L=12a1t12长木板下滑时,有mgsin-0

13、2mgcos=ma212L=12a2t12解得0=14tan=316。(2)若小物块与长木板间的动摩擦因数是长木板与斜面间动摩擦因数的一半,则对小物块,有a1=gsin-gcos,L=12a1t22对长木板,有mgsin+mgcos-2mgcos=ma212L=12a2t22=12解得=320则a1=4.8m/s2小物块运动到斜面底端所用的时间t2=2La1=1s。9.答案:(1)4 m/s(2)4.3 s解析:(1)包裹从A运动到B的过程中,由牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma1vB2=2a1lAB联立以上两式解得a1=2m/s2,vB=4m/s。(2)包裹从A运动到B的过程中由速度时间关系有vB=a1t1包裹刚滑上传送带减速到与传送带共速的过程中,mg=ma2v=vB-a2t2由位移与时间关系有x=vB+v2t2解得t2=0.4s,x=1.2m因为x=1.2m5m,因此包裹和传送带共速后匀速向右运动,t3=lBC-xv所以包裹从A点传送到C点所需的时间为t=t1+t2+t3联立代入数据得t=4.3s。