2022高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律素养提升课三牛顿运动定律的综合应用课后训练.docx

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1、素养提升课(三)牛顿运动定律的综合应用(建议用时：40分钟)1如图所示，一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上，质量分别为mA1 kg和mB2 kg的物块A、B放在长木板上，A、B与长木板间的动摩擦因数均为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉A，重力加速度g取10 m/s2。改变F的大小，B的加速度大小可能为()A1 m/s2B2.5 m/s2C3 m/s2D4 m/s2解析：选A。A、B放在轻质长木板上，长木板质量为0，所受合力始终为0，即A、B所受摩擦力大小相等。由于A、B受到长木板的最大静摩擦力的大小关系为fAmaxfBmax，所以B始终相对长木板静止，当拉力增加到一定

2、程度时，A相对长木板滑动，B受到的最大合力等于A的最大静摩擦力，即fBfAmaxmAg，由fBmBaBmax，可知B的加速度最大为2 m/s2，A正确。2(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块紧靠在一起放在倾角为的斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面向上的恒力F推A，使它们沿斜面匀加速上升，为了增大A、B间的压力，可行的办法是()A增大推力FB减小倾角C减小B的质量D减小A的质量解析：选AD。设物块与斜面间的动摩擦因数为，对AB整体受力分析有F(mAmB)gsin (mAmB)gcos (mAmB)a，对B受力分析有FABmBgsin mBgcos mBa，由

3、以上两式可得FABF，为了增大A、B间的压力，即要使FAB增大，应增大推力F或减小A的质量、增大B的质量。故A、D正确，B、C错误。3旅游景区中常见的滑索如图所示。研究游客某一小段时间沿钢索下滑这一过程，可将钢索简化为一直杆，滑轮简化为套在杆上的环，滑轮与滑索间的摩擦力及游客所受空气阻力不可忽略，滑轮和悬挂绳重力可忽略。游客在某一小段时间匀速下滑，其状态可能是图中的()解析：选B。设索道的倾角为，若不考虑任何阻力，对滑轮和游客组成的整体，由牛顿第二定律得(Mm)gsin (Mm)a，对游客由于满足Mgsin Ma，可知绳子与索道垂直。若索道与滑轮之间有摩擦，而游客不受空气阻力，则当匀速运动时，

4、绳子在竖直方向；若同时考虑滑轮与索道之间的摩擦以及人所受的空气阻力，则绳子应该在垂直于索道与竖直方向之间，则B正确，A、C、D错误。4(2020天津市六校联考期初检测)如图所示，光滑的水平面上静置质量为M8 kg的平板小车，在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力F，一个大小不计、质量为m2 kg 的小物块放在小车右端，小物块与小车间的动摩擦因数0.2，小车足够长。重力加速度g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A当F增加到4 N时，m相对M开始运动B当F10 N时，M对m有向右的2 N的摩擦力C当F15 N时，m对M有向左的4 N的摩擦力D当F30 N时，M对

5、m有向右的6 N的摩擦力解析：选B。假设小车和小物块刚好相对静止，对小物块m，其最大摩擦力f提供最大的加速度，故fmgma所以ag2 m/s2对整体：F(Mm)a(82)2 N20 N可知若要m相对于M开始运动，则推力满足F20 N，故A错误；当F10 N时，对整体：F(Mm)a，解得a1 m/s2，对m，受到的摩擦力提供加速度，有fma21 N2 N，方向向右，故B正确；同理，当F15 N时，a1.5 m/s2，m受到的摩擦力f3 N，方向向右，故C错误；当F30 N时，两者相对滑动，m受到滑动摩擦力作用，fmg4 N，方向向右，故D错误。5如图甲所示，倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行。现

6、将一质量m2 kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2 s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g10 m/s2，求：(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v；(2)物体与传送带间的动摩擦因数。解析：(1)由vt图象的面积规律可知传送带A、B间的距离L即为vt图线与t轴所围的面积，所以L110 m(1012)1 m16 m由平均速度的定义得v8 m/s；(2)由vt图象可知传送带运行速度为v110 m/s，01 s内物体的加速度a110 m/s212 s内的加速度a22 m/s2根据牛顿第二定律得mgsin mgcos ma1mgsin mg

7、cos ma2联立两式解得0.5。答案：(1)8 m/s(2)0.56如图所示，在水平地面上固定着一个倾角为30的光滑斜面，斜面顶端有一不计质量和摩擦的定滑轮，一细绳跨过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与物体B连接，物体A、B均处于静止状态，细绳与斜面平行。若将A、B两物体对调，将A置于距地面h高处由静止释放，设A与地面碰撞后立即停止运动，B在斜面运动过程中不与滑轮发生碰撞，重力加速度为g。试求：(1)A和B的质量之比；(2)物体B沿斜面上滑的总时间。解析：(1)对物体A、B受力分析，有mAgsin 30T1T1mBg解得；(2)A、B对调后，A物体接触地面前，根据牛顿第二定律有对A：mAgT

8、2mAa1对B：T2mBgsin 30mBa1B在斜面上运动：ha1tA落地后，B继续向上运动，根据牛顿第二定律有mBgsin 30mBa2a1t1a2t2解得t1t22所以B运动总时间tt1t24。答案：(1)21(2)47如图所示，长L2.0 m平板小车静止在水平地面上。A、B为小车的两端点，小车的上表面距离地面的高度h1.25 m。小车的质量M3.0 kg。质量m1.0 kg的小铁块P(可视为质点)静止在平板小车AB的正中央，现在对小车施加一个F14 N的水平向右的恒力。铁块与小车开始发生相对滑动，并在铁块P滑离小车的瞬时撤掉F。已如铁块与小车之间的动摩擦因数0.20，不计小车与地面间的

9、摩擦，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)力F作用在小车上时，小车加速度的大小以及铁块在小车上运动的时间；(2)铁块落地时与平板小车的A端的水平距离。解析：(1)根据题意可知，力F作用在小车上时，铁块与小车发生相对滑动，对小车进行受力分析，由牛顿第二定律，得FmgMa1代入数据得a14.0 m/s2对铁块，由牛顿第二定律得mgma2代入数据得a22.0 m/s2在铁块P滑离小车时撤掉F，设F作用过程小车和铁块的位移分别为x1和x2，对小车有x1a1t对铁块有x2a2t由位移关系x1x2联立方程，代入数据得t11 s。(2)在铁块P滑离小车时撤掉F，此后小车做匀速直线运动，铁块做平抛运动，铁块刚滑离小车时，小车的速度v1a1t14.0 m/s铁块速度v2a2t12.0 m/s铁块做平抛运动，有hgtx3v2t2得铁块落地时间t20.5 s落地位移x31.0 m在这段时间内小车位移为x4v1t22.0 m铁块落地时与平板小车的A端的水平距离xx4x31.0 m。答案：(1)4.0 m/s21 s(2)1.0 m