2019-2020年高中物理重难点强化练三牛顿运动定律的综合应用教科版.doc
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2019-2020年高中物理重难点强化练三牛顿运动定律的综合应用教科版1(多选)(xx江苏高考)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图1所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()图1At2 s时最大Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小解析:选AD人受重力mg和支持力N的作用,由牛顿第二定律得Nmgma。由牛顿第三定律得人对地板的压力NNmgma。当t2 s时a有最大值,N最大;当t8.5 s时,a有最小值,N最小,选项A、D正确。2如图2所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断正确的是()图2A绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B先开始运动的车厢里有人C后到达两车中点的车厢里有人D不去称量质量无法确定哪个车厢有人解析:选C根据牛顿第三定律,两车之间的拉力大小相等,故A错误;有拉力后,两车同时受到拉力,同时开始运动,故B错误;两车之间的拉力大小相等,根据牛顿第二定律,总质量大,加速度小,由xat2,相同时间内位移小,后到达中点,即后到达两车中点的车厢里有人,故C正确;无需称质量,可用C项办法确定哪个车厢有人,故D错误。3(多选)如图3(a)所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一物体在水平推力F的作用下沿斜面向上运动,逐渐增大F,物体的加速度随之改变,其加速度a随F变化的图像如图(b)所示。取g10 m/s2,根据图(b)中所提供的信息可以计算出()图3Asin 0.6 Bsin 0.5C物体的质量为2.5 kg D物体的质量为2.0 kg解析:选AD对物体受力分析,受推力、重力、支持力,如图所示,x方向:Fcos mgsin ma,从图像中取两个点(30 N,6 m/s2),(0 N,6 m/s2)代入解得m2 kg,sin 0.6,选项A、D正确。4(多选)如图4所示,质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成角。则下列说法正确的是()图4A小铁球受到的合外力方向水平向左BF(Mm)gtan C系统的加速度为agtan DFMgtan 解析:选BC隔离小铁球分析受力得F合mgtan ma,且合外力水平向右,故小铁球加速度为gtan ,因为小铁球与凹槽相对静止,故系统的加速度也为gtan ,A错误,C正确。整体分析得F(Mm)a(Mm)gtan ,故选项B正确,D错误。5. (多选)如图5所示,完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上,A、B与车厢间的动摩擦因数均为,小车静止时,A恰好不下滑,现使小车加速运动,为保证A、B无滑动,则()图5A速度可能向左,加速度可小于gB加速度一定向右,不能超过(1)gC加速度一定向左,不能超过gD加速度一定向左,不能超过(1)g解析:选AD当小车处于静止时,A恰好不下滑,此时mgfN,要保证A静止,则A与小车之间的弹力不能减小,所以加速度一定向左,要保证B静止,B在水平方向上受到摩擦力,竖直方向上受到小车的支持力、重力和吸引力,磁铁B做加速度的合力等于摩擦力,要保证B静止,则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力,即ma(mgN),解得a(1)g,故A、D正确。6.如图6所示,足够长的倾角37的光滑斜面体固定在水平地面上,一根轻绳跨过定滑轮,一端与质量为m11 kg的物块A连接,另一端与质量为m23 kg的物块B连接,绳与斜面保持平行。开始时,用手按住A,使B悬于距地面高H0.6 m处,而A静止于斜面底端。现释放A,试求A在斜面上向上滑行的最大距离?(设B落地后不再弹起,且所有接触面间的摩擦均忽略不计,sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2)图6解析:设B未落地前系统加速度大小为a1,B落地时的速度为v,B落地后A的加速度为a2,则依据题意有:m2gTm2a1Tm1gsin 37m1a1解得a16 m/s2v202a1Hm1gsin 37m1a20v22a2x解得a26 m/s2,x0.6 m故A在斜面上向上滑行的最大距离LHx1.2 m。答案:1.2 m7.某飞机场利用如图7所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角30,传送带两端A、B的距离L10 m,传送带以v5 m/s的恒定速度匀速向上运动。在传送带底端A轻放上一质量m5 kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数。求货物从A端运送到B端所需的时间。(g取10 m/s2)图7解析:以货物为研究对象,由牛顿第二定律得mgcos 30mgsin 30ma解得a2.5 m/s2货物匀加速运动时间t12 s货物匀加速运动位移x1at125 m然后货物做匀速运动,运动位移x2Lx15 m匀速运动时间t21 s所以货物从A到B所需的时间tt1t23 s。答案:3 s8.如图8所示,质量为4 kg的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上。细绳的延长线通过小球的球心O,且与竖直方向的夹角为37,已知g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:图8(1)汽车匀速运动时,细绳对小球的拉力和车后壁对小球的压力;(2)若要始终保持37,则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少?解析:(1)对小球受力分析如图所示,将细绳拉力T分解有:TyTcos ,TxTytan ,由二力平衡可得:Tymg,TxN,解得细绳拉力T50 N,车壁对小球的压力Nmgtan 30 N。(2)设汽车刹车时的最大加速度为a,此时车壁对小球弹力N0,由牛顿第二定律有Txma,即mgtan ma解得:a7.5 m/s2,即汽车刹车时的加速度最大不能超过7.5 m/s2。答案:(1)50 N30 N(2)7.5 m/s29.如图9所示,长为L2 m、质量mA4 kg的木板A放在光滑水平面上,质量mB1 kg的小物块(可视为质点)位于A的中点,水平力F作用于A。A、B间的动摩擦因数0.2(A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g10 m/s2)。求:图9(1)为使A、B保持相对静止,F不能超过多大?(2)若拉力F12 N,物块B从A板左端滑落时木板A的速度为多大?解析:(1)要使A、B保持相对静止,A对B的摩擦力不能超过最大静摩擦力对B,fmmBg,由fmmBa得:ag2 m/s2对AB,F(mAmB)a10 N。(2)当F12 N10 N,A、B相对滑动对B,aBg2 m/s2对A,FfmmAaA得:aA2.5 m/s2设B从A上滑落须用时间t,则aAt2aBt2得:t2 s对A:vaAt5 m/s。答案:(1)10 N(2)5 m/s10如图10甲所示,质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t11 s时撤去拉力,物体运动的部分vt图像如图乙所示,g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:图10(1)拉力F的大小;(2)t4 s时物体的速度v的大小。解析:(1)设F作用时加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知Fmgsin mgcos ma1撤去力F后,据牛顿第二定律,有mgsin mgcos ma2由图像斜率可得a120 m/s2,a210 m/s2,代入解得0.5,F30 N。(2)设撤去力F后物体运动到最高点所用时间为t2,由v1a2t2,可得t22 s,则物体沿着斜面下滑的时间为t3tt1t21 s设下滑加速度为a3,据牛顿第二定律,有mgsin mgcos ma3解得a32 m/s2,则t4 s时速度va3t32 m/s。答案:(1)30 N(2)2 m/s- 配套讲稿:
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