2020屆高考物理總復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律高頻考點(diǎn)強(qiáng)化練三動(dòng)力學(xué)綜合問題含解析新人教版.docx

動(dòng)力學(xué)綜合問題(45分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分。15題為單選題，610題為多選題)1.光滑水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，在五個(gè)恒定的水平共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)同時(shí)撤去大小分別為5 N和15 N的兩個(gè)水平力而其余力保持不變，關(guān)于此后物體的運(yùn)動(dòng)情況的說法中正確的是()A.一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小可能是 5 m/s2B.可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小可能是2 m/s2C.一定做勻變速運(yùn)動(dòng)，加速度大小可能是 10 m/s2D.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心加速度大小可能是10 m/s2【解析】選C。根據(jù)平衡條件得知，余下力的合力與撤去的兩個(gè)力的合力大小相等、方向相反，則撤去大小分別為5 N和15 N的兩個(gè)力后，物體的合力大小范圍為10 NF合20 N，根據(jù)牛頓第二定律F=ma得物體的加速度范圍為5 m/s2a10 m/s2；若物體原來做勻速直線運(yùn)動(dòng)，撤去的兩個(gè)力的合力方向與速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，加速度大小可能是5 m/s2，故A錯(cuò)誤；若物體原來做勻速直線運(yùn)動(dòng)，撤去的兩個(gè)力的合力方向與速度方向相同時(shí)，則撤去兩個(gè)力后物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，可知加速度大小不可能是2 m/s2，故B錯(cuò)誤；由于撤去兩個(gè)力后其余力保持不變，則物體所受的合力恒定不變，一定做勻變速運(yùn)動(dòng)，加速度大小可能等于10 m/s2，故C正確；由于撤去兩個(gè)力后其余力保持不變，恒力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一矩形，其長(zhǎng)邊與一圓的底部相切于O點(diǎn)，現(xiàn)在有三條光滑軌道a、b、c，它們的上端位于圓周上，下端在矩形的底邊，三軌道都經(jīng)過切點(diǎn)O，現(xiàn)在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止下滑至底端(軌道先后放置)，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動(dòng)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系為()A.tatbtcB.tatbtbta，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。3.(2018孝感模擬)細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球?qū)⒆蠖斯潭ㄔ趬ι系妮p彈簧壓縮了x(小球與彈簧不連接)，小球靜止時(shí)彈簧在水平位置，細(xì)繩與豎直方向的夾角為53，小球到地面的高度為h，如圖所示。下列說法中正確的是()A.細(xì)繩燒斷后小球做平拋運(yùn)動(dòng)B.細(xì)繩燒斷后，小球落地的速度等于C.剪斷彈簧瞬間細(xì)繩的拉力為mgD.細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度為g【解析】選D。細(xì)繩燒斷后小球受彈簧彈力和重力，水平方向做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；小球若做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)v2=2gh得落地速度v=；而現(xiàn)在小球受到彈簧的彈力做功，故落地時(shí)速度一定大于，故B錯(cuò)誤；小球靜止時(shí)，分析受力情況，如圖所示，由平衡條件得：細(xì)繩的拉力大小為：T=mg，彈簧的彈力大小為：F=mgtan 53=mg，剪斷彈簧瞬間，細(xì)繩的拉力發(fā)生突變，不再為T=mg，故C錯(cuò)誤；細(xì)繩燒斷瞬間彈簧的彈力不變，則小球所受的合力與燒斷前細(xì)繩拉力的大小相等、方向相反，則此瞬間小球的加速度大小為a=g，故D正確。4.物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為A、B、C，用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關(guān)系如圖所示，A、B兩直線平行，則以下關(guān)系正確的是()A.mAmBmCB.mAmB=mCC.AB=CD.A=B=C【解析】選C。根據(jù)牛頓第二定律F-mg=ma，得出加速度與力的函數(shù)關(guān)系a=-g，可以看出圖象的斜率為，A、B兩物體的圖象斜率相等，C的斜率最小，所以質(zhì)量mA=mBmC，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖象的縱截距為g，B和C的縱截距相等，A物體的縱截距最小，所以得出動(dòng)摩擦因數(shù)Am，不計(jì)滑輪及繩子的質(zhì)量，物體M和m恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，若將M與m 互換，M、m與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則()A.物體M與m仍做勻速運(yùn)動(dòng) B.物體M與m做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=C.物體M與m做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=D.繩子中張力不變【解析】選C、D。物體M和m恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)M，水平方向受到繩子的拉力和桌面的摩擦力，得：Mg=T=mg，所以：=，若將M與m互換，則對(duì)M：Ma=Mg-T，對(duì)m，則：ma=T-mg，得：a=，故A、B錯(cuò)誤，C正確；繩子中的拉力：T=ma+mg=+mg=mg，故D正確。8.如圖所示，小車的質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，人用恒力F拉繩，若人與車保持相對(duì)靜止，且地面為光滑的，又不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，則車對(duì)人的摩擦力可能是()A. F，方向向左B. F，方向向右C. F，方向向左D. F，方向向右【解析】選C、D。設(shè)車對(duì)人的摩擦力Ff方向水平向右，對(duì)小車和人組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律有：2F=(M+m)a，對(duì)人應(yīng)用牛頓第二定律得F-Ff=ma，可解得：Ff= F。當(dāng)Mm時(shí)，人受到向右的靜摩擦力，大小為 F，當(dāng)Mmgcos 37，所以物塊都會(huì)沿傳送帶(斜面)向下滑動(dòng)，并且加速度大小都等于a=gsin 37-gcos 37=2 m/s2，初速度相同，加速度大小相同，經(jīng)過的位移大小相同，根據(jù)x=v0t+at2可知兩者的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，都為t=1 s，即兩者同時(shí)到達(dá)底端，A正確；B到達(dá)傳送帶底端時(shí)的速度vB=v0+at=(1+21) m/s=3 m/s，B正確；傳送帶在1 s內(nèi)的路程為x=vt=1 m，A與傳送帶是同向運(yùn)動(dòng)的，A相對(duì)傳送帶的路程是A對(duì)地路程(斜面長(zhǎng)度)減去在此時(shí)間內(nèi)傳送帶的路程，即為2 m-1 m=1 m，B與傳送帶是反向運(yùn)動(dòng)的，B相對(duì)傳送帶的路程是B對(duì)地路程(斜面長(zhǎng)度)加上在此時(shí)間內(nèi)傳送帶的路程，即為2 m+1 m=3 m，C錯(cuò)誤，D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示為糧袋的傳送裝置，已知A、B間長(zhǎng)度為L(zhǎng)，傳送帶與水平方向的夾角為，工作時(shí)運(yùn)行速度為v，糧袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，正常工作時(shí)工人在A點(diǎn)將糧袋放到運(yùn)行中的傳送帶上，關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()A.糧袋到達(dá)B點(diǎn)的速度與v比較，可能大，也可能相等或小B.糧袋開始運(yùn)動(dòng)的加速度為g(sin-cos)，若L足夠大，則以后將以一定的速度v做勻速運(yùn)動(dòng)C.若tan ，則糧袋從A到B一定一直是做加速運(yùn)動(dòng)D.不論大小如何，糧袋從A到B一直勻加速運(yùn)動(dòng)，且agsin 【解析】選A。糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度小于v；可能先勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度與v相同；也可能先做加速度較大的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大于v，故A正確；糧袋開始時(shí)受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力，大小為mgcos ，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度a=g(sin+cos)；若tan ，糧袋從A到B可能一直是做加速運(yùn)動(dòng)，也可能先勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，故B、C錯(cuò)誤；由上分析可知，糧袋從A到B不一定一直勻加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤，故選A。二、計(jì)算題(本題共2小題，共40分。需寫出規(guī)范的解題步驟)11.(20分)(2019長(zhǎng)沙模擬)如圖甲所示，某同學(xué)近日做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)小鐵塊(可看成質(zhì)點(diǎn))以一定的初速度，沿傾角可在090之間任意調(diào)整的木板向上滑動(dòng)，設(shè)它沿木板向上能達(dá)到的最大位移為x，若木板傾角不同時(shí)對(duì)應(yīng)的最大位移x與木板傾角的關(guān)系如圖乙所示。g取10 m/s2。求：(結(jié)果如果含根號(hào)，可以保留)(1)小鐵塊初速度的大小v0以及小鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？(2)當(dāng)=60時(shí)，小鐵塊達(dá)到最高點(diǎn)后，又回到出發(fā)點(diǎn)，小鐵塊速度將變?yōu)槎啻?？【解析?(1)當(dāng)=90時(shí)，x=1.25 m，則v0= m/s=5 m/s。當(dāng)=30時(shí)，x=1.25 m，a= m/s2=10 m/s2，由牛頓第二定律得a=gsin 30+gcos 30，解得=；(2)當(dāng)=60時(shí)，上滑的加速度a1=gsin 60+gcos 60，下滑的加速度a2=gsin 60-gcos 60，因?yàn)関2=2ax，則v1=v0=v0= m/s。答案：(1)5 m/s(2) m/s12.(20分)如圖所示的裝置叫作阿特伍德機(jī)，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。繩子兩端的物體豎直運(yùn)動(dòng)的加速度大小總是小于自由落體的加速度g，同自由落體相比，下落相同的高度，所花費(fèi)的時(shí)間要長(zhǎng)，這使得實(shí)驗(yàn)可以有較長(zhǎng)的時(shí)間從容地觀測(cè)、研究。已知物體A、B的質(zhì)量相等均為M，輕繩與輕滑輪間的摩擦不計(jì)，輕繩不可伸長(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，求：(1)若物體C的質(zhì)量為，物體B從靜止開始下落一段距離的過程中繩受到的拉力和B的加速度分別為多少？(2)若物體C的質(zhì)量為，物體B從靜止開始下落一段距離的時(shí)間與自由落體下落同樣的距離所用時(shí)間的比值；(3)如果連接A、B的輕繩能承受的最大拉力為1.2Mg，那么對(duì)物體C的質(zhì)量有何要求？【解析】(1)求出物體B的加速度需要用隔離法分別以A和B、C整體作為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律列方程，設(shè)滑輪兩側(cè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，繩的張力為T，根據(jù)牛頓第二