能力課1　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用

1、.才能課1牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用一、選擇題15題為單項(xiàng)選擇題，610題為多項(xiàng)選擇題1如圖1甲所示，小物塊從足夠長(zhǎng)的光滑斜面頂端由靜止自由滑下。下滑位移x時(shí)的速度為v，其xv2圖象如圖乙所示，取g10 m/s2，那么斜面傾角為圖1A30 B45C60 D75解析由xv2圖象可知小物塊的加速度a5 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，小物塊的加速度agsin ，所以30，A對(duì)，B、C、D錯(cuò)。答案A22019鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè)甲、乙兩球質(zhì)量分別為m1、m2，從同一地點(diǎn)足夠高同時(shí)由靜止釋放。兩球下落過(guò)程所受空氣阻力大小f僅與球的速率v成正比，與球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，即fkvk為正的常量。兩球的vt圖象如圖2所示。落地前，

2、經(jīng)時(shí)間t0兩球的速度都已到達(dá)各自的穩(wěn)定值v1、v2。那么以下判斷正確的選項(xiàng)是圖2A釋放瞬間甲球加速度較大B.C甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量Dt0時(shí)間內(nèi)兩球下落的高度相等解析釋放瞬間，兩球受到的阻力均為0，此時(shí)加速度一樣，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)到最后到達(dá)勻速時(shí)，重力和阻力大小相等，mgkv，那么，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖象可知v1v2，因此甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量，選項(xiàng)C正確；下落高度等于圖線與時(shí)間軸圍成的面積，可知甲球下落高度大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C3如圖3所示，A、B兩個(gè)物體疊放在一起，靜止在粗糙程度地面上，物體B與程度地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.1，物體A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.2。物體A的質(zhì)量m2 kg，物體B的質(zhì)量

3、M3 kg，重力加速度g取10 m/s2?，F(xiàn)對(duì)物體B施加一個(gè)程度向右的恒力F，為使物體A與物體B相對(duì)靜止，那么恒力的最大值是物體間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力圖3A20 N B15 N C10 N D5 N解析對(duì)物體A、B整體，由牛頓第二定律，F(xiàn)max1mMgmMa；對(duì)物體A，由牛頓第二定律，2mgma；聯(lián)立解得FmaxmM12g，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得Fmax15 N，選項(xiàng)B正確。答案B42019南昌模擬圖4甲中的塔吊是現(xiàn)代工地必不可少的建筑設(shè)備，圖乙為150 kg的建筑材料被吊車豎直向上提升過(guò)程的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)圖象，g取10 m/s2，以下判斷正確的選項(xiàng)是圖4A前10 s懸線的拉力恒為1 500 NB4

4、6 s末材料離地面的間隔 為22 mC010 s材料處于失重狀態(tài)D在3036 s鋼索最容易發(fā)生斷裂解析由圖可知前10 s內(nèi)材料的加速度a0.1 m/s2，由Fmgma可知懸線的拉力為1 515 N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖象面積可得整個(gè)過(guò)程上升高度是28 m，下降的高度為6 m，46 s末材料離地面的間隔 為22 m，選項(xiàng)B正確；因3036 s 材料加速度向下，材料處于失重狀態(tài)，F(xiàn)mg，鋼索最容易發(fā)生斷裂，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案B5如圖5所示，有材料一樣的P、Q兩物塊通過(guò)輕繩相連，并在拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，輕繩與拉力F的方向均平行于斜面。當(dāng)拉力F一定時(shí)，Q受到繩的拉力圖5A與斜面傾角有關(guān)B與動(dòng)摩擦

5、因數(shù)有關(guān)C與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)D僅與兩物塊質(zhì)量有關(guān)解析設(shè)P、Q的質(zhì)量分別為m1、m2，Q受到繩的拉力大小為FT，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)整體分析，有Fm1m2gsin m1m2gcos m1m2a；對(duì)Q分析：有FTm2gsin m2gcos m2a，解得FTF，可見(jiàn)Q受到繩的拉力FT與斜面傾角、動(dòng)摩擦因數(shù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān)，僅與兩物塊質(zhì)量和F有關(guān)，選項(xiàng)D正確。答案D62019濟(jì)南十校聯(lián)考如圖6所示，質(zhì)量為m1和m2的兩物塊放在光滑的程度地面上。用輕質(zhì)彈簧將兩物塊連接在一起。當(dāng)用程度力F作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x；假設(shè)用程度力F作

6、用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a2a做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x。那么以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是圖6AF2F Bx2xCF2F Dx2x解析取m1和m2為一整體，應(yīng)用牛頓第二定律可得：Fm1m2a。彈簧的彈力FTkx。當(dāng)兩物塊的加速度增為原來(lái)的2倍，拉力F增為原來(lái)的2倍，F(xiàn)T增為原來(lái)的2倍，彈簧的伸長(zhǎng)量也增為原來(lái)的2倍，故A、B正確。答案AB7質(zhì)量m1 kg的物體在合外力F作用下由靜止開(kāi)場(chǎng)做直線運(yùn)動(dòng)，合外力F隨時(shí)間t的變化圖象如圖7所示，以下關(guān)于該物體運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖7A01 s內(nèi)物體沿正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B第2 s末物體到達(dá)的最大速度2 m/sC第4 s末物體速度為0D第4 s末

7、物體回到出發(fā)位置解析因?yàn)槲矬w的質(zhì)量是1 kg，所以物體加速度時(shí)間圖象與物體的Ft一樣，由圖象知，物體的加速度大小不斷改變，做變加速運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；at圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍的“面積表示物體獲得的速度，第2 s末時(shí)，物體的速度最大，vm m/s2 m/s，B項(xiàng)正確；前2 s內(nèi)物體沿正方向做加速運(yùn)動(dòng)，24 s內(nèi)物體沿正方向做減速運(yùn)動(dòng)，第4 s末物體速度為零，C正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BC82019海南單科，9如圖8，升降機(jī)內(nèi)有一固定斜面，斜面上放一物塊。開(kāi)場(chǎng)時(shí)，升降機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng)，物塊相對(duì)于斜面勻速下滑。當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)圖8A物塊與斜面間的摩擦力減小B物塊與斜面間的正壓力增大C物塊相對(duì)于斜面減速下滑

8、D物塊相對(duì)于斜面勻速下滑解析當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，物體有豎直向上的加速度，那么物塊與斜面間的正壓力增大，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式FfFN可知物體與斜面間的摩擦力增大，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)斜面的傾角為，物體的質(zhì)量為m，當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有mgsin mgcos ，即sin cos 。當(dāng)物體以加速度a向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有FNmgacos ，F(xiàn)fmgacos ，因?yàn)閟in cos ，所以mgasin mgacos ，故物體仍相對(duì)斜面勻速下滑，C錯(cuò)誤，D正確。答案BD9如圖9甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物，用力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖9A當(dāng)F小于圖中

9、A點(diǎn)值時(shí)，物體的重力MgF，物體不動(dòng)B圖中A點(diǎn)值即為物體的重力值C物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度和力F成正比D圖線延長(zhǎng)線和縱軸的交點(diǎn)B的數(shù)值的絕對(duì)值等于該地的重力加速度解析當(dāng)0FMg時(shí)，物體靜止，選項(xiàng)A正確；當(dāng)FMg時(shí)，即能將物體提離地面，此時(shí)，F(xiàn)MgMa，ag，A點(diǎn)表示的意義即為FMg，所以選項(xiàng)B正確；直線的斜率為，故B點(diǎn)數(shù)值的絕對(duì)值為g，應(yīng)選項(xiàng)D正確。答案ABD102019湖北黃岡模擬如圖10甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在程度面上，上端放置一物體物體與彈簧不連接，初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開(kāi)場(chǎng)向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x的關(guān)系如圖乙所示g10 m/s2，

10、以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是圖10A物體與彈簧別離時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)B彈簧的勁度系數(shù)為750 N/mC物體的質(zhì)量為2 kgD物體的加速度大小為5 m/s2解析物體與彈簧別離時(shí)，彈簧的彈力為零，輕彈簧無(wú)形變，所以選項(xiàng)A正確；從圖中可知ma10 N，ma30 Nmg，解得物體的質(zhì)量為m2 kg，物體的加速度大小為a5 m/s2，所以選項(xiàng)C、D正確；彈簧的勁度系數(shù)k N/m500 N/m，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。答案ACD二、非選擇題11在物體下落過(guò)程中，速度小于10 m/s時(shí)可認(rèn)為空氣阻力與物體速度成正比關(guān)系。某科研小組在研究小球下落后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，得到速度隨時(shí)間變化的圖象，并作出t0.5 s時(shí)刻的切線，如圖1

11、1所示。小球在t0時(shí)刻釋放，其質(zhì)量為0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2，求：圖111小球與地面第一次碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能；2小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到空氣阻力的最大值。解析1由圖象可知，小球第一次與地面碰撞前瞬間速度v15 m/s碰撞后瞬間速度大?。簐24 m/s碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能：Emvmv代入數(shù)據(jù)可得E2.25 J。2由圖象可得t0.5 s時(shí)小球加速度a4 m/s2由牛頓第二定律：mgfma由于：fkv得k0.75那么：fmax3.75 N。答案12.25 J3.75 N12如圖12所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37。g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：圖121當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫Γ?當(dāng)汽車以a10 m/s2的加速度向右勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?。解?當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，小球受力分析如圖。由牛頓第二定律得：FT1cos mg，F(xiàn)T1sin FNma代入數(shù)據(jù)得：FT150 N，F(xiàn)N22 N由牛頓第三定律知，小球?qū)嚭蟊诘膲毫Υ笮?2 N。2當(dāng)汽車向右勻減速行駛時(shí)，設(shè)車后壁彈力