高考物理總復習 第三章 第二單元 第3課 牛頓運動定律的綜合應用

一、單項選擇題1．下列哪件儀器在太空中運轉的航天飛船內不能使用()A．彈簧秤B．體重計C．體溫計D．攝影機2．如圖所示，小球固定在彈簧上，彈簧下端固定在杯底，在裝置靜止時，彈簧壓縮量為x，在裝置做自由落體運動的過程中，彈簧的壓縮量將()A．仍為xB．大于xC．小于x大于零D．等于零3．在升降電梯內的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數為50kg，電梯運動過程中，某一段時間內曉敏同學發(fā)現體重計示數如下圖所示，在這段時間內下列說法中正確的是()A．曉敏同學所受的重力變小了B．曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運動D．電梯的加速度大小為eq\f(g,5)，方向一定豎直向下4．一人站在吊臺上，用如圖所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺和自己提升上來．圖中跨過定滑輪的兩段繩都認為是豎直的且不計摩擦．吊臺的質量為m＝15kg，人的質量為M＝55kg，起動時吊臺向上的加速度是a＝0.2m/s2，這時吊臺對人的支持力(g取9.8m/s2)()A．大小為700N，方向豎直向上B．大小為350N，方向豎直向下C．大小為200N，方向豎直向上D．大小為204N，方向豎直向下5．(2011·新課標全國理綜)如圖所示，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊．假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．現給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt(k是常數)，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖象中正確的是()二、雙項選擇題6．下列實例屬于超重現象的是()A．汽車駛過拱形橋頂端B．蕩秋千的小孩通過最低點C．跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動D．火箭點火后加速升空7．一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射，其速度和時間的關系圖象如下圖所示，則()A．t3時刻火箭距地面最遠B．t2～t3的時間內，火箭在向下降落C．t1～t2的時間內，火箭處于超重狀態(tài)D．0～t3的時間內，火箭始終處于失重狀態(tài)8．如圖所示，當汽車勻加速向右運動時，汽車天花板上吊著的質量為m的小球相對豎直方向向左偏過一個角度，測得輕繩的拉力為2mg.由此可判斷()A．偏角為60°B．偏角為30°C．汽車的加速度為eq\r(3)gD．汽車的加速度為eq\f(g,\r(3))9．(2012·普寧二中期中)如圖所示，水平地面上有兩塊完全相同的木塊A和B，水平推力F作用在A上，用FAB代表A、B間的相互作用力，下列說法中正確的是()A．若地面光滑，則FAB＝FB．若地面光滑，則FAB＝eq\f(F,2)C．若地面有摩擦，且A、B被推動，則FAB＝eq\f(F,3)D．若地面有摩擦，且A、B被推動，則FAB＝eq\f(F,2)10．如圖所示，傾角為α的斜面靜止不動，滑輪的質量和摩擦不計，質量為M的物體A與斜面的動摩擦因數為μ(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等)，質量為m的物體B通過定滑輪用細線與M相連接，則()A．當m＞M(sinα＋μcosα)時，m一定有向下的加速度B．當m＜M(sinα＋μcosα)時，m一定有向上的加速度C．當m＞M(sinα－μcosα)時，m一定有向下的加速度D．當m＜M(sinα－μcosα)時，m一定有向上的加速度三、非選擇題11．(2012·惠州市二模)如圖所示，質量M＝1kg的木板靜止在水平面上，質量m＝1kg、大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端．設最大摩擦力等于滑動摩擦力，已知木板與地面間的動摩擦因數μ1＝0.1，鐵塊與木板之間的動摩擦因數μ2＝0.4，g取10m/s2.現給鐵塊施加一個水平向左的力F＝8N，經1s鐵塊運動到木板的左端，求木板的長度．12．(2012·深圳一調)如圖甲所示，一木板放在光滑水平地面上，木板AB部分水平粗糙，BC部分是傾角為θ＝37°的光滑斜面，木板右側與豎直墻壁之間連接著一個力傳感器．當力傳感器受壓時，其示數為正值；當力傳感器被拉時，其示數為負值．一可視為質點的滑塊從C點由靜止滑下，傳感器記錄其所受到的力和時間的關系如圖乙所示．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)滑塊滑至斜面底端時的速度；(2)滑塊的質量；(3)滑塊在水平面上做減速運動的位移．參考答案1．解析：要靠豎直方向上產生的壓力才能產生讀數的儀器就不能用，如體重計．而彈簧秤可以用來測拉力．答案：B2．解析：在自由落體運動中，相互接觸的物體間的作用力為零，而彈簧的彈力及浮力是接觸力，都變?yōu)榱悖鸢福篋3．解析：曉敏在這段時間內處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對體重計的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，A選項錯誤；曉敏對體重計的壓力與體重計對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，B選項錯誤；以豎直向下為正方向，有：mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝eq\f(g,5)，方向豎直向下，但速度方向可能豎直向上，也可能豎直向下，C選項錯誤、D選項正確．答案：D4．解析：選人和吊臺整體為研究對象，受力如圖(a)所示，F為繩的拉力．由牛頓第二定律有：2F－(M＋m)g＝(M＋m)a，則拉力大小為：F＝eq\f(M＋ma＋g,2)＝350N.選人為研究對象，受力如圖(b)所示，其中FN是吊臺對人的支持力．由牛頓第二定律得：F＋FN－Mg＝Ma，故FN＝M(a＋g)－F＝200N.答案：C5．解析：剛開始木塊與木板一起在F作用下加速，且F＝kt，a＝eq\f(F,m1＋m2)＝eq\f(kt,m1＋m2)，當相對滑動后，木板只受滑動摩擦力，a1不變，木塊受F及滑動摩擦力，a2＝eq\f(F－μm2g,m2)＝eq\f(F,m2)－μg，故a2＝eq\f(kt,m2)－μg，a－t圖象中斜率變大，故選項A正確，選項B、C、D均錯誤．答案：A6．解析：本題考查了超重、失重現象的本質．物體運動時具有豎直向上的加速度，屬于超重現象．A、C兩個選項中的汽車和運動員都具有豎直向下的加速度，均錯誤；B、D兩個選項中的小孩和火箭都具有豎直向上的加速度，處于超重狀態(tài)，均正確．答案：BD7．解析：由速度圖象可知，在0～t3內速度始終大于零，表明這段時間內火箭一直在上升，t3時刻速度為零，停止上升，高度達到最高，離地面最遠，A正確、B錯誤．t1～t2的時間內，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭應處于超重狀態(tài)，而在t2～t3時間內火箭在減速上升，具有向下的加速度，火箭處于失重狀態(tài)，故C正確、D錯誤．答案：AC8．解析：隔離小球分析，如下圖所示．由Tcosθ＝mg，得θ＝60°.由mgtanθ＝ma，得a＝eq\r(3)g.由于小球偏成這個角后與車箱相對靜止，故汽車的加速度也是eq\r(3)g.答案：AC9．解析：若地面光滑，整體獲得的加速度a＝eq\f(F,2m)，隔離B，FAB＝mBa＝meq\f(F,2m)＝eq\f(F,2).若地面有摩擦，且A、B被推動，整體獲得的加速度a＝eq\f(F－2μmg,2m)＝eq\f(F,2m)－μg，隔離B，由牛頓第二定律FAB－μmg＝mBa，得FAB＝ma＋μmg＝meq\f(F,2m)－μmg＋μmg＝eq\f(F,2).答案：BD10．解析：當A相對斜面向上滑動時，斜面對A有向下的摩擦力，由整體法有：mg－Mgsinα－μMgcosα＝(M＋m)a＞0；即當m＞M(sinα＋μcosα)時，m一定有向下的加速度，A項正確B項錯誤．當A相對斜面向下滑動時，斜面對A有向上的摩擦力，由整體法有：Mgsinα－μMgcosα－mg＝(M＋m)a＞0；即當m＜M(sinα－μcosα)時，m一定有向上的加速度，D項正確C項錯誤.答案：AD11．解析：鐵塊的受力如圖，由牛頓第二定律：F－μ2mg＝ma1.①木板的受力如圖，由牛頓第二定律：μ2mg－μ1(M＋m)g＝Ma2.②設木板的長度為L，經時間t鐵塊運動到木板的左端，則s木＝eq\f(1,2)a2t2.③s鐵＝eq\f(1,2)a1t2.④又：s鐵－s木＝L.⑤聯立①②③④⑤解得：L＝1m.答案：1m12．解析：(1)滑塊沿斜面下滑時的受力情況如圖所示：由此可解得加速度為a1＝eq\f(mg·sinθ,m)＝g·sinθ＝6m/s2，從F－t圖象得到運動時間為t1＝1s，根據運動學公式得滑塊滑至斜面底端時的速度v1＝a1t1＝6m/s.(2)由F－t圖象可知：滑塊沿斜面下滑時，其所受支持力的反作用力(如下圖所示)沿水平方向的分力FNsinθ＝12N，而FN＝mgcosθ，由此解得：m＝2.5kg.(3