2019年高考物理總練習(xí)第三章牛頓運(yùn)動定律專項(xiàng)講座三牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用課時練習(xí)教科版20190723347

1、2019年高考物理總練習(xí)第三章牛頓運(yùn)動定律專項(xiàng)講座三牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用課時練習(xí)教科版20190723347 1.小明家住二十層,他乘電梯從一層直達(dá)二十層.那么以下說法正確的選項(xiàng)是( C ) A.他始終處于超重狀態(tài) B.他始終處于失重狀態(tài) C.他先后處于超重、平衡、失重狀態(tài) D.他先后處于失重、平衡、超重狀態(tài) 解析:小明乘坐電梯從一層直達(dá)二十層過程中,一定是先向上加速,再向上勻速,最后向上減速,運(yùn)動過程中加速度方向最初向上,中間為零,最后加速度方向向下,因此先后對應(yīng)的狀態(tài)應(yīng)該是超重、平衡、失重三個狀態(tài),C正確. 2.質(zhì)量均為5 kg的物塊1,2放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧測力計(jì)相連,如下圖,

2、今對物塊1,2分別施以方向相反的水平力F1,F2且F1=20 N,F2=10 N,那么彈簧測力計(jì)的示數(shù)為( B ) A.30 N B.15 N C.20 N D.10 N 解析:設(shè)兩物塊的質(zhì)量均為m,以兩物塊為一整體,應(yīng)用牛頓第二定律可得F1-F2=2ma,再以物塊2為研究對象,應(yīng)用牛頓第二定律得T-F2=ma,由以上兩式可解得T=15 N,B正確. 3.(2019·陜西咸陽模擬)如下圖,水平地面上有一輕質(zhì)彈簧,下端固定,上端與物體A相連接,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)用一豎直向下的力壓物體A,使A豎直向下做勻加速直線運(yùn)動一段距離,整個過程中彈簧一直處在彈性限度內(nèi).以下關(guān)于所加力F的大小

3、和運(yùn)動距離x之間關(guān)系圖像正確的選項(xiàng)是( D ) 解析:由于彈簧彈力與彈簧壓縮量成正比,由牛頓第二定律得,F-kx=ma,解得F=kx+ma,故D正確. 4.(2019·山東萊蕪模擬)物體由靜止開始做直線運(yùn)動,那么上下兩圖對應(yīng)關(guān)系正確的選項(xiàng)是(圖中F表示物體所受的合力,a表示物體的加速度,v表示物體的速度)( C ) 解析:由F=ma可知加速度a與合外力F同向,且大小成正比,故Ft圖像與at圖像變化趨勢應(yīng)一致,應(yīng)選項(xiàng)A,B均錯誤;當(dāng)速度與加速度a同向時,物體做加速運(yùn)動,加速度a是定值時,物體做勻變速直線運(yùn)動,應(yīng)選項(xiàng)C正確,D錯誤. 5.(多項(xiàng)選擇)神舟飛船返回時,3噸重的返回艙下降到距

4、地面10 km時,下降速度為200 m/s.之后通過降落傘減速,先是拉出減速傘,16 s后返回艙的速度減至80 m/s,此時減速傘與返回艙分離.然后拉出主傘,主傘張開后使返回艙的下降速度減至10 m/s,此時飛船距地面高度為 1 m,接著艙內(nèi)4臺緩沖發(fā)動機(jī)同時點(diǎn)火,給飛船一個向上的反沖力,使飛船的落地速度減為零.將上述各過程視為勻變速直線運(yùn)動,g= 10 m/s2.根據(jù)以上材料可得( CD ) A.減速傘工作期間返回艙處于失重狀態(tài) B.主傘工作期間返回艙處于失重狀態(tài) C.減速傘工作期間返回艙的平均加速度大小為7.5 m/s2 D.每臺緩沖發(fā)動機(jī)的反沖推力約為返回艙重力的1.5倍 解析:減速傘和

5、主傘工作期間返回艙勻減速下降,處于超重狀態(tài),A,B項(xiàng)錯;減速傘工作期間,返回艙從200 m/s減速至80 m/s,由運(yùn)動學(xué)公式得a1=7.5 m/s2,C項(xiàng)正確;緩沖發(fā)動機(jī)開動后,加速度大小為a3=50 m/s2,方向豎直向上,由牛頓第二定律得4F-mg=ma3,解得=1.5,D項(xiàng)正確. 6.如下圖,在光滑水平面上有一靜止小車,小車質(zhì)量為m0=5 kg,小車上靜止放置一質(zhì)量為m=1 kg的木塊,木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為 =0.2,用水平恒力F拉動小車,以下關(guān)于木塊的加速度a1和小車的加速度a2,可能正確的有( C ) A.a1=2 m/s2,a2=1 m/s2 B.a1=1 m/s2,a2=

6、2 m/s2 C.a1=2 m/s2,a2=4 m/s2 D.a1=3 m/s2,a2=5 m/s2 解析:當(dāng)木塊與小車間的摩擦力恰好達(dá)到最大值時,木塊與小車加速度相同,木塊的加速度最大,對木塊,a1=g=2 m/s2為最大值,且a1a2,應(yīng)選項(xiàng)A,D錯誤;當(dāng)木塊的加速度為1 m/s2時,木塊與小車加速度相同,應(yīng)選項(xiàng)B錯誤;當(dāng)a=2 m/s2時,假設(shè)木塊相對小車發(fā)生滑動,小車的加速度隨外力F增大而增大,應(yīng)選項(xiàng)C正確. 7.導(dǎo)學(xué)號 58826062(多項(xiàng)選擇)如下圖是汽車運(yùn)送圓柱形工件的示意圖,圖中P,Q,N是固定在車體上的壓力傳感器,假設(shè)圓柱形工件表面光滑,汽車靜止不動時,Q傳感器示數(shù)為零,P

7、,N傳感器示數(shù)不為零.當(dāng)汽車向左勻加速啟動過程中,P傳感器示數(shù)為零,Q,N傳感器示數(shù)不為零.sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,tan 15°=0.27.g取10 m/s2.那么汽車向左勻加速啟動的加速度可能為( AB ) A.4 m/s2 B.3 m/s2 C.2 m/s2 D.1 m/s2 解析:當(dāng)汽車向左勻加速啟動過程中,P傳感器示數(shù)為零,而Q,N傳感器示數(shù)不為零,對工件受力分析如下圖,可知 FQ+mg=Ncos 15°,F合= Nsin 15°=ma,代入數(shù)據(jù)解得a=0.27×+2.7 m/s22.7 m/s2

8、,應(yīng)選項(xiàng)A,B正確. 8.(2019·河南三門峽市檢測)圖(甲)中的塔吊是建筑工地必不可少的設(shè)備,圖(乙)為150 kg的建筑材料被塔吊從地面豎直向上提升過程的簡化運(yùn)動圖像,g取10 m/s2,以下判斷正確的選項(xiàng)是( B ) A.前10 s內(nèi)懸線的拉力恒為1 500 N B.46 s末材料離地面的距離為22 m C.010 s材料處于失重狀態(tài) D.在3036 s懸線最容易發(fā)生斷裂 解析:由題圖(乙)可知,前10 s內(nèi)建筑材料的加速度a=0.1 m/s2,由F-mg=ma可解得懸線的拉力為F=m(a+g)=1 515 N,A項(xiàng)錯誤;由圖像面積可得整個過程材料上升的高度是28 m,下降的

9、高度為6 m,所以46 s末材料離地面的距離為22 m,B項(xiàng)正確;010 s內(nèi),材料的加速度向上,處于超重狀態(tài),C項(xiàng)錯誤;3036 s材料的加速度向下,處于失重狀態(tài),即懸線的拉力F<mg,懸線不容易發(fā)生斷裂,D項(xiàng)錯誤. 9.(2019·天津聯(lián)考)如圖(甲)所示,一個質(zhì)量為3 kg的物體放在粗糙水平地面上,從零時刻起,物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運(yùn)動,在03 s時間內(nèi)物體的加速度a隨時間t的變化規(guī)律如圖(乙)所示.那么( B ) A.F的最大值為12 N B.01 s和23 s內(nèi)物體加速度的方向相同 C.1 s末物體的速度最大,最大速度為4 m/s D.在01 s內(nèi)物體做

10、勻加速運(yùn)動,23 s內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動 解析:根據(jù)圖像知加速度最大值為4 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律有F- mg=ma,F的最大值大于12 N,選項(xiàng)A錯誤;01 s和23 s內(nèi)物體加速度均為正值,方向相同,選項(xiàng)B正確;03 s內(nèi)物體始終做加速運(yùn)動,所以3 s末物體的速度最大,選項(xiàng)C錯誤;在01 s內(nèi)和23 s內(nèi)物體加速度均勻變化而做變加速運(yùn)動,選項(xiàng)D錯誤. 10.(2019·天津卷,8)(多項(xiàng)選擇)我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,和諧號動車組是由動車和拖車編組而成,提供動力的車廂叫動車,不提供動力的車廂叫拖車.假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等,動車的額定功率都相同,動車組在水平直軌道上運(yùn)行過

11、程中阻力與車重成正比.某列動車組由8節(jié)車廂組成,其中第1,5節(jié)車廂為動車,其余為拖車,那么該動車組( BD ) A.啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動的方向相反 B.做勻加速運(yùn)動時,第5,6節(jié)與第6,7節(jié)車廂間的作用力之比為32 C.進(jìn)站時從關(guān)閉發(fā)動機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動機(jī)時的速度成正比 D.與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為12 解析:列車啟動時,乘客隨車廂加速運(yùn)動,加速度方向與車的運(yùn)動方向相同, 故乘客受到車廂的作用力方向與車運(yùn)動方向相同,選項(xiàng)A錯誤;設(shè)阻力與重力比值為k,那么動車組運(yùn)動的加速度a=-kg,那么對6,7,8節(jié)車廂的整體:F56=3ma+3kmg=0.

12、75F;對7,8節(jié)車廂的整體:F67= 2ma+2kmg=0.5F,故5,6節(jié)車廂與6,7節(jié)車廂間的作用力之比為32,選項(xiàng)B正確;根據(jù)動能定理Mv2=kMgs,解得s=,可知進(jìn)站時從關(guān)閉發(fā)動機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動機(jī)時速度的平方成正比,選項(xiàng)C錯誤;8節(jié)車廂有2 節(jié)動車時的最大速度為vm1=;假設(shè)8節(jié)車廂有4節(jié)動車時的最大速度為vm2=,那么=,選項(xiàng)D正確. 11.(2019·河北石家莊質(zhì)檢)如下圖,質(zhì)量均為m=3 kg的物塊A,B緊挨著放置在粗糙的水平地面上,物塊A的左側(cè)連接一勁度系數(shù)為k=100 N/m的輕質(zhì)彈簧,彈簧另一端固定在豎直墻壁上.開始時兩物塊壓緊彈簧并恰好處于靜止

13、狀態(tài),現(xiàn)使物塊B在水平外力F作用下向右做a=2 m/s2的勻加速直線運(yùn)動直至與A分離,兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為=0.5,g取10 m/s2.求: (1)物塊A,B分離時,所加外力F的大小; (2)物塊A,B由靜止開始運(yùn)動到分離所用的時間. 解析:(1)物塊A,B分離時,對B有F-mg=ma, 解得F=21 N. (2)A,B靜止時,對A,B有kx1=2mg, A,B分離時,對A有kx2-mg=ma, 此過程中x1-x2=at2, 解得t=0.3 s. 答案:(1)21 N (2)0.3 s 12.一根輕質(zhì)細(xì)繩繞過輕質(zhì)定滑輪,右邊穿上質(zhì)量M=3 kg的物塊A,左邊穿過足夠長的固定細(xì)管后下端

14、系著質(zhì)量m=1 kg的小物塊B,物塊B距細(xì)管下端h=0.4 m,物塊B通過細(xì)管時與管內(nèi)壁間的滑動摩擦力F1=10 N,當(dāng)繩中拉力超過F2=18 N時物塊A與繩之間就會出現(xiàn)相對滑動,且繩與A間的滑動摩擦力恒為18 N.開始時使A,B均靜止,繩處于拉直狀態(tài),同時釋放A和B.不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦,g取 10 m/s2.求: (1)剛釋放A,B時繩中的拉力; (2)B在管中上升的高度. 解析:(1)剛釋放A,B時,整體的加速度a=5 m/s2 對物體B:F-mg=ma 解得繩中的拉力F=15 N. (2)B剛進(jìn)入管中時, 有=2ah, 此時B速度為v0=2 m/s 由題意知,B做減速運(yùn)動,A相對于繩

15、出現(xiàn)滑動,設(shè)繩子與A之間的摩擦力是f,由牛頓第二定律, 對B有mg+F1-f=ma1, 得出a1=2 m/s2 對A有Mg-f=Ma2, 得出a2=4 m/s2 B在管中上升的高度h=1 m. 答案:(1)15 N (2)1 m 13.(2019·安徽合肥五中月考)為研究運(yùn)動物體所受的空氣阻力,某研究小組的同學(xué)找來一個傾角可調(diào)、斜面比較長且表面平整的斜面體和一個滑塊,并在滑塊上固定一個高度可升降的風(fēng)帆,如圖(甲)所示.他們讓帶有風(fēng)帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑,下滑過程帆面與滑塊運(yùn)動方向垂直.假設(shè)滑塊和風(fēng)帆總質(zhì)量為m,滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)為,斜面的傾角為,重力加速度為g,帆受到的空氣阻力與帆的運(yùn)動速率的平方成正比,即f=kv2. (1)求出滑塊下滑的最大速度的表達(dá)式; (2)假設(shè)m=2 kg,斜面傾角=30°,g取10 m/s