2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)九應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“三類”問題【含答案】

應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“三類”問題[雙基鞏固練]1．一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時(shí)刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用，假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小．能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖象是()2．如圖甲所示，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x-v2圖象如圖乙所示，取g＝10m/s2，則斜面傾角θ為()A．30°B．45°C．60°D．75°3．如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊A放置在光滑水平地面上，A的左側(cè)面有一個(gè)圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面．當(dāng)用一水平向左的恒力F作用在滑塊A上時(shí)，一質(zhì)量為m的小球B(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓弧面上與A保持相對(duì)靜止，且B距圓弧面末端Q的豎直高度H＝eq\f(R,3).已知重力加速度大小為g，則力F的大小為()A.eq\f(\r(5),3)MgB.eq\f(\r(5),2)MgC.eq\f(\r(5),3)(M＋m)gD.eq\f(\r(5),2)(M＋m)g4．如圖所示，一輕彈簧豎直固定在水平地面上，彈簧正上方有一個(gè)小球自由下落．從小球接觸彈簧上端O點(diǎn)到將彈簧壓縮至最短的過程中，如圖所示的關(guān)于小球的加速度a隨時(shí)間t或者隨與O點(diǎn)的距離x變化的關(guān)系圖線正確的是()5．[粗糙斜面模型]放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑，如圖甲．在滑塊A上放一物體B，物體B始終與A保持相對(duì)靜止，以加速度a2沿斜面勻加速下滑，如圖乙．在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F，滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑，如圖丙．則()A．a(chǎn)1＝a2＝a3B．a(chǎn)1＝a2<a3C．a(chǎn)1<a2＝a3D．a(chǎn)1<a2<a36．[中考真題試卷·河北衡水中學(xué)5月月考]如圖所示是旅游景區(qū)中常見的滑索．研究游客某一小段時(shí)間沿滑索下滑時(shí)，可將滑索簡(jiǎn)化為一直桿，滑輪簡(jiǎn)化為套在桿上的環(huán)，滑輪與滑索間的摩擦力及游客所受空氣阻力不可忽略，滑輪和懸掛繩重力可忽略．則游客在某一小段時(shí)間內(nèi)勻速下滑，其狀態(tài)可能是圖中的()7．如圖所示，物塊P、Q的質(zhì)量分別為3m和2m，用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上，對(duì)Q施加向右的水平拉力F，穩(wěn)定后P、Q相對(duì)靜止在水平面上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧的形變量為L(zhǎng)1；若撤去拉力F，換成大小為2F的水平推力向右推P，穩(wěn)定后P、Q相對(duì)靜止在水平面上運(yùn)動(dòng)，彈簧的形變量為L(zhǎng)2，則eq\f(L1,L2)的值是()A.eq\f(3,4)B.eq\f(2,3)C.eq\f(3,2)D.eq\f(1,2)8．如圖(a)所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，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，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖(b)所示．(g取10m/s2)則下列結(jié)論正確的是()A．物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)B．彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC．物體的質(zhì)量為3kgD．物體的加速度大小為5m/s29．水平面上有一帶圓弧形凸起的長(zhǎng)方形木塊A，木塊A上的物體B用繞過凸起的輕繩與物體C相連，B與凸起之間的輕繩是水平的．用一水平向左的拉力F作用在物體B上．恰使物體A、B、C保持相對(duì)靜止，如圖．已知物體A、B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計(jì)所有的摩擦，則拉力F應(yīng)為多大？[綜合提升練]10．[2021·寧夏石嘴山三中開學(xué)]固定的光滑細(xì)桿與地面有一定夾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示．已知推力F和小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙和丙所示，重力加速度g取10m/s2，由以上條件可求得()A．小環(huán)的質(zhì)量m＝0.5kgB．小環(huán)的質(zhì)量m＝2.0kgC．細(xì)桿與地面的夾角α＝30°D．細(xì)桿與地面的夾角α＝37°11．[中考真題試卷·山東肥城六中月考]如圖甲表示的是一條傾斜的傳送軌道，B是傳送貨物的平臺(tái)，可以沿著斜面上的直軌道運(yùn)送物體．某次傳送平臺(tái)B沿軌道將貨物A向下傳送到斜軌道下端，運(yùn)動(dòng)過程可用圖乙中的速度—時(shí)間圖象表示(取沿斜面向下為正方向)．下述分析中不正確的是()A．0～t1時(shí)間內(nèi)，B對(duì)A的支持力小于重力，A受的摩擦力水平向右B．t1～t2時(shí)間內(nèi)，B對(duì)A的支持力等于重力，A受的摩擦力水平向左C．t2～t3時(shí)間內(nèi)，B對(duì)A的支持力大于重力，A受的摩擦力水平向左D．0～t1時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)失重現(xiàn)象；t2～t3時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)超重現(xiàn)象12．地面上測(cè)量質(zhì)量的托盤天平在太空艙中將失效．于是，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的太空質(zhì)量測(cè)量?jī)x．裝置D是軸承恒定拉力裝置，在設(shè)定的空間范圍內(nèi)能夠給受力砧C提供恒定的拉力．砧C的質(zhì)量m0＝1kg，裝置D提供的恒定拉力F＝20N．在裝置D外殼上安裝了連接到計(jì)算機(jī)的位移傳感器測(cè)速裝置A，在砧C上固定了輕質(zhì)電磁波反射板B.進(jìn)入工作狀態(tài)后，通過裝置A和反射板B可以繪制砧C的運(yùn)動(dòng)圖象．連接砧C末端的輕質(zhì)繩可以把待測(cè)物體固定在砧C上．在某次太空實(shí)驗(yàn)中，宇航員要用太空質(zhì)量測(cè)量?jī)x測(cè)量某實(shí)驗(yàn)樣品的質(zhì)量，輕質(zhì)繩固定樣品后，拉出受力砧至最大位置后釋放，計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)了如圖乙所示的物理圖象．試求：(1)在此次實(shí)驗(yàn)中，砧C運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小a；(2)實(shí)驗(yàn)樣品的質(zhì)量m；(3)輕質(zhì)繩施加給實(shí)驗(yàn)樣品的拉力大小T.課時(shí)作業(yè)(九)1．解析：當(dāng)拉力F小于最大靜摩擦力時(shí)，物塊靜止不動(dòng)，加速度為零，當(dāng)F大于最大靜摩擦力時(shí)，根據(jù)F－Ff＝ma知，隨F的增大，加速度a線性增大，故選項(xiàng)C正確．答案：C2．解析：由v2＝2ax得x＝eq\f(1,2a)v2，結(jié)合x-v2圖象可知小物塊的加速度a＝5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，小物塊的加速度a＝gsinθ，所以θ＝30°，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A3．解析：相對(duì)靜止的兩個(gè)物體具有相同的加速度，即A、B整體的加速度方向水平向左，根據(jù)牛頓第二定律知，小球受到的重力和支持力N的合力方向水平向左．設(shè)N與豎直方向的夾角為θ，如圖所示，則cosθ＝eq\f(R－H,R)＝eq\f(2,3)，sinθ＝eq\r(1－cos2θ)＝eq\f(\r(5),3)，則tanθ＝eq\f(\r(5),2)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)小球有mgtanθ＝ma，解得小球的加速度a＝eq\f(\r(5),2)g，對(duì)A、B整體有F＝(M＋m)a，解得F＝eq\f(\r(5),2)(M＋m)g，選項(xiàng)D正確．答案：D4．解析：從小球接觸彈簧上端O點(diǎn)到將彈簧壓縮至最短的過程中，彈簧彈力F＝kx，由牛頓第二定律可得mg－kx＝ma，解得a＝g－eq\f(k,m)x，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；加速度隨時(shí)間的變化是先減小再反向增大，但不是按線性關(guān)系變化，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤．答案：B5．解析：題圖甲中的加速度為a1，則有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，解得a1＝gsinθ－μgcosθ題圖乙中的加速度為a2，則有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝(m＋m′)a2，解得a2＝gsinθ－μgcosθ.題圖丙中的加速度為a3，設(shè)F＝m′g，則有(m＋m′)gsinθ－μ(m＋m′)gcosθ＝ma3，解得a3＝eq\f(m＋m′gsinθ－μm＋m′gcosθ,m)故a1＝a2<a3，故B正確．答案：B6．解析：設(shè)滑索的傾角為α，游客的質(zhì)量為M，滑輪的質(zhì)量為m，重力加速度為g，若不考慮任何阻力，對(duì)滑輪及游客組成的整體應(yīng)用牛頓第二定律有(M＋m)gsinα＝(M＋m)a，解得a＝gsinα，當(dāng)懸掛繩與滑索垂直時(shí)，對(duì)游客隔離并進(jìn)行受力分析，有F合＝Ma＝Mgsinα；若滑索與滑輪之間有摩擦，而游客不受空氣阻力，則當(dāng)游客勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸掛繩必須在豎直方向，此時(shí)游客受懸掛繩的拉力與自身重力處于平衡狀態(tài)；若同時(shí)考慮滑輪與滑索間的摩擦以及游客所受的空氣阻力，則懸掛繩應(yīng)該在垂直于滑索與豎直方向之間，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B7．解析：當(dāng)F作用在Q上時(shí)，對(duì)P、Q組成的整體應(yīng)用牛頓第二定律可得F＝(3m＋2m)a1，對(duì)P隔離分析可知T＝kL1＝3ma1，聯(lián)立解得L1＝eq\f(3F,5k)，當(dāng)2F的力作用在P上時(shí)，分別對(duì)P、Q組成的整體和Q進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律可得2F＝(3m＋2m)a2，T′＝kL2＝2ma2，聯(lián)立解得L2＝eq\f(4F,5k)，則eq\f(L1,L2)＝eq\f(3,4)，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A8．解析：設(shè)物體的質(zhì)量為m，靜止時(shí)彈簧的壓縮量為Δx，由二力平衡條件可知：kΔx＝mg①剛開始的合外力即為拉力F＝10N，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：F＝ma②拉力F＝30N時(shí)，由牛頓第二定律得：F′－mg＝ma③聯(lián)立①②③式解得，物體的質(zhì)量m＝2kg，物體的加速度大小a＝5m/s2，勁度系數(shù)k＝500N/m，只有選項(xiàng)D正確．答案：D9．解析：設(shè)繩中拉力為FT，A、B、C共同的加速度為a，與C相連部分的繩與豎直方向夾角為α，由牛頓第二定律，對(duì)A、B、C組成的整體有F＝3ma①對(duì)B有F－FT＝ma②對(duì)C有FTcosα＝mg③FTsinα＝ma④聯(lián)立①②式，得FT＝2ma⑤聯(lián)立③④式，得Feq\o\al(2,T)＝m2(a2＋g2)⑥聯(lián)立⑤⑥式，得a＝eq\f(\r(3),3)g⑦聯(lián)立①⑦式，得F＝eq\r(3)mg.答案：eq\r(3)mg10．解析：由題圖丙知，0～2s內(nèi)小環(huán)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a＝0.5m/s2，由牛頓第二定律得F1－mgsinα＝ma,2s后小環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得F2＝mgsinα，由以上各式代入題圖中數(shù)據(jù)解得小環(huán)的質(zhì)量m＝1kg，細(xì)桿與地面的夾角α＝30°，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C11．解析：本題考查超、失重和系統(tǒng)牛頓第二定律問題.0～t1時(shí)間內(nèi)，從題圖乙可以