(全國(guó)版)2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律11牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練

11牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（1）(2017·上海松江區(qū)一模)如下圖，小車靜止在圓滑的水平面上，車上固定一傾斜的直桿，直桿頂端固定著小球，當(dāng)小車向左做勻加快運(yùn)動(dòng)時(shí)，球受桿的作使勁的方向可能沿圖中的( )A．OA方向B．OB方向C．OC方向D．OD方向答案A分析小球和小車的加快度同樣，所以小球在重力和桿的作使勁兩個(gè)力的作用下也沿水平向左的方向加快運(yùn)動(dòng)，加快度水平向左，依據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，加快度的方向與協(xié)力的方向同樣，故小球所受的協(xié)力方向水平向左，依據(jù)力的合成知識(shí)可知，直桿對(duì)小球的作使勁只可能沿OA方向，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．(2017·山東師大附中質(zhì)檢)(多項(xiàng)選擇)如下圖，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平川面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2)( )A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)2s速度減為零C．物體速度減為零后將保持靜止D．物體速度減為零后將向右運(yùn)動(dòng)答案BCF＋Ff分析物體遇到向右的滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)f＝μFN＝μG＝3N，依據(jù)牛頓第二定律得，a＝m2＋322v010＝1m/s＝5m/s，方向向右，物體減速到0所需的時(shí)間t＝a＝5s＝2s，B正確，A錯(cuò)誤。減速到零后，F(xiàn)<Ff，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不再運(yùn)動(dòng)，C正確，D錯(cuò)誤。13.(2017·呼和浩特模擬)如下圖，起落機(jī)天花板上用輕彈簧懸掛一物體，起落機(jī)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為10cm，運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為9cm，則起落機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是(g＝10m/s2)( )A．以a＝1m/s2的加快度加快上漲B．以a＝1m/s2的加快度加快降落C．以a＝9m/s2的加快度減速上漲D．以a＝9m/s2的加快度減速降落答案B分析依據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為9cm，小于靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為10cm，可知起落機(jī)的加快度向下，則起落機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是以a＝1m/s2的加快度加快降落；也可能是以a＝1m/s2的加快度減速上漲，B正確。乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅行者絕妙的選擇。若某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加快度a上行，如下圖。在纜車中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn))。則( )A．小物塊遇到的摩擦力方向平行斜面向上B．小物塊遇到的摩擦力方向平行斜面向下1C．小物塊遇到的滑動(dòng)摩擦力為2mg＋maD．小物塊遇到的靜摩擦力為ma答案A分析小物塊相對(duì)斜面靜止，所以小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力。纜車以加快度a上行，小物塊的加快度也為，以物塊為研究對(duì)象，則有f－sin30°＝，f＝1＋，aFmgmaF2mgma2方向平行斜面向上，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。(2017·南通模擬)(多項(xiàng)選擇)如下圖，A、B兩球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為θ的斜面圓滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．兩個(gè)小球的剎時(shí)加快度均沿斜面向下，大小均為gsinθB．B球的受力狀況未變，剎時(shí)加快度為零C．A球的剎時(shí)加快度沿斜面向下，大小為2gsinθD．彈簧有縮短的趨向，B球的剎時(shí)加快度向上，A球的剎時(shí)加快度向下，剎時(shí)加快度都不為零答案BC分析設(shè)彈簧的彈力大小為，由均衡條件可知，＝sinθ，燒斷細(xì)線以后瞬時(shí)，彈FFmg簧彈力不變，故B球受力狀況不變，加快度為零，B正確，A、D錯(cuò)誤；以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可得＋sinθ＝A，解得A＝2sinθ，C正確。Fmgmaag6．(2017·臨沂高三檢測(cè))如下圖，在傾角為θ＝30°的圓滑斜面上，物塊A、B質(zhì)量分別為和2。物塊A靜止在輕彈簧上邊，物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連，、緊挨在一同mmAB但A、B之間無(wú)彈力。已知重力加快度為g，某時(shí)刻把細(xì)線剪斷，當(dāng)細(xì)線剪斷瞬時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．物塊A的加快度為0Bg．物塊A的加快度為3gC．物塊B的加快度為0D．物塊B的加快度為2答案B1分析剪斷細(xì)線前，彈簧的彈力：F彈＝mgsin30°＝2mg，細(xì)線剪斷的瞬時(shí)，彈簧的彈力13mgsin30°－Fg不變，仍為F＝2mg；剪斷細(xì)線瞬時(shí)，對(duì)A、B系統(tǒng)，加快度為：a＝彈＝3，彈3m3g即A和B的加快度均為3，B正確。7．聲音在空氣中的流傳速度v與空氣的密度ρ、壓強(qiáng)p相關(guān)。以下速度的表達(dá)式(k為比率系數(shù)，無(wú)單位)中正確的選項(xiàng)是()A．＝pB．＝kpkρρvvC．v＝kρD．v＝kpρp答案B分析速度的單位為m/s，所以看哪個(gè)表達(dá)式能導(dǎo)出這個(gè)單位即為正確。由各物理量單位之間的關(guān)系確立算式能否正確。壓強(qiáng)Fkg·m/s2kgp可由公式p＝求得，則其單位為2＝2。Smm·sm3p22密度ρ可由公式ρ＝V求得，則其單位為kg/m。由題意知k無(wú)單位，則kρ的單位為m/s，kpkρ明顯不是速度的單位，A錯(cuò)誤。同理可知ρ的單位為m/s，B正確。p的單位為s/m，也不是速度的單位，kg，不是速度的單位，D錯(cuò)誤。C錯(cuò)誤。kpρ的單位為2m·s如下圖，兩根長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2的圓滑桿AB和BC在B點(diǎn)垂直焊接，當(dāng)按圖示方式固定在豎直平面內(nèi)時(shí)，將一滑環(huán)從B點(diǎn)由靜止開釋，分別沿BA和滑到桿的底端經(jīng)歷的BC時(shí)間同樣，則這段時(shí)間為( )A.2L1L2B.2L1L2gg2222C.2L1＋L2D.2L1＋L2ggL1＋2L答案C分析設(shè)BA和BC傾角分別為α和β，依據(jù)牛頓第二定律得：滑環(huán)沿BA下滑的加快度sinαsinβ＝gsinα，沿BC下滑的加快度為a2＝＝gsinβ。設(shè)下滑時(shí)間為t，由為a1＝mm12122222題有：L1＝2a1t，L2＝2a2t。由幾何知識(shí)有：sinα＝cosβ，聯(lián)立以上各式解得t＝1g，故C正確。9.(2016·江蘇高考)(多項(xiàng)選擇)如下圖，一只貓?jiān)谧肋吤偷貙⒆啦紡聂~缸下拉出，魚缸最4終沒有滑出桌面。若魚缸、桌布、桌面兩兩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等，則在上述過程中( )A．桌布對(duì)魚缸摩擦力的方向向左B．魚缸在桌布上的滑動(dòng)時(shí)間和在桌面上的相等C．若貓?jiān)龃罄Γ~缸遇到的摩擦力將增大D．若貓減小拉力，魚缸有可能滑出桌面答案BD分析將桌布從魚缸下拉出的過程，魚缸相對(duì)桌布向左運(yùn)動(dòng)，所以桌布對(duì)它的摩擦力方向向右，A錯(cuò)誤；設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，魚缸在桌布對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力的作用下做初速度為零的勻加快運(yùn)動(dòng)，加快度大小為μ，設(shè)經(jīng)過t1時(shí)間魚缸滑離桌布，滑離時(shí)的速度為v，則vg＝μgt1；魚缸滑到桌面上后，做勻減速運(yùn)動(dòng)，加快度大小也為μg，所以魚缸在桌面上運(yùn)動(dòng)v的時(shí)間t2＝μg，所以t1＝t2，B正確；若貓?jiān)龃罄?，魚缸遇到的摩擦力仍為滑動(dòng)摩擦力，大小為μmg，保持不變，C錯(cuò)誤；若貓減小拉力，則魚缸與桌布間的摩擦力有可能小于滑動(dòng)摩擦力，則魚缸與桌布一同運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而滑出桌面，D正確。(2014·全國(guó)卷Ⅰ)如下圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)使小車從靜止開始向左加快，加快度從零開始漸漸增大到某一值，而后保持此值，小球穩(wěn)固地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))。與穩(wěn)固在豎直地點(diǎn)時(shí)對(duì)比。小球的高度( )A．必定高升B．必定降低C．保持不變D．高升或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定答案A5分析設(shè)橡皮筋的原長(zhǎng)為l0，橡皮筋的伸長(zhǎng)量為x，小球到架子懸點(diǎn)的高度為。對(duì)小h球受力剖析如下圖，靜止時(shí)：kx1＝，加快時(shí)：kx2cosθ＝。得1＝0＋1＝0＋mg，2mgmghlxlkhmg＝(l0＋x2)cosθ＝l0cosθ＋k，故h1>h2。小球高升，A正確。(2017·天水一模)(多項(xiàng)選擇)如下圖，在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不行伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰巧為零。在剪斷輕繩的瞬時(shí)(g取10m/s2)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A．小球受力個(gè)數(shù)不變B．小球立刻向左運(yùn)動(dòng)，且a＝8m/s2C．小球立刻向左運(yùn)動(dòng)，且a＝10m/s2D．若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬時(shí)小球加快度為零答案BD分析在剪斷輕繩前，小球受重力、繩索的拉力以及彈簧的彈力處于均衡，依據(jù)共點(diǎn)力均衡得，彈簧的彈力：F＝mgtan45°＝10×1N＝10N，剪斷輕繩的瞬時(shí)，彈簧的彈力仍舊為N，小球此時(shí)受重力、支持力、彈簧彈力和摩擦力四個(gè)力作用。小球的受力個(gè)數(shù)發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；小球所受的最大靜摩擦力為：Ff＝μmg＝0.2×10N＝2N，依據(jù)牛頓第二定律得小球的加快度為：a＝F－Ff＝10－2m/s2＝8m/s2，協(xié)力方向向左，所以向左運(yùn)動(dòng)，故B正確，m1錯(cuò)誤；剪斷彈簧的瞬時(shí)，輕繩對(duì)小球的拉力瞬時(shí)為零，此時(shí)小球所受的協(xié)力為零，則小球的加快度為零，故D正確。12．(2017·廣東肇慶二模)設(shè)雨點(diǎn)著落過程中遇到的空氣阻力與雨點(diǎn)(可當(dāng)作球形)的橫截面積S成正比，與著落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，此中k為比率常數(shù)，且雨點(diǎn)最后都做勻速運(yùn)動(dòng)。已知球的體積公式為V＝4πr3(r為半徑)。若兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為1∶362，則這兩個(gè)雨點(diǎn)的落地速度之比為( )A．1∶2B．1∶2C．1∶4D．1∶8答案A224分析當(dāng)雨點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力相等，即f＝mg，故k×πr×v＝ρ×3πr3g，即v2＝4ρrg，因?yàn)閮蓚€(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為1∶2，則落地速度之比為1∶2，A正確。3k(2017·廣東深圳二模)如下圖，一質(zhì)量為m的正方體物塊置于風(fēng)洞內(nèi)的水平面上，其一面與風(fēng)速垂直，當(dāng)風(fēng)速為v0時(shí)恰巧能推進(jìn)該物塊。已知風(fēng)對(duì)物塊的推力F正比于Sv2，此中v為風(fēng)速、S為物塊迎風(fēng)面積。當(dāng)風(fēng)速變成2v0時(shí)，恰巧能推進(jìn)用同一資料做成的另一正方體物塊，則該物塊的質(zhì)量為( )A．64mB．32mC．8mD．4m答案A分析設(shè)質(zhì)量為的正方體物塊的邊長(zhǎng)為a，物塊被勻速推進(jìn)，依據(jù)均衡條件，有＝，mFf2＝，此中＝222＝μ＝μ＝μρ3，解得＝kv020，0＝kav0，aga，此刻風(fēng)速變成vNmgFkSvfNmgμρg故恰巧能推進(jìn)的物塊邊長(zhǎng)為本來(lái)的4倍，故體積為本來(lái)的64倍，質(zhì)量為本來(lái)的64倍，故A正確。14．(2017·天津五區(qū)縣聯(lián)考)如圖甲所示，圓滑平臺(tái)右邊與一長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2.5m的水平木板相接，木板固定在地面上，現(xiàn)有一小滑塊以初速度v0＝5m/s滑上木板，恰巧滑到木板右端靜止?，F(xiàn)讓木板右端抬高，如圖乙所示，使木板與水平川面的夾角θ＝37°，讓滑塊以同樣的初速度滑上木板，不計(jì)滑塊滑上木板時(shí)的能量損失，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)滑塊從滑上傾斜木板到滑回木板底端所用的時(shí)間t。7答案(1)0.5(2)1＋52s分析(1)設(shè)滑塊質(zhì)量為m，木板水平常滑塊加快度大小為a，則對(duì)滑塊有μmg＝ma，滑2塊恰巧滑到木板右端靜止，則2v0＝0.5。0gL(2)當(dāng)木板傾斜時(shí)，設(shè)滑塊上滑時(shí)的加快度大小為a，上滑的最大距離為s，上滑的時(shí)間1為t1，有2μmgcosθ＋mgsinθ＝ma1,0－v0＝－2a1s,0＝v0－a1t11解得s＝1.25m，t1＝2s。設(shè)滑塊下滑時(shí)的加快度大小為2，下滑的時(shí)間為t2，有sinθ－μcosθ＝2，＝amgmgmas122a2t25解得t2＝2s，滑塊從滑上傾斜木板到滑回木板底端所用的時(shí)間t＝t1＋t2＝1＋5s。2(2017·廣西欽州質(zhì)檢)質(zhì)量m＝1kg的物體在F＝20N的水平推力作用下，從足夠長(zhǎng)的粗拙斜面的底端A點(diǎn)由靜止開始沿斜面運(yùn)動(dòng)，物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25，斜面固定不動(dòng)，與水平川面的夾角α＝37°，力F作用4s后撤去，撤去力F后5s物體正好經(jīng)過斜面上的B點(diǎn)(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)。求：撤去力F時(shí)物體的速度；力F作用下物體發(fā)生的位移；AB之間的距離。答案(1)20m/s(2)40m(3)52.5m8分析(1)對(duì)物體受力剖析如下圖。將G和F分解，有FN＝Fsinα＋mgcosα＝20×0.6N＋10×0.8N＝20N，F(xiàn)cosα－μFN－mgsinα＝ma1，解得a1＝5m/s2，4s