2020屆高考物理總復(fù)習(xí)作業(yè)14專題牛頓運(yùn)動定律題型研究(含解析)

作業(yè)14專題牛頓運(yùn)動定律題型研究一、選擇題1．如圖14－1所示，AB和CD為兩條圓滑斜槽，它們各自的兩個端點(diǎn)均分別位于半徑為R和r的兩個相切的圓上，且斜槽都經(jīng)過切點(diǎn)P.設(shè)有一重物先后沿兩個斜槽，從靜止出發(fā)，由A滑到B和由C滑到，所用的時間分別為t1和2，則t1與2之比為( )Dtt圖14－1A．2∶1B．1∶1C.3∶1D．1∶3分析：設(shè)圓滑斜槽軌道與水平面的夾角為θ，則物體下滑時的加快度為a＝gsinθ，由122s幾何關(guān)系，斜槽軌道的長度s＝2(R＋r)sinθ，由運(yùn)動學(xué)公式s＝2at，得t＝a＝2×2（R＋r）sinθ＝2R＋r，即所用的時間t與傾角θ沒關(guān)，所以t1＝t2，B項(xiàng)正gsinθg確．答案：B2．如圖14－2甲所示，繃緊的水平傳遞帶一直以恒定速度v1運(yùn)行．初速度大小為v2的小物塊從與傳遞帶等高的圓滑水平川面上的A處滑上傳遞帶．若從小物塊滑上傳遞帶開始計(jì)時，小物塊在傳遞帶上運(yùn)動的v－t圖象(以地面為參照系)如圖14－2乙所示．已知v2>v1，則()圖14－2A．t2時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大B．t2時刻，小物塊相對傳遞帶滑動的距離達(dá)到最大C．0～t2時間內(nèi)，小物塊遇到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3時間內(nèi)，小物塊一直遇到大小不變的摩擦力作用分析：小物塊對地速度為零時，即t1時刻，向左走開A處最遠(yuǎn)，t2時刻，小物塊相對傳遞帶靜止，此時不再相對傳遞帶滑動，所以從開始到現(xiàn)在，它相對傳遞帶滑動的距離最大，錯誤、B正確.0～t2時間內(nèi)，小物塊遇到的摩擦力為滑動摩擦力，方向一直向右，大小不變，

At2時刻此后小物塊相對傳遞帶靜止，與傳遞帶一同以速度C、D錯誤．

v1勻速運(yùn)動，不再受摩擦力作用，答案：

B圖14－33．如圖14－3所示，物體A疊放在物體B上，B置于圓滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為mA＝6kg、mB＝2kg，A、B之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，開始時F＝10N，今后漸漸增添，在增大到45N的過程中，則(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( )A．當(dāng)拉力F<12N時，物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)B．兩物體開始沒有相對運(yùn)動，當(dāng)拉力超出

12N

時，開始相對滑動C．兩物體從受力開始就有相對運(yùn)動D．兩物體一直沒有相對運(yùn)動分析：第一認(rèn)識各物體的運(yùn)動狀況，B運(yùn)動是因?yàn)锳對它有靜摩擦力，但因?yàn)殪o摩擦力存在最大值，所以B的加快度存在最大值，能夠求出此加快度下拉力的大小；假如拉力再增大，則物體間就會發(fā)生相對滑動，所以這里存在一個臨界點(diǎn)，就是A、B間靜摩擦力達(dá)到最大值時拉力F的大小，以A為研究對象進(jìn)行受力剖析，A受水平向右的拉力，水平向左的靜摩擦力，則有－f＝A，再以B為研究對象，B受水平向右的靜摩擦力f＝B，當(dāng)f為最大FFmaFmaF靜摩擦力時，解得a＝F＝μmg＝12m/s2＝6m/s2，F(xiàn)＝48N，由此能夠看出當(dāng)F<48N時，A、fABB2mmB間的摩擦力達(dá)不到最大靜摩擦力，也就是說，A、B間不會發(fā)生相對運(yùn)動，故D正確．答案：D圖14－44．如圖14－4所示，圓滑細(xì)桿、和組成矩形的兩鄰邊和對角線，∶∶BCDCACABCDACBCDC＝5∶4∶3，AC桿豎直，各桿上分別套有一質(zhì)點(diǎn)小球a、b、d，a、b、d三小球的質(zhì)量比為1∶2∶3，現(xiàn)讓三小球同時從各桿的極點(diǎn)由靜止開釋，不計(jì)空氣阻力，則a、b、d三小球在各桿上滑行的時間之比為()A．1∶1∶1B.5∶4∶3C．5∶8∶9D．1∶2∶3分析：設(shè)AC＝5L，BC＝4L，DC＝3L.a、b、d三小球在各桿上滑行的時間分別為t1、t2、t3.加快度分別為a1、a2、a3.由幾何知識得，BC的傾角為α＝53°，的傾角為β＝37°.DCa球下滑過程，a1＝g1210L由5L＝2gt1得t1＝g依據(jù)牛頓第二定律得：沿下滑的小球，加快度為BCa2＝mgsinα＝sin53°＝0.8gmg1210L由位移時間公式得：4L＝2a2t2得t2＝g沿DC下滑的小球，加快度為a3＝mgsinβ＝sin37°＝0.6gmg1210L由位移時間公式得：3L＝2a3t3得t3＝g所以t∶t∶t＝1∶1∶1.應(yīng)選A.123答案：A圖14－55．豎直正方形框內(nèi)有三條圓滑軌道OB、OC和OD.三軌道交于O點(diǎn)，且與水平方向的夾角分別為30°、45°和60°.現(xiàn)將甲、乙、丙三個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球同時從分別沿OB、OC和OD運(yùn)動抵達(dá)斜面底端．則三小球抵達(dá)斜面底端的先后序次是

O點(diǎn)由靜止開釋，( )A．甲、乙、丙B．丙、乙、甲C．甲、丙同時抵達(dá)，乙后抵達(dá)D．不可以確立三者抵達(dá)的次序l分析：對乙、丙：設(shè)斜面的傾角為θ，則下滑的加快度a＝gsinθ，下滑的位移x＝sinθ1222l依據(jù)x＝2at得t＝xa＝gsin2θ，故傾角越大的著落時間越短，故乙和丙兩小球，丙t＝2x2l4l先抵達(dá)底端；對甲、乙：運(yùn)動究竟端的時間a＝gsinθcosθ＝gsin2θ，則甲、乙兩小球中，乙時間短，先抵達(dá)底端；三小球抵達(dá)斜面底端的先后序次是丙、乙、甲，故B項(xiàng)正確．答案：B圖14－66．如圖14－6所示為糧袋的傳遞裝置，已知A、B兩頭間的距離為L，傳遞帶與水平方向的夾角為θ，工作時運(yùn)行速度為v，糧袋與傳遞帶間的動摩擦因數(shù)為μ，正常工作時工人在A端將糧袋放到運(yùn)行中的傳遞帶上．設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加快度大小為g.對于糧袋從A到B的運(yùn)動，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．糧袋抵達(dá)

B端的速度與

v比較，可能大，可能小也可能相等B．糧袋開始運(yùn)動的加快度為

g(sin

θ－μcosθ)，若

L足夠大，則此后將以速度

v做勻速運(yùn)動C．若μ≥tanθ，則糧袋從D．不論μ大小怎樣，糧袋從

A端到B端必定是向來做加快運(yùn)動A端到B端向來做勻加快運(yùn)動，且加快度

a≥gsin

θ分析：若傳遞帶較短，糧袋在傳遞帶上可能向來做勻加快運(yùn)動，抵達(dá)B端時的速度小于v；若μ≥tanθ，則糧袋先做勻加快運(yùn)動，當(dāng)速度與傳遞帶的速度同樣后，做勻速運(yùn)動，到達(dá)B端時速度等于v；若μ<tanθ，則糧袋先做加快度為g(sinθ＋μcosθ)的勻加快運(yùn)動，當(dāng)速度與傳遞帶同樣后做加快度為g(sinθ－μcosθ)的勻加快運(yùn)動，抵達(dá)B端時的速度大于v，A正確；糧袋開始時速度小于傳遞帶的速度，相對傳遞帶的運(yùn)動方向是沿傳遞帶向上，所以遇到沿傳遞帶向下的滑動摩擦力，大小為μmgcosθ，依據(jù)牛頓第二定律得加快度a＝mgsinθ＋μgcosθm

＝g(sin

θ＋μcosθ)，B錯誤；若μ≥tan

θ，糧袋從

A到

B可能向來是做勻加快運(yùn)動，也可能先勻加快運(yùn)動，當(dāng)速度與傳遞帶的速度同樣后，做勻速運(yùn)動，錯誤．答案：A

C、D均圖14－77．(2019年臨沂模擬)(多項(xiàng)選擇)如圖14－7所示，Oa，Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點(diǎn)，a為最低點(diǎn)，O′為圓心．每根桿上都套著一個小滑環(huán)(未畫出)，兩個滑環(huán)從O點(diǎn)無初速開釋，一個滑環(huán)從d點(diǎn)無初速釋放，用t1、2、3分別表示滑環(huán)沿、、抵達(dá)、所用的時間，則以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是()ttOaObdaabA．t＝t2B．t>t312C．t<D．t＝t1213分析：設(shè)ob與豎直方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系得oa與豎直方向的夾角為12θ，環(huán)沿oa下滑時的加快度大小為θa＝gcosθ，設(shè)ob長為212θ12θ1222LL，由幾何關(guān)系得oa長為Lcos2，依據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有L＝2a2t2，Lcos2＝2a1t1，得t1＝g，22L2L2Lt2＝gcosθ，由此獲得t1<t2；因?yàn)閠1＝g，同理可獲得t3＝g，所以t1＝t3，t2>t3，故A項(xiàng)錯誤，BCD項(xiàng)正確．答案：BCD8.(多項(xiàng)選擇)如圖14－8所示，水平傳遞帶A、B兩頭相距x＝4m，以v0＝4m/s的速度(始終保持不變)順時針運(yùn)行，今將一小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地輕放至A端，因?yàn)槊簤K與傳送帶之間有相對滑動，會在傳遞帶上留下劃痕．圖14－8已知煤塊與傳遞帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，取重力加快度大小g＝10m/s2，則煤塊從A運(yùn)動到B的過程中( )A．煤塊從A運(yùn)動到B的時間是2.25sB．煤塊從A運(yùn)動到B的時間是1.5sC．劃痕長度是0.5mD．劃痕長度是2m分析：依據(jù)牛頓第二定律，煤塊的加快度＝μmg2＝4m/s，煤塊運(yùn)動到速度與傳遞帶am速度相等時的時間tv0x＝12111度勻速運(yùn)動直至B端，所以劃痕長度即為煤塊相對于傳遞帶的位移大小，即x＝v0t1－x1＝2m，選項(xiàng)C錯誤，D正確；x2＝－1＝2m，勻速運(yùn)動的時間t2＝x2t＝0.5s，運(yùn)動的總時間xxv0t1＋t2＝1.5s，選項(xiàng)A錯誤，B正確．答案：BD9．(2019年南陽一中月考)(多項(xiàng)選擇)如圖滑水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊(質(zhì)量設(shè)為

14－9甲所示，質(zhì)量為M＝2kg的木板靜止在光m)從木板的左邊沿木板表面水平?jīng)_上木板．物塊和木板的速度—時間圖象如圖

14－9乙所示，g＝10m/s2，聯(lián)合圖象，以下說法正確的選項(xiàng)是

(

)圖14－9A．可求得物塊在前2s內(nèi)的位移x＝5mB．可求得物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2C．可求得物塊的質(zhì)量m＝2kgD．可求得木板的長度L＝2m4＋2分析：物塊在前

2s內(nèi)的位移

x＝

2

×1m＋2×1m＝5m，A正確；由題圖可知物塊加速度大小為a1＝2m/s2，則μg＝2m/s2，μ＝0.2，B正確；由運(yùn)動學(xué)圖象知，兩物體加快度大小同樣，設(shè)物塊加快度大小為a1，木板加快度大小為a2，則有μmg＝ma1＝Ma2，則m＝M2kg，C正確；因?yàn)槲飰K與木板達(dá)到共同速度時不清楚二者的相對地點(diǎn)關(guān)系，故沒法求出木板的長度，D錯誤．答案：ABC10．(多項(xiàng)選擇)如圖14－10所示，三角形傳遞帶以1m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊的傳送帶長都是2m，且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個小物塊的初速度沿傳遞帶下滑，物塊與傳遞帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5.

A、B從傳遞帶頂端都以以下說法正確的選項(xiàng)是(

1m/s)圖14－10A．物塊A先抵達(dá)傳遞帶底端B．物塊、B同時抵達(dá)傳遞帶底端AC．物塊A、B運(yùn)動的加快度大小不一樣D．物塊A、B在傳遞帶上的劃痕長度不同樣分析：因摩擦因數(shù)0.5＜tan37°，所以A、B受力狀況同樣，均受重力、支持力、沿斜面向上的摩擦力，故A、B的加快度同樣，運(yùn)動時間同樣，將同時抵達(dá)底端，應(yīng)選項(xiàng)A、C錯誤，B正確；因?yàn)樾∥飰KA與傳遞帶的運(yùn)動方向同樣，小物塊B與傳遞帶的運(yùn)動方向相反，故物塊A、B在傳遞帶上的劃痕長度不同樣，選項(xiàng)D正確．答案：BD圖14－1111．如圖14－11所示，上方固定有長方體盒子的斜劈A放在固定的斜面體C的斜面上，在盒子內(nèi)放有圓滑球B，B的直徑略小于盒子內(nèi)側(cè)前、后壁間的距離．現(xiàn)使斜劈A在斜面體C上靜止不動，此時盒子內(nèi)側(cè)的、點(diǎn)對球B均無壓力，以下說法中正確的選項(xiàng)是()MNA．若C的斜面圓滑，斜劈A以必定的初速度沿斜面向上滑行，則M點(diǎn)對球B有壓力B．若C的斜面圓滑，斜劈A以必定的初速度沿斜面向上滑行，則N點(diǎn)對球B有壓力C．若D．若

C的斜面粗拙，且斜劈C的斜面粗拙，且斜劈

A沿斜面勻速下滑，則M點(diǎn)對球A沿斜面勻速下滑，則N點(diǎn)對球

B有壓力B有壓力分析：當(dāng)斜面圓滑，斜劈以必定的初速度沿斜面上滑時，剖析斜劈和球整體可知，整體擁有同樣的加快度，大小為

a＝gsin

θ，方向沿斜面向下．依據(jù)牛頓第二定律，故

B球的合力方向沿斜面向下．所以

B球受重力、底部的支持力以及

N對球的彈力．可知

M點(diǎn)對球無壓力，N點(diǎn)對球有壓力，故A錯誤，B正確；斜劈A沿斜面勻速下滑，知B球處于均衡狀態(tài)，所受重力和底部的支持力均衡．所以M、N對球均無壓力，故C、D均錯誤．答案：B12．(2014年高考·江蘇卷)(多項(xiàng)選擇)如圖14－12所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，1靜止疊放在水平川面上．A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為2μ.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加快度為g.現(xiàn)對A施加一水平拉力F，則( )圖14－12A．當(dāng)F<2μmg時，A、B都相對地面靜止B．當(dāng)F＝5μ時，A的加快度為1μg2mg3C．當(dāng)F>3μmg時，A相對B滑動1μgD．不論F為什么值，B的加快度不會超出2分析：依據(jù)牛頓第二定律、力與運(yùn)動的關(guān)系解題．當(dāng)3皆靜止；當(dāng)3B2mgA2μmg<F≤3μmg時，A、B相對靜止，但二者相對地面一同向右做勻加快直線運(yùn)動；當(dāng)F>3μmg時，A相對B向右做加快運(yùn)動，B相對地面也向右加快，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)C正確．當(dāng)＝5F2μ3μmgF－1mg時，A與B共同的加快度a＝23m＝3μg，選項(xiàng)B正確．F較大時，取物塊B為研究對3μmg象，物塊B的加快度最大為2μmg－μ，選項(xiàng)正確．a(chǎn)2＝2＝1Dm2g答案：BCD二、非選擇題13．一平直的傳遞帶以速率v＝2m/s勻速運(yùn)行，在A處把物體輕輕地放到傳遞帶上，經(jīng)過時間t＝6s，物體抵達(dá)B處．A、B相距L＝10m.物體在傳遞帶上勻加快運(yùn)動的時間是多少？假如提升傳遞帶的運(yùn)行速率，物體能較快地傳遞到B處．要讓物體以最短的時間從A處傳遞到B處，傳遞帶的運(yùn)行速率起碼應(yīng)為多大？(3)若使傳遞帶的運(yùn)行速率為v′＝10m/s，則物體從

A傳遞到B的時間又是多少？分析：(1)

物體從

A到

B需經(jīng)歷勻加快運(yùn)動和勻速運(yùn)動兩個過程，

設(shè)物體勻加快運(yùn)動的時間為

t1，勻速運(yùn)動的時間為

vt2，則2t1＋vt2＝Lt1＋t2＝t聯(lián)立解得t1＝2s.為使物體從A至B所用時間最短，物體一定一直處于加快狀態(tài)，因?yàn)槲矬w與傳遞帶之間的滑動摩擦力不變，所以其加快度也不變，而a＝v＝1m/s2t12由2aL＝vmin解得vmin＝25m/s即傳遞帶的運(yùn)行速率起碼為25m/s，(3)傳遞帶速率為v′＝10m/s>25m/s，物體向來做加快度為1m/s2的勻加快運(yùn)動，設(shè)物體從A至B所用最短的時間為t′，則122at′＝Lt′＝2L＝2×10s＝25s.a1答案：(1)2s(2)25m/s(3)25s14．一長木板置于粗拙水平川面上，木板左端擱置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5m，如圖14－13(a)所示．t＝0時刻開始，小物塊與木板一同以共同速度向右運(yùn)動，直至t＝1s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)．碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動過程中小物塊一直未走開木板．已知碰撞后1s時間內(nèi)小物塊的v－t2求圖14－13木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2；木板的最小長度；木板右端離墻壁的最后距離．分析：(1)規(guī)定向右為正方向．木板與墻壁相碰前，小物塊和木板一同向右做勻變速運(yùn)動，設(shè)加快度為a1，小物塊和木板的質(zhì)量分別為和.由牛頓第二定律有mM－μ(m＋M)g＝(m＋M)a①11由題圖