高考物理總復(fù)習(xí) 第三章 第二單元 第3課 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用

一、單項(xiàng)選擇題1．下列哪件儀器在太空中運(yùn)轉(zhuǎn)的航天飛船內(nèi)不能使用()A．彈簧秤B．體重計(jì)C．體溫計(jì)D．?dāng)z影機(jī)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(shí)，彈簧壓縮量為x，在裝置做自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如下圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是()A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)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(tái)上，用如圖所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺(tái)和自己提升上來(lái)．圖中跨過(guò)定滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦．吊臺(tái)的質(zhì)量為m＝15kg，人的質(zhì)量為M＝55kg，起動(dòng)時(shí)吊臺(tái)向上的加速度是a＝0.2m/s2，這時(shí)吊臺(tái)對(duì)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(biāo)全國(guó)理綜)如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)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(dòng)摩擦力相等．現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F＝kt(k是常數(shù))，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(xiàng)選擇題6．下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是()A．汽車(chē)駛過(guò)拱形橋頂端B．蕩秋千的小孩通過(guò)最低點(diǎn)C．跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起，離開(kāi)跳板向上運(yùn)動(dòng)D．火箭點(diǎn)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(shí)間的關(guān)系圖象如下圖所示，則()A．t3時(shí)刻火箭距地面最遠(yuǎn)B．t2～t3的時(shí)間內(nèi)，火箭在向下降落C．t1～t2的時(shí)間內(nèi)，火箭處于超重狀態(tài)D．0～t3的時(shí)間內(nèi)，火箭始終處于失重狀態(tài)8．如圖所示，當(dāng)汽車(chē)勻加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車(chē)天花板上吊著的質(zhì)量為m的小球相對(duì)豎直方向向左偏過(guò)一個(gè)角度，測(cè)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(chē)的加速度為eq\r(3)gD．汽車(chē)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(shuō)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(dòng)，則FAB＝eq\f(F,3)D．若地面有摩擦，且A、B被推動(dòng)，則FAB＝eq\f(F,2)10．如圖所示，傾角為α的斜面靜止不動(dòng)，滑輪的質(zhì)量和摩擦不計(jì)，質(zhì)量為M的物體A與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等)，質(zhì)量為m的物體B通過(guò)定滑輪用細(xì)線與M相連接，則()A．當(dāng)m＞M(sinα＋μcosα)時(shí)，m一定有向下的加速度B．當(dāng)m＜M(sinα＋μcosα)時(shí)，m一定有向上的加速度C．當(dāng)m＞M(sinα－μcosα)時(shí)，m一定有向下的加速度D．當(dāng)m＜M(sinα－μcosα)時(shí)，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(zhì)量M＝1kg的木板靜止在水平面上，質(zhì)量m＝1kg、大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端．設(shè)最大摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.1，鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.4，g取10m/s2.現(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向左的力F＝8N，經(jīng)1s鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端，求木板的長(zhǎng)度．12．(2012·深圳一調(diào))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(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器．當(dāng)力傳感器受壓時(shí)，其示數(shù)為正值；當(dāng)力傳感器被拉時(shí)，其示數(shù)為負(fù)值．一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從C點(diǎn)由靜止滑下，傳感器記錄其所受到的力和時(shí)間的關(guān)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(shí)的速度；(2)滑塊的質(zhì)量；(3)滑塊在水平面上做減速運(yùn)動(dòng)的位移．參考答案1．解析：要靠豎直方向上產(chǎn)生的壓力才能產(chǎn)生讀數(shù)的儀器就不能用，如體重計(jì)．而彈簧秤可以用來(lái)測(cè)拉力．答案：B2．解析：在自由落體運(yùn)動(dòng)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(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒(méi)有改變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，B選項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤、D選項(xiàng)正確．答案：D4．解析：選人和吊臺(tái)整體為研究對(duì)象，受力如圖(a)所示，F(xiàn)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(duì)象，受力如圖(b)所示，其中FN是吊臺(tái)對(duì)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(kāi)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(dāng)相對(duì)滑動(dòng)后，木板只受滑動(dòng)摩擦力，a1不變，木塊受F及滑動(dòng)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(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D均錯(cuò)誤．答案：A6．解析：本題考查了超重、失重現(xiàn)象的本質(zhì)．物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有豎直向上的加速度，屬于超重現(xiàn)象．A、C兩個(gè)選項(xiàng)中的汽車(chē)和運(yùn)動(dòng)員都具有豎直向下的加速度，均錯(cuò)誤；B、D兩個(gè)選項(xiàng)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(nèi)速度始終大于零，表明這段時(shí)間內(nèi)火箭一直在上升，t3時(shí)刻速度為零，停止上升，高度達(dá)到最高，離地面最遠(yuǎn)，A正確、B錯(cuò)誤．t1～t2的時(shí)間內(nèi)，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭應(yīng)處于超重狀態(tài)，而在t2～t3時(shí)間內(nèi)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(cuò)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(gè)角后與車(chē)箱相對(duì)靜止，故汽車(chē)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，F(xiàn)AB＝mBa＝meq\f(F,2m)＝eq\f(F,2).若地面有摩擦，且A、B被推動(dòng)，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(dāng)A相對(duì)斜面向上滑動(dòng)時(shí)，斜面對(duì)A有向下的摩擦力，由整體法有：mg－Mgsinα－μMgcosα＝(M＋m)a＞0；即當(dāng)m＞M(sinα＋μcosα)時(shí)，m一定有向下的加速度，A項(xiàng)正確B項(xiàng)錯(cuò)誤．當(dāng)A相對(duì)斜面向下滑動(dòng)時(shí)，斜面對(duì)A有向上的摩擦力，由整體法有：Mgsinα－μMgcosα－mg＝(M＋m)a＞0；即當(dāng)m＜M(sinα－μcosα)時(shí)，m一定有向上的加速度，D項(xiàng)正確C項(xiàng)錯(cuò)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(shè)木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，經(jīng)時(shí)間t鐵塊運(yùn)動(dòng)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(lián)立①②③④⑤解得：L＝1m.答案：1m12．解析：(1)滑塊沿斜面下滑時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1＝1s，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得滑塊滑至斜面底端時(shí)的速度v1＝a1t1＝6m/s.(2)由F－t圖象可知：滑塊沿斜面下滑時(shí)，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