高三物理人教版一輪復(fù)習(xí)第三單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律作業(yè)14

題組層級快練(十四)一、選擇題1．(2017·洛陽模擬)(多選)如圖所示，物塊A的質(zhì)量是B的2倍，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．若物塊與水平面間接觸面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為N1；若物塊與水平面間接觸面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊間的相互作用力大小為N2，則以下判斷正確的是()A．a(chǎn)1＝a2 B．a(chǎn)1＞a2C．N1＝N2 D．N1＞N2答案BC解析若物塊與水平面間接觸而粗糙，受到摩擦力作用，由牛頓第二定律，可知加速度減小，a1>a2，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤．水平面間接觸而光滑，對整體，由牛頓第二定律，F(xiàn)＝(2m＋m)a1，對物塊B，N1＝ma1；水平面間接觸而粗糙，對整體，由牛頓第二定律，F(xiàn)－μ(2m＋m)g＝(2m＋m)a2，對物塊B，N2－μmg＝ma2；聯(lián)立解得：N1＝N2，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．2．(2017·高考壓軸卷)如圖所示，水平桌面上放置一木板甲，長木板上表面粗糙動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，上面放置一鐵塊乙，兩物塊疊放在一起，以相同的速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過兩段長度相等的水平面，其中CD段光滑，DE段粗糙動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，且μ1＜μ2，下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)過程中CD段乙受到的摩擦力方向向左，大小不變B．運(yùn)動(dòng)過程中CD段乙受到的摩擦力方向向右，逐漸增大C．運(yùn)動(dòng)過程中DE段乙受到的摩擦力方向向左，大小不變D．運(yùn)動(dòng)過程中DE段乙受到的摩擦力方向向右，逐漸減小答案C解析取甲、乙系統(tǒng)整體分析有：CD段光滑，由于慣性甲乙以相同的速度向右運(yùn)動(dòng)，水平方向上甲乙之間無摩擦力，所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；DE段粗糙，由于μ1＜μ2，乙相對甲向右滑動(dòng)，乙受到向左的摩擦力，大小不變，所以C項(xiàng)正確．3.(2017·保定一模)(多選)如圖所示，一質(zhì)量M＝3kg、傾角為α＝45°的斜面體放在光滑水平地面上，斜面體上有一質(zhì)量為m＝1kg的光滑楔形物體．用一水平向左的恒力F作用在斜面體上，系統(tǒng)恰好保持相對靜止地向左運(yùn)動(dòng)．重力加速度為g＝10m/s2，下列判斷正確的是()A．系統(tǒng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．F＝40NC．斜面體對楔形物體的作用力FN＝eq\r(2)ND．增大力F，楔形物體將相對斜面體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)答案BD解析A項(xiàng)，系統(tǒng)在水平方向只受推力F作用，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，對m受力分析，受到重力以及斜面的支持力作用，合力向左，根據(jù)牛頓第二定律，得FNcos45°＝mg，mgtan45°＝ma，解得FN＝10eq\r(2)N，a＝10m/s2，對整體，根據(jù)牛頓第二定律得：F＝(M＋m)a＝40N，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，增大力F，則M在水平方向的加速度增大，斜面體對楔形物體的支持力也增大，則支持力在豎直方向的分量大于重力，有向上的加速度，即楔形物體將相對斜面體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，故D項(xiàng)正確．4．(2017·天津六校聯(lián)考)(多選)如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速率v1沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，物體以恒定的速率v2沿直線向左滑上傳送帶后，經(jīng)過一段時(shí)間又返回光滑水平面上，這時(shí)速率為v2′，則下列說法正確的是()A．若v1＜v2，則v2′＝v1 B．若v1＞v2，則v2′＝v2C．不管v2多大，總有v2′＝v2 D．只有v1＝v2時(shí)，才有v2′＝v1答案AB解析由于傳送帶足夠長，物體減速向左滑行，直到速度減為零，然后物體會在滑動(dòng)摩擦力的作用下向右加速，分三種情況討論：①如果v1＞v2，物體會一直加速，當(dāng)速度大小增大到等于v2時(shí)，物體恰好離開傳送帶，有v′2＝v2；②如果v1＝v2，物體同樣會一直加速，當(dāng)速度大小增大到等于v2時(shí)，物體恰好離開傳送帶，有v′2＝v2；③如果v1＜v2，物體會先在滑動(dòng)摩擦力的作用下加速，當(dāng)速度增大到等于傳送帶速度時(shí)，物體還在傳送帶上，之后不受摩擦力，故物體與傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，有v′2＝v1；故A、B兩項(xiàng)正確，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤．5.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量均為m的物體A、B接觸(A與B和彈簧均未連接)，彈簧水平且無形變．用水平力F緩慢推動(dòng)物體B，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時(shí)物體A、B靜止．已知物體A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體B與水平面間的摩擦不計(jì)．撤去F后，物體A、B開始向左運(yùn)動(dòng)，A運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x0，重力加速度為g.則()A．撤去F后，物體A和B先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng)B．撤去F瞬間，物體A、B的加速度大小為eq\f(kx0,m)－μgC．物體A、B一起向左運(yùn)動(dòng)距離x0后相互分離D．物體A、B一起向左運(yùn)動(dòng)距離x＝x0－eq\f(μmg,k)后相互分離答案D解析A、B一起先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減為零時(shí)，B與A分離，B做勻速運(yùn)動(dòng)，A做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧達(dá)到原長后，A與彈簧分離，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；撤去F瞬間，由kx0－μmg＝2ma可知，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)物體A、B相互分離時(shí)，加速度為零，速度最大，此時(shí)彈簧彈力F彈＝μmg＝kx′，x′＝eq\f(μmg,k)，所以物體A、B一起向左運(yùn)動(dòng)距離x＝x0－eq\f(μmg,k)后相互分離，D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤．6.如圖所示為糧袋的傳送裝置，已知A、B間長度為L，傳送帶與水平方向的夾角為θ，工作時(shí)其運(yùn)行速度為v，糧袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，正常工作時(shí)工人在A點(diǎn)將糧袋放到運(yùn)行中的傳送帶上，關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()A．糧袋到達(dá)B點(diǎn)的速度與v比較，可能大，也可能相等或小B．糧袋開始運(yùn)動(dòng)的加速度為g(sinθ－μcosθ)，若L足夠大，則以后將一定以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)C．若μ≥tanθ，則糧袋從A到B一定一直是做加速運(yùn)動(dòng)D．不論μ大小如何，糧袋從A到B一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，且a>gsinθ答案A解析開始時(shí)，糧袋相對傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，受重力、支持力和沿傳送帶向下的摩擦力，由牛頓第二定律可知，mgsinθ＋μFN＝ma，F(xiàn)N＝mgcosθ，解得a＝gsinθ＋μgcosθ，故B項(xiàng)錯(cuò)；糧袋加速到與傳送帶相對靜止時(shí)，若mgsinθ>μmgcosθ，即當(dāng)μ<tanθ時(shí)糧袋將繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確．7．(2017·四川模擬)(多選)如圖所示，質(zhì)量均為M的物塊A、B疊放在一起，放在光滑的水平桌面上．A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物塊B通過光滑定滑輪與質(zhì)量為m的物塊C相連．A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，輕繩與桌面平行．下列說法正確的是()A．要使得物塊A、B之間發(fā)生相對滑動(dòng)，物塊C的質(zhì)量m應(yīng)大于eq\f(μM,1－μ)B．若物塊A、B未發(fā)生相對滑動(dòng)，物塊A受到的摩擦力大小為eq\f(Mmg,2M＋m)C．物塊A運(yùn)動(dòng)的最大加速度為μgD．輕繩對定滑輪的作用力大小為eq\r(2)mg答案BC解析ABC項(xiàng)，設(shè)A、B相對靜止時(shí)A、B的共同加速度為a，繩對C的拉力為T，B對A的摩擦力為f.根據(jù)題意可知此時(shí)C的加速度大小也為a(方向向下)；取C為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得mg－T＝ma，解得T＝mg－ma ①取AB整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得：T＝2Ma ②取A為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得：f＝Ma ③聯(lián)立①②③式，得f＝eq\f(1,2)(mg－ma) ④A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，即f＝μMg，其加速度也達(dá)到最大值amax＝μg ⑤由④⑤式，解得此時(shí)mmax＝eq\f(2μM,1－μg)，所以C項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由③可推導(dǎo)出a＝eq\f(f,M)，將a代入④可得f＝eq\f(Mmg,2M＋m)，故B項(xiàng)正確．D項(xiàng)，因?yàn)槔K對C的拉力T＝mg－ma＜mg，所以繩對滑輪的力F＝eq\r(2)T<eq\r(2)mg，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤．8．(2017·孝感一模)(多選)如圖甲所示，一根粗繩AB，其質(zhì)量均勻分布，繩右端B置于水平光滑桌面邊沿，現(xiàn)擾動(dòng)粗繩右端B，使繩沿桌面邊沿做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B端向下運(yùn)動(dòng)x時(shí)，如圖乙所示，距B端x處的張力T與x的關(guān)系滿足T＝5x－eq\f(5,2)x2，一切摩擦不計(jì)，下列說法中正確的是(g＝10m/s2)()A．可求得粗繩的總質(zhì)量B．不可求得粗繩的總質(zhì)量C．可求得粗繩的總長度D．可求得當(dāng)x＝1m時(shí)粗繩的加速度大小答案ACD解析A項(xiàng)，設(shè)繩子的質(zhì)量為m，長度為l，則桌面以下的長為x的繩子的質(zhì)量mx＝eq\f(x,l)·m，桌面以上的部分：m′＝m－mx＝(1－eq\f(x,l))m桌面以下的繩子受到重力和繩子的拉力，則：mxg－T＝mxa桌面以上的部分：T＝m′a聯(lián)立得：T＝mg(eq\f(x,l)－eq\f(x2,l2))又：T＝5x－eq\f(5,2)x2即：5x－eq\f(5,2)x2＝mg(eq\f(x,l)－eq\f(x2,l2))可得：m＝1kg，l＝2m．故A、C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)x＝1m時(shí)粗繩的桌面以上的部分與桌面以下的部分長度相等，則兩部分的質(zhì)量相等，都是0.5m，所以a＝eq\f(0.5mg,m)＝0.5g＝5m/s2.故D項(xiàng)正確．9．(2017·湖南師大附中模擬)(多選)如圖所示，A為放在光滑水平桌面上的長方形物塊，在它上面放有物塊B和C.A、B、C的質(zhì)量分別為1kg、5kg、1kg，B、C與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.10且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，K為輕滑輪，繞過輕滑輪連接B和C的輕細(xì)繩都處于水平位置．現(xiàn)用水平方向的恒定外力F拉滑輪，使A的加速度等于2m/s2，重力加速度取10m/s2，在這種情況時(shí)，下列說法正確的是()A．B、A之間沿水平方向的作用力的大小等于1NB．B、A之間沿水平方向的作用力大于C、A之間的C．外力F的大小等于22ND．外力F的大小等于12N答案AC解析設(shè)A的質(zhì)量為m，A與B的最大靜摩擦力為FB＝5μmg＝0.5mg＝5N，C與A的最大靜摩擦力為FC＝0.1mg＝1N，由于A的加速度等于2m/s2，根據(jù)牛頓第二定律，則有：FA＝ma＝2N，因此C對A的作用力為1N，而B對A的作用力也為1N，A、B間保持靜止，A、C間滑動(dòng)；A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤．對AB整體受力分析，則有：A、C間f摩＝1N，B繩上拉力為F1，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)1＋1N＝6ma，B繩上拉力為F1＝11N，C繩也一樣為11N，外力F的大小等于22N．C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．10.(多選)在內(nèi)蒙古的騰格里沙漠，有一項(xiàng)小孩很喜歡的滑沙項(xiàng)目．其運(yùn)動(dòng)過程可類比為如圖所示的模型，傾角為37°的斜面上有長為1m的滑板，滑板與沙間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(9,16).小孩(可視為質(zhì)點(diǎn))坐在滑板上端，與滑板一起由靜止開始下滑．小孩與滑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取決于小孩的衣料，假設(shè)圖中小孩與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，小孩的質(zhì)量與滑板的質(zhì)量相等，斜坡足夠長，g取10m/s2，則以下判斷正確的是()A．小孩在滑板上下滑的加速度大小為2m/s2B．小孩和滑板脫離前滑板的加速度大小為0.5m/s2C．經(jīng)過eq\r(2)s的時(shí)間，小孩離開滑板D．小孩離開滑板時(shí)的速度大小為eq\f(4\r(3),3)m/s答案AC解析A項(xiàng)，對小孩受力分析，小孩受到重力、支持力和滑板對小孩向上的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有mgsin37°－μ1mgcos37°＝ma1，得a1＝2m/s2，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，小孩和滑板脫離前，對滑板運(yùn)用牛頓第二定律，有mgsin37°＋μ1mgcos37°－2μ2mgcos37°＝ma2，代入數(shù)據(jù)，解得a2＝1m/s2，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，小孩離開滑板e(cuò)q\f(1,2)a1t2－eq\f(1,2)a2t2＝L，解得t＝eq\r(2)s，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，小孩離開滑板時(shí)的速度為v＝a1t＝2eq\r(2)m/s，D項(xiàng)錯(cuò)誤．二、非選擇題11．(2017·福建模擬)如圖甲所示，一個(gè)以恒定速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶AB，在其左側(cè)邊緣的B點(diǎn)有一個(gè)不計(jì)大小的滑塊，若滑塊以初速度v1＝3m/s沖上傳送帶，滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙中實(shí)線a所示；若滑塊以初速度v2＝6m/s沖上傳送帶，滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙中實(shí)線b所示．重力加速度g取10m/s2.求：(1)傳送帶的長度L和傳送帶與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)滑塊以初速度v1＝3m/s沖上傳送帶到返回B點(diǎn)所用的時(shí)間t′.答案(1)32m0.05(2)12.5s解析(1)由v-t圖像可知，滑塊以初速度v2＝6m/s沖上傳送帶時(shí)，在t＝8s時(shí)刻到達(dá)A點(diǎn)，故傳送帶的長度為：L＝eq\o(v,\s\up6(－))t＝eq\f(1,2)×(6＋2)×8m＝32m根據(jù)圖線a或b，可求得滑塊的加速度為：a＝eq\f(Δv,Δt)＝－0.5m/s2由牛頓第二定律可得：－μmg＝ma解得：μ＝0.05(2)滑塊在前后兩段時(shí)間的位移大小相等，方向相反，可得：eq\f(1,2)×6×3＝eq\f(1,2)×(10－6)×2＋(t′－10)×2解得滑塊回到B點(diǎn)的時(shí)間為：t′＝12.5s12．(2017·孝義市模擬)如圖所示，長為l的長木板A放在動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1的水平地面上，一滑塊B(大小可不計(jì))從A的左側(cè)以初速度v0向右滑上木板，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2(A與水平地面間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相同)．已知A的質(zhì)量為M＝2.0kg，B的質(zhì)量為m＝3.0kg，A的長度為l＝3.0m，μ1＝0.2，μ2＝0.4，(g取10m/s2)(1)A、B剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)各自的加速度分別是多大？(2)為保證B在滑動(dòng)過程中不滑出A，初速度v0應(yīng)滿足什么條件？(3)分別求A、B對地的最大位移．答案(1)4m/s2；1m/s2(2)初速度應(yīng)小于等于5.5m/s(3)0.75m3.85m解析(1)分別對A、B進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律：B物體的加速度：aB＝eq\f(f,m)＝eq\f(μ2mg,m)＝4m/s2A物體的加速度：aA＝eq\f(f－F′,M)＝eq\f(μ2mg－μ1（M＋m）g,M)＝1m/s2；(2)當(dāng)A、B速度相等時(shí)，恰好到木板末端，此時(shí)不滑出A物體，就不會滑出，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，AB的速度相等則有：v0－aBt＝aAt根據(jù)位移關(guān)系，得v0t－eq\f(1,2)aBt2－eq\f(1,2)aAt2＝l代入數(shù)據(jù)解，得t＝eq\r(1.2)s≈1.1s，v0＝5.5m/s所以初速度應(yīng)小于等于5.5m/s(3)A、B速度達(dá)到相等后，相對靜止一起以v＝1m/s的初速度，a＝μ2g＝2m/s2的加速度一起勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止，發(fā)生的位移：s＝eq\f(v2,2a)＝0.25m之前A發(fā)生的位移為sA＝eq\f(1,2)aAt2＝0.6mB發(fā)生的位移sB＝v0t－eq\f(1,2)aBt2＝3.6m所以A發(fā)生的位移為sA＋s＝0.5m＋0.25m＝0.75mB發(fā)生的位移為sB＋s＝3.6m＋0.25m＝3.85m13.(2017·湖北模擬)如圖所示，一直立的輕桿長為L，在其上、下端各緊套一個(gè)質(zhì)量分別為m和2