2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)課時分層作業(yè)13牛頓第二定律的綜合應(yīng)用

課時分層作業(yè)(十三)牛頓其次定律的綜合應(yīng)用基礎(chǔ)強化練1．一雨滴從空中由靜止起先豎直落下，假設(shè)雨滴下落過程中所受重力保持不變，且空氣對雨滴阻力隨其下落速度的增大而增大，則如圖所示的圖像中可能正確反映雨滴整個下落過程運動狀況的是()2．2024年10月16日0時23分，“神舟十三號”勝利放射，順當(dāng)將三名航天員送入太空并進(jìn)駐空間站，在空間站中，如需測量一個物體的質(zhì)量，須要運用一些特別方法：如圖所示，先對質(zhì)量為m1＝1.0kg的標(biāo)準(zhǔn)物體P施加一水平恒力F，測得其在1s內(nèi)的速度變更量大小是10m/s，然后將標(biāo)準(zhǔn)物體與待測物體Q緊靠在一起，施加同一水平恒力F，測得它們1s內(nèi)速度變更量大小是2m/s.則待測物體Q的質(zhì)量m2為()A．3.0kgB．4.0kgC．5.0kgD．6.0kg3.(多選)如圖所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2兩個小物塊，它們中間有細(xì)線連接．已知m1＝3kg，m2＝2kg，連接它們的細(xì)線最大能承受6N的拉力．現(xiàn)用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2，為保持細(xì)線不斷，則()A．F1的最大值為10NB．F1的最大值為15NC.F2的最大值為10ND．F2的最大值為15N4．如圖，公共汽車沿水平面對右做勻變速直線運動；小球A用細(xì)線懸掛于車頂上，質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握固定于車廂頂部的扶桿，始終相對于汽車靜止地站在車廂底板上，學(xué)生鞋底與公共汽車間的動摩擦因數(shù)為μ.若某時刻視察到細(xì)線偏離豎直方向θ角(取θ＝60°)，則此刻公共汽車對學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向為()A．大小等于μmg，方向水平向左B．大小等于mg，方向豎直向上C．大小大于eq\f(mg,tanθ)，方向水平向左D．大小等于eq\f(mg,cosθ)，方向斜向左上方5．如圖所示，在光滑水平面上有一輛小車A，其質(zhì)量為mA＝2.0kg，小車上放一個物體B，其質(zhì)量為mB＝1.0kg.如圖甲所示，給B一個水平推力F，當(dāng)F增大到稍大于3.0N時，A、B起先相對滑動，假如撤去F，對A施加一水平推力F′，如圖乙所示，要使A、B不相對滑動，則F′的最大值Fmax為()A．2.0NB．3.0NC．6.0ND．9.0N6.(多選)如圖甲所示，一豎直放置的足夠長的固定玻璃管中裝滿某種液體，一半徑為r、質(zhì)量為m的金屬小球，從t＝0時刻起，由液面靜止釋放，小球在液體中下落，其加速度a隨速度v的變更規(guī)律如圖乙所示．已知小球在液體中受到的阻力Ff＝6πηvr，式中r是小球的半徑，v是小球的速度，η是常數(shù)．忽視小球在液體中受到的浮力，重力加速度為g，下列說法正確的是()A．小球的最大加速度為gB．小球的速度從0增加到v0的過程中，做勻變速運動C．小球先做加速度減小的變加速運動，后做勻速運動D．小球的最大速度為eq\f(mg,6πηr)7．[2024·西南四省高三(上)12月聯(lián)考]如圖甲所示，O、A、B是固定斜面上的三點，OA段光滑且長l＝eq\f(1,12)m，A點以下部分粗糙．一物塊從O點由靜止起先向下滑動，物塊經(jīng)過AB段所用的時間為t，A、B兩點間的距離為x.保持O、A兩點的位置不變，變更B點的位置，仍讓該物塊從O點由靜止起先向下滑動，多次操作后得出的eq\f(x,t)-t圖像如圖乙所示，重力加速度g＝10m/s2，求斜面粗糙部分的動摩擦因數(shù)μ.實力提升練8．(多選)如圖甲所示，可視為質(zhì)點的質(zhì)量m1＝1kg的小物塊放在質(zhì)量m2＝2kg的木板正中心位置，木板靜止在水平地面上，連接物塊的輕質(zhì)細(xì)繩伸直且與水平方向的夾角為37°.現(xiàn)對木板施加水平向左的拉力F＝18N，木板運動的v-t圖像如圖乙所示，sin37°＝0.6，g取10m/s2，則()A．木板的長度為2mB．木板的長度為1mC．木板與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5D．物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為eq\f(8,19)9.[2024·山西運城期末]在一塊固定的傾角為θ的木板上疊放質(zhì)量均為m的一本英語詞典和一本漢語詞典，圖甲中英語詞典在上，圖乙中漢語詞典在上．已知圖甲中兩本詞典一起沿木板勻速下滑，圖乙中兩本詞典一起沿木板勻加速下滑，兩本詞典的封面材料不同，但同一本詞典的上、下兩面材料相同，近似認(rèn)為滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等，設(shè)英語詞典和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ1，漢語詞典和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ2，英語詞典和漢語詞典之間的動摩擦因數(shù)為μ3，重力加速度大小為g，則下列說法正確的是()A．μ2肯定小于tanθB．μ3肯定等于tanθC．圖乙中漢語詞典受到的摩擦力大小肯定是μ1mgcosθD．圖甲中英語詞典受到的摩擦力大小肯定是μ3mgcosθ10.[2024·山東卷]某糧庫運用額定電壓U＝380V、內(nèi)阻R＝0.25Ω的電動機運糧．如圖所示，配重和電動機連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度v＝2m/s沿斜坡勻速上行，此時電流I＝40A．關(guān)閉電動機后，小車又沿斜坡上行路程L到達(dá)卸糧點時，速度恰好為零．卸糧后，給小車一個向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行．已知小車質(zhì)量m1＝100kg，車上糧食質(zhì)量m2＝1200kg，配重質(zhì)量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s2，小車運動時受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為k，配重始終未接觸地面，不計電動機自身機械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量．求：(1)比例系數(shù)k值；(2)上行路程L值．課時分層作業(yè)（十三）1．解析：依據(jù)牛頓其次定律得a＝eq\f(mg－f,m)，可知速度增大，阻力增大，加速度減小，雨滴做加速度減小的加速運動，當(dāng)加速度減小到零，雨滴做勻速直線運動，所以雨滴勻速前的速度—時間圖像不是直線，由于阻力隨速度增大而增大，故阻力—時間圖像與速度—時間圖像接近，又因為a＝eq\f(mg－f,m)，故加速度—時間圖像不是直線，故C正確．答案：C2．解析：對P施加F時，依據(jù)牛頓其次定律有a1＝eq\f(F,m1)＝eq\f(Δv1,Δt)＝10m/s2，對P和Q整體施加F時，依據(jù)牛頓其次定律有a2＝eq\f(F,m1＋m2)＝eq\f(Δv2,Δt)＝2m/s2，聯(lián)立解得m2＝4.0kg，故選B.答案：B3．解析：若向左拉m1，對m2分析，則FTm＝m2a，得出最大加速度a＝3m/s2；對兩物塊系統(tǒng)：F1＝（m1＋m2）a＝（2＋3）×3N＝15N，選項B正確，A錯誤；若向右拉m2，對m1分析，則FTm＝m1a′，得出最大加速度a′＝2m/s2；對兩物塊系統(tǒng)：F2＝（m1＋m2）a′＝（2＋3）×2N＝10N，選項D錯誤，C正確．答案：BC4．解析：以小球為探討對象，依據(jù)牛頓其次定律，得m球gtanθ＝m球a，得到a＝gtanθ.以人為探討對象，人與球的加速度相同，均水平向左，作出人的受力圖，如圖所示．設(shè)汽車對學(xué)生的作用力與豎直方向的夾角為α，依據(jù)牛頓其次定律，得mgtanα＝ma，F(xiàn)＝eq\f(mg,cosα)，將α＝gtanθ代入，得α＝θ，F(xiàn)＝eq\f(mg,cosθ)，方向斜向左上方，故D正確．答案：D5．解析：依據(jù)題圖甲所示，設(shè)A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值Ffmax時，系統(tǒng)的加速度為a，依據(jù)牛頓其次定律，對A、B整體有F＝（mA＋mB）a，對A有Ffmax＝mAa，代入數(shù)據(jù)解得Ffmax＝2.0N；依據(jù)題圖乙所示狀況，設(shè)A、B剛起先滑動時系統(tǒng)的加速度為a′，依據(jù)牛頓其次定律，以B為探討對象有Ffmax＝mBa′，以A、B整體為探討對象，有Fmax＝（mA＋mB）a′，代入數(shù)據(jù)解得Fmax＝6.0N，故選C.答案：C6．解析：當(dāng)t＝0時，小球所受的阻力Ff＝0，此時加速度為g，A正確；隨著小球速度的增加，加速度減小，小球的速度從0增加到v0的過程中，加速度減小，B錯誤；依據(jù)牛頓其次定律有mg－Ff＝ma，解得a＝g－eq\f(6πηvr,m)，當(dāng)a＝0時，速度最大，此后小球做勻速運動，最大速度vm＝eq\f(mg,6πηr)，C、D正確．答案：ACD7．解析：依據(jù)勻變速直線運動的位移—時間公式有x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，變形得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at依據(jù)圖像可知，物塊在A點的速度大小為vA＝1m/s設(shè)在OA段的加速度大小為a0，則有veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))＝2a0l解得a0＝6m/s2在OA段，依據(jù)牛頓其次定律可得mgsinθ＝ma0解得斜面的傾角為θ＝37°知eq\f(x,t)-t圖像的斜率為k＝eq\f(1,2)a＝eq\f(3－1,5)m/s2＝0.4m/s2解得加速度大小為a＝0.8m/s2物塊在AB段運動過程中，依據(jù)牛頓其次定律可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma解得斜面粗糙部分的動摩擦因數(shù)為μ＝0.65.答案：0.658．解析：從題圖乙可知，木板運動2s離開小物塊，在0～2s內(nèi)，由圖像可知x＝eq\f(2×1,2)m＝1m，所以木板的長度L＝2x＝2m，故A正確，B錯誤．設(shè)木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，在2～3s內(nèi)，由圖像可得長木板的加速度a2＝eq\f(Δv,Δt)＝4m/s2，由牛頓其次定律得F－μ2m2g＝m2a2，解得μ2＝0.5，故C正確．在0～2s內(nèi)，對小物塊進(jìn)行受力分析，豎直方向FN＋FTsin37°＝m1g，水平方向FTcos37°＝Ff，又知Ff＝μ1FN；長木板的加速度a1＝eq\f(Δv′,Δt′)＝0.5m/s2，對木板進(jìn)行受力分析，結(jié)合牛頓其次定律得F－F′f－μ2（m2g＋F′N）＝m2a1，由牛頓第三定律得Ff＝F′f，F(xiàn)N＝F′N，聯(lián)立上述式子解得μ1＝eq\f(8,19)，故D正確．答案：ACD9．解析：對圖甲詞典整體進(jìn)行受力分析，有2mgsinθ＝μ2·2mgcosθ，解得μ2＝tanθ，選項A錯誤；對圖甲中的英語詞典單獨受力分析，設(shè)其受到的靜摩擦力為f，則有f＝mgsinθ≤μ3mgcosθ，即μ3≥tanθ，選項B錯誤；對圖乙詞典整體進(jìn)行受力分析，有2mgsinθ－μ1·2mgcosθ＝2ma，對圖乙的漢語詞典單獨受力分析，有mgsinθ－f漢＝ma，聯(lián)立解得f漢＝μ1mgcosθ，選項C正確；依據(jù)A、B項的分析，可知2mgsinθ＝μ2·2mgcosθ，f＝mgsinθ，故有f＝μ2mgcosθ，選項D錯誤．答案：C10．解析：（1）以電動機為探討對象，依據(jù)