《2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2014年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之牛頓運動定律的綜合應(yīng)用
時間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
1.一光滑斜劈,在力F推動下向左做勻加速直線運動,且斜劈上有一木塊恰好與斜面保持相對靜止,如下圖所示,則木塊所受合外力的方向為( )
A.水平向左 B.水平向右
C.沿斜面向下 D.沿斜面向上
解析:因為木塊隨斜劈一起向左做勻加速直線運動,故木塊的加速度方向水平向左.根據(jù)牛頓第二定律,物體所受合外力提供加速度,則合外力與加速度方向一致,故木塊所受合外力方向水平向左.
答案:A
2.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動,小球通過細繩與車頂相連.
2、小球某時刻正處于如下圖所示狀態(tài).設(shè)斜面對小球的支持力為FN,細繩對小球的拉力為FT,關(guān)于此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是( )
A.若小車向左運動,F(xiàn)N可能為零
B.若小車向左運動,F(xiàn)T可能為零
C.若小車向右運動,F(xiàn)N不可能為零
D.若小車向右運動,F(xiàn)T不可能為零
解析:小球相對于斜面靜止時,與小車具有共同加速度,如下圖甲、乙所示,向左的加速度最大,則FT=0,向右的加速度最大,則FN=0,根據(jù)牛頓第二定律,合外力與加速度方向相同,沿水平方向,但速度方向與力沒有直接關(guān)系,故A、B正確.
答案:AB
3.如下圖所示,豎直放置在水平面上的輕彈簧上放著質(zhì)量為2 kg的
3、物體A,處于靜止狀態(tài).若將一個質(zhì)量為3 kg的物體B輕放在A上的一瞬間,則B對A的壓力大小為(g取10 m/s2)( )
A.30 N B.0
C.15 N D.12 N
解析:在B輕放在A上瞬間時,對整體用牛頓第二定律得mBg=(mA+mB)a再對B用牛頓第二定律得mBg-FN=mBa解得FN=12 N.據(jù)牛頓第三定律可知B對A的壓力大小12 N.故選D.
答案:D
4.如下圖所示,質(zhì)量為m的物體用細繩拴住放在水平粗糙傳送帶上,物體到傳送帶左端的距離為L,穩(wěn)定時繩與水平方向的夾角為θ,當傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時針轉(zhuǎn)動時(v1
4、2;若剪斷細繩時,物體到達左端的時間分別為t1、t2,則下列說法正確的是( )
A.F1
5、加速,另一種情況是先加速后勻速,故運動時間不等;當v0≤v1時,兩種情況下物體都是一直做加速運動,運動時間相等,所以C錯誤、D正確.
答案:BD
5.如下圖所示,在光滑水平面上疊放著A、B兩物體,已知mA=6 kg、mB=2 kg,A、B間動摩擦因數(shù)μ=0.2,在物體A上系一細線,細線所能承受的最大拉力是20 N,現(xiàn)水平向右拉細線,g取10 m/s2,則( )
A.當拉力F<12 N時,A靜止不動
B.當拉力F>12 N時,A相對B滑動
C.當拉力F=16 N時,B受A的摩擦力等于4 N
D.無論拉力F多大,A相對B始終靜止
解析:設(shè)A、B共同運動時的最大加速度為amax,
6、最大拉力為Fmax
對B:μmAg=mBamax,amax==6 m/s2
對A、B:Fmax=(mA+mB)amax=48 N
當F
7、大小情況是( )
A.由大變小 B.由小變大
C.始終不變 D.由大變小再變大
解析:設(shè)細線上的張力為F1.要求F1,選受力少的物體m1為研究對象較好;此外還必須知道物體m1的加速度a,要求加速度a,則選m1、m2整體為研究對象較好.
在水平面上運動時:
F1-μm1g=m1a①
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a②
聯(lián)立①②解得F1=
在斜面上運動時:
F1-m1gsinθ-μm1gcosθ=m1a③
F-(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a④
聯(lián)立③④解得F1=
同理可得,豎直向上運動時,細線上的張力F1仍是.
答
8、案:C
7.如下圖所示,一輕繩通過一光滑定滑輪,兩端各系一質(zhì)量分別為m1和m2的物體,m1放在地面上,當m2的質(zhì)量發(fā)生變化時,m1的加速度a的大小與m2的關(guān)系圖象大體如下圖中的( )
解析:對m1、m2整體有:m2g=(m1+m2)a,a=.
m2增則a增,但圖象非線性且不過原點.
∴A、B都錯;當m2?m1時,a→g,∴C錯D對.
答案:D
8.如下圖所示,質(zhì)量為M的長平板車放在光滑的傾角為α的斜面上,車上站著一質(zhì)量為m的人,若要平板車靜止在斜面上,車上的人必須( )
A.勻速向下奔跑
B.以加速度a=gsinα向下加速奔跑
C.以加速度a=(1+)gsin
9、α向下加速奔跑
D.以加速度a=(1+)gsinα向上加速奔跑
解析:以車為研究對象,在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立坐標系,如圖甲所示.因為車靜止不動,即兩個方向上合力都為零,x方向:Ff-Mgsinα=0,所以摩擦力(人對車)沿斜面向上,大小等于Mgsinα,故人受車的作用力沿斜面向下.
以人為研究對象受力分析如圖乙所示.
則有Ff′+mgsinα=ma
Ff=Ff′
所以a=(1+)gsinα,
故C正確.
答案:C
二、計算題(3×12′=36′)
9.如下圖所示,一質(zhì)量為M=5 kg的斜面體放在水平地面上,斜面體與
地面的動摩擦因數(shù)為μ1=0.5
10、,斜面高度為h=0.45 m,斜面體右側(cè)豎直面與小物塊的動摩擦因數(shù)為μ2=0.8,小物塊的質(zhì)量為m=1 kg,起初小物塊在斜面的豎直面上的最高點.現(xiàn)在從靜止開始在M上作用一水平恒力F,并且同時釋放m,取g=10 m/s2,設(shè)小物塊與斜面體右側(cè)豎直面間最大靜摩擦力等于它們之間的滑動摩擦力,小物塊可視為質(zhì)點.問:
(1)要使M、m保持相對靜止一起向右做勻加速運動,加速度至少多大?
(2)此過程中水平恒力至少為多少?
解析:(1)以m為研究對象,豎直方向有:mg-Ff=0
水平方向有:FN=ma
又Ff=μ2FN得a=12.5 m/s2.
(2)以小物塊和斜面體為整體作為研究對象,由牛頓
11、第二定律得:F-μ1(M+m)g=(M+m)a
水平恒力至少為F=105 N.
答案:(1)12.5 m/s2 (2)105 N
10.如下圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為mA、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動,求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度a和從開始到此時物塊A的位移d.重力加速度為g.
解析:令x1表示未加F時彈簧的壓縮量,由胡克定律和牛頓定律可知kx1=mAgsinθ①
令x2表示B剛要離開C時彈簧的伸長量,a表示此時A的加速度,由胡克定律和牛頓定
12、律可知
kx2=mBgsinθ②
F-mAgsinθ-kx2=mAa③
由②③式可得a=④
由題意 d=x1+x2⑤
由①②⑤式可得d=.
答案:a= d=
11.在2008年北京殘奧會開幕式上運動員手拉繩索向上攀登,最終點燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運動員堅韌不拔的意志和自強不息的精神.為了探求上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化.一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運動員拉住,如下圖所示.設(shè)運動員的質(zhì)量為65 kg,吊椅的質(zhì)量為15 kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2.當運動員與吊椅一起正以加速度a=1 m
13、/s2上升時,試求
(1)運動員豎直向下拉繩的力;
(2)運動員對吊椅的壓力.
解析:解法1:(1)設(shè)運動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m,繩拉運動員的力為F.以運動員和吊椅整體為研究對象,受到重力的大小為(M+m)g,向上的拉力為2F,根據(jù)牛頓第二定律
2F-(M+m)g=(M+m)a F=440 N
根據(jù)牛頓第三定律,運動員拉繩的力大小為440 N,方向豎直向下.
(2)以運動員為研究對象,運動員受到三個力的作用,重力大小Mg,繩的拉力F,吊椅對運動員的支持力FN.根據(jù)牛頓第二定律:F+FN-Mg=Ma
FN=275 N
根據(jù)牛頓第三定律,運動員對吊椅的壓力大小為275 N,方向豎直向下.
解法2:設(shè)運動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m;運動員豎直向下的拉力大小為F,對吊椅的壓力大小為FN.
根據(jù)牛頓第三定律,繩對運動員的拉力大小為F,吊椅對運動員的支持力大小為FN.分別以運動員和吊椅為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律:
F+FN-Mg=Ma①
F-FN-mg=ma②
由①②解得F=440 N,F(xiàn)N=275 N.
答案:(1)440 N (2)275 N