2020屆高考物理總復習第三章牛頓運動定律高頻考點強化練三動力學綜合問題含解析新人教版.docx

動力學綜合問題(45分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分。15題為單選題，610題為多選題)1.光滑水平面上有一質量為2 kg的物體，在五個恒定的水平共點力的作用下處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)同時撤去大小分別為5 N和15 N的兩個水平力而其余力保持不變，關于此后物體的運動情況的說法中正確的是()A.一定做勻變速直線運動，加速度大小可能是 5 m/s2B.可能做勻減速直線運動，加速度大小可能是2 m/s2C.一定做勻變速運動，加速度大小可能是 10 m/s2D.可能做勻速圓周運動，向心加速度大小可能是10 m/s2【解析】選C。根據(jù)平衡條件得知，余下力的合力與撤去的兩個力的合力大小相等、方向相反，則撤去大小分別為5 N和15 N的兩個力后，物體的合力大小范圍為10 NF合20 N，根據(jù)牛頓第二定律F=ma得物體的加速度范圍為5 m/s2a10 m/s2；若物體原來做勻速直線運動，撤去的兩個力的合力方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動，加速度大小可能是5 m/s2，故A錯誤；若物體原來做勻速直線運動，撤去的兩個力的合力方向與速度方向相同時，則撤去兩個力后物體做勻減速直線運動，可知加速度大小不可能是2 m/s2，故B錯誤；由于撤去兩個力后其余力保持不變，則物體所受的合力恒定不變，一定做勻變速運動，加速度大小可能等于10 m/s2，故C正確；由于撤去兩個力后其余力保持不變，恒力作用下不可能做勻速圓周運動，故D錯誤。2.如圖所示，在豎直平面內有一矩形，其長邊與一圓的底部相切于O點，現(xiàn)在有三條光滑軌道a、b、c，它們的上端位于圓周上，下端在矩形的底邊，三軌道都經(jīng)過切點O，現(xiàn)在讓一物塊先后從三軌道頂端由靜止下滑至底端(軌道先后放置)，則物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經(jīng)歷的時間關系為()A.tatbtcB.tatbtbta，故B正確，A、C、D錯誤。3.(2018孝感模擬)細繩拴一個質量為m的小球，小球將左端固定在墻上的輕彈簧壓縮了x(小球與彈簧不連接)，小球靜止時彈簧在水平位置，細繩與豎直方向的夾角為53，小球到地面的高度為h，如圖所示。下列說法中正確的是()A.細繩燒斷后小球做平拋運動B.細繩燒斷后，小球落地的速度等于C.剪斷彈簧瞬間細繩的拉力為mgD.細繩燒斷瞬間小球的加速度為g【解析】選D。細繩燒斷后小球受彈簧彈力和重力，水平方向做加速度減小的加速運動，豎直方向做自由落體運動，故A錯誤；小球若做自由落體運動時，根據(jù)v2=2gh得落地速度v=；而現(xiàn)在小球受到彈簧的彈力做功，故落地時速度一定大于，故B錯誤；小球靜止時，分析受力情況，如圖所示，由平衡條件得：細繩的拉力大小為：T=mg，彈簧的彈力大小為：F=mgtan 53=mg，剪斷彈簧瞬間，細繩的拉力發(fā)生突變，不再為T=mg，故C錯誤；細繩燒斷瞬間彈簧的彈力不變，則小球所受的合力與燒斷前細繩拉力的大小相等、方向相反，則此瞬間小球的加速度大小為a=g，故D正確。4.物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質量分別為mA、mB、mC，與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為A、B、C，用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關系如圖所示，A、B兩直線平行，則以下關系正確的是()A.mAmBmCB.mAmB=mCC.AB=CD.A=B=C【解析】選C。根據(jù)牛頓第二定律F-mg=ma，得出加速度與力的函數(shù)關系a=-g，可以看出圖象的斜率為，A、B兩物體的圖象斜率相等，C的斜率最小，所以質量mA=mBmC，A、B項錯誤；圖象的縱截距為g，B和C的縱截距相等，A物體的縱截距最小，所以得出動摩擦因數(shù)Am，不計滑輪及繩子的質量，物體M和m恰好做勻速運動，若將M與m 互換，M、m與桌面的動摩擦因數(shù)相同，則()A.物體M與m仍做勻速運動 B.物體M與m做加速運動，加速度a=C.物體M與m做加速運動，加速度a=D.繩子中張力不變【解析】選C、D。物體M和m恰好做勻速運動，對M，水平方向受到繩子的拉力和桌面的摩擦力，得：Mg=T=mg，所以：=，若將M與m互換，則對M：Ma=Mg-T，對m，則：ma=T-mg，得：a=，故A、B錯誤，C正確；繩子中的拉力：T=ma+mg=+mg=mg，故D正確。8.如圖所示，小車的質量為M，人的質量為m，人用恒力F拉繩，若人與車保持相對靜止，且地面為光滑的，又不計滑輪與繩的質量，則車對人的摩擦力可能是()A. F，方向向左B. F，方向向右C. F，方向向左D. F，方向向右【解析】選C、D。設車對人的摩擦力Ff方向水平向右，對小車和人組成的系統(tǒng)應用牛頓第二定律有：2F=(M+m)a，對人應用牛頓第二定律得F-Ff=ma，可解得：Ff= F。當Mm時，人受到向右的靜摩擦力，大小為 F，當Mmgcos 37，所以物塊都會沿傳送帶(斜面)向下滑動，并且加速度大小都等于a=gsin 37-gcos 37=2 m/s2，初速度相同，加速度大小相同，經(jīng)過的位移大小相同，根據(jù)x=v0t+at2可知兩者的運動時間相同，都為t=1 s，即兩者同時到達底端，A正確；B到達傳送帶底端時的速度vB=v0+at=(1+21) m/s=3 m/s，B正確；傳送帶在1 s內的路程為x=vt=1 m，A與傳送帶是同向運動的，A相對傳送帶的路程是A對地路程(斜面長度)減去在此時間內傳送帶的路程，即為2 m-1 m=1 m，B與傳送帶是反向運動的，B相對傳送帶的路程是B對地路程(斜面長度)加上在此時間內傳送帶的路程，即為2 m+1 m=3 m，C錯誤，D正確?！炯庸逃柧殹咳鐖D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，工作時運行速度為v，糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，正常工作時工人在A點將糧袋放到運行中的傳送帶上，關于糧袋從A到B的運動，以下說法正確的是(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()A.糧袋到達B點的速度與v比較，可能大，也可能相等或小B.糧袋開始運動的加速度為g(sin-cos)，若L足夠大，則以后將以一定的速度v做勻速運動C.若tan ，則糧袋從A到B一定一直是做加速運動D.不論大小如何，糧袋從A到B一直勻加速運動，且agsin 【解析】選A。糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運動，到達B點時的速度小于v；可能先勻加速運動，當速度與傳送帶相同后，做勻速運動，到達B點時速度與v相同；也可能先做加速度較大的勻加速運動，當速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運動，到達B點時的速度大于v，故A正確；糧袋開始時受到沿斜面向下的滑動摩擦力，大小為mgcos ，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度a=g(sin+cos)；若tan ，糧袋從A到B可能一直是做加速運動，也可能先勻加速運動，當速度與傳送帶相同后，做勻速運動，故B、C錯誤；由上分析可知，糧袋從A到B不一定一直勻加速運動，故D錯誤，故選A。二、計算題(本題共2小題，共40分。需寫出規(guī)范的解題步驟)11.(20分)(2019長沙模擬)如圖甲所示，某同學近日做了這樣一個實驗：將一個小鐵塊(可看成質點)以一定的初速度，沿傾角可在090之間任意調整的木板向上滑動，設它沿木板向上能達到的最大位移為x，若木板傾角不同時對應的最大位移x與木板傾角的關系如圖乙所示。g取10 m/s2。求：(結果如果含根號，可以保留)(1)小鐵塊初速度的大小v0以及小鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)是多少？(2)當=60時，小鐵塊達到最高點后，又回到出發(fā)點，小鐵塊速度將變?yōu)槎啻?？【解析?(1)當=90時，x=1.25 m，則v0= m/s=5 m/s。當=30時，x=1.25 m，a= m/s2=10 m/s2，由牛頓第二定律得a=gsin 30+gcos 30，解得=；(2)當=60時，上滑的加速度a1=gsin 60+gcos 60，下滑的加速度a2=gsin 60-gcos 60，因為v2=2ax，則v1=v0=v0= m/s。答案：(1)5 m/s(2) m/s12.(20分)如圖所示的裝置叫作阿特伍德機，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律。繩子兩端的物體豎直運動的加速度大小總是小于自由落體的加速度g，同自由落體相比，下落相同的高度，所花費的時間要長，這使得實驗可以有較長的時間從容地觀測、研究。已知物體A、B的質量相等均為M，輕繩與輕滑輪間的摩擦不計，輕繩不可伸長且足夠長，求：(1)若物體C的質量為，物體B從靜止開始下落一段距離的過程中繩受到的拉力和B的加速度分別為多少？(2)若物體C的質量為，物體B從靜止開始下落一段距離的時間與自由落體下落同樣的距離所用時間的比值；(3)如果連接A、B的輕繩能承受的最大拉力為1.2Mg，那么對物體C的質量有何要求？【解析】(1)求出物體B的加速度需要用隔離法分別以A和B、C整體作為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律列方程，設滑輪兩側物體運動的加速度大小為a，繩的張力為T，根據(jù)牛頓第二