2022年高考物理一輪考點(diǎn)跟蹤練習(xí)10《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用》（含詳解）

1、2022年高考物理一輪考點(diǎn)跟蹤練習(xí)10牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用一 、單選題如圖所示，在傾角為的固定斜面上有兩個(gè)靠在一起的物體A、B，兩物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，用平行于斜面的恒力F向上推物體A，使兩物體沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，且B對(duì)A的壓力平行于斜面，則下列說(shuō)法中正確的是()A.只減小A的質(zhì)量，B對(duì)A的壓力大小不變B.只減小B的質(zhì)量，B對(duì)A的壓力大小會(huì)增大C.只減小斜面的傾角，B對(duì)A的壓力大小不變D.只減小兩物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，B對(duì)A的壓力會(huì)增大如圖，物塊A和B的質(zhì)量分別為4m和m，開始A、B均靜止，細(xì)繩拉直，在豎直向上拉力F=6mg作用下，動(dòng)滑輪豎直向上加速運(yùn)動(dòng)。已知?jiǎng)踊嗁|(zhì)量忽略不

2、計(jì)，動(dòng)滑輪半徑很小，不考慮繩與滑輪之間的摩擦，細(xì)繩足夠長(zhǎng)，在滑輪向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物塊A和B的加速度分別為()A.aA=g，aB=5g B.aA=aB=g C.aA=g，aB=3g D.aA=0，aB=2g某位同學(xué)在電梯中用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一物體的重力，在0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F隨時(shí)間t變化如圖所示，以豎直向上為正方向，則下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的v­t圖、P­t圖(P為物體重力的功率大小)及a­t圖可能正確的是()如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球置于光滑水平面上，且固定在一輕質(zhì)彈簧的兩端，現(xiàn)沿彈簧軸線方向在質(zhì)量為2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，使兩球

3、一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)兩球間的距離為x1，若沿彈簧軸線方向在質(zhì)量為m的小球上施加一水平向左的拉力F2，使兩球一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)兩球間的距離為x2，已知x1=2x2，則有()A.F1=F2 B.F1=4F2 C.F14F2 D.F1=2F2如圖所示為浙江衛(wèi)視“中國(guó)好歌聲”娛樂(lè)節(jié)目所設(shè)計(jì)的“導(dǎo)師戰(zhàn)車”，戰(zhàn)車可以在傾斜直軌道上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)坐在戰(zhàn)車中的導(dǎo)師按下按鈕，戰(zhàn)車就由靜止開始沿長(zhǎng)10 m的斜面沖到學(xué)員面前，最終剛好停在斜面的末端，此過(guò)程約歷時(shí)4 s。在戰(zhàn)車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)師始終處于失重狀態(tài)B.戰(zhàn)車所受外力始終不變C.戰(zhàn)車在傾斜導(dǎo)軌上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D.根據(jù)題中信息可以

4、估算導(dǎo)師運(yùn)動(dòng)的平均速度如圖所示，bc 為固定在小車上的水平橫桿，物塊 M 串在桿上， 靠摩擦力保持相對(duì)桿靜止，M 又通過(guò)輕細(xì)線懸吊著一個(gè)小球 m, 此時(shí)小車正以大小為 a 的加速度向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，而 M、m 均相對(duì)小車靜止，細(xì)線與豎直方向的夾角為 。小車的加速度逐漸增加， M 始終和小車保持相對(duì)靜止，當(dāng)加速度增加到 2a 時(shí)()A.橫桿對(duì)M的摩擦力增加到原來(lái)的2倍B.橫桿對(duì)M的彈力增加到原來(lái)的2倍 C.細(xì)線與豎直方向的夾角增加到原來(lái)的2倍D.細(xì)線的拉力增加到原來(lái)的2倍二 、多選題 (多選)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂。當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東

5、行駛時(shí)，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為a的加速度向西行駛時(shí)，P和Q間的拉力大小仍為F。不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A.8 B.10 C.15 D.18 (多選)如圖所示，光滑水平面上放置著四個(gè)相同的木塊，其中木塊B與C之間用一輕彈簧相連，輕彈簧始終在彈性限度內(nèi)?，F(xiàn)用水平拉力F拉B木塊，使四個(gè)木塊以相同的加速度一起加速運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是()A.一起加速過(guò)程中，C木塊受到四個(gè)力的作用B.一起加速過(guò)程中，D木塊受到的靜摩擦力大小為C.一起加速過(guò)程中，A、D木塊所受摩擦力大小和方向相同D.當(dāng)F撤去瞬間，A、D木塊

6、所受靜摩擦力的大小和方向都不變 (多選)如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩物塊置于水平地面上，物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，物塊間用一水平輕繩相連，繩中無(wú)拉力。現(xiàn)用水平力F向右拉物塊A，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。重力加速度為g。下列說(shuō)法中正確的是()A.當(dāng)0Fmg時(shí)，繩中拉力為0B.當(dāng)mgF2mg時(shí)，繩中拉力為FmgC.當(dāng)F2mg時(shí)，繩中拉力為D.無(wú)論F多大，繩中拉力都不可能等于 (多選)將一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小恒定，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。該過(guò)程的v ­t圖像如圖所示，g取10 m/s2。下列說(shuō)法中正確的是()A.小球所受重力和阻

7、力之比為51B.小球上升過(guò)程與下落過(guò)程所用時(shí)間之比為23C.小球落回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小為8 m/sD.小球下落過(guò)程中，受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)三 、計(jì)算題圖甲中，質(zhì)量為m1=1 kg的物塊疊放在質(zhì)量為m2=3 kg的木板右端。木板足夠長(zhǎng)，放在光滑的水平地面上，木板與物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.2，整個(gè)系統(tǒng)開始時(shí)靜止，重力加速度g=10 m/s2。 (1)在木板右端施加水平向右的拉力F，為使木板和物塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，拉力F至少應(yīng)為多大？(2)在04 s內(nèi)，若拉力F的變化如圖乙所示，2 s后木板進(jìn)入2=0.25的粗糙水平面，在圖丙中畫出04 s內(nèi)木板和物塊的v ­t圖像，并求出

8、04 s內(nèi)物塊相對(duì)木板的位移大小。如圖所示，一長(zhǎng)L=2 m、質(zhì)量M=4 kg的薄木板(厚度不計(jì))靜止在粗糙的水平臺(tái)面上，其右端距平臺(tái)邊緣l=5 m，木板的正中央放有一質(zhì)量為m=1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))。已知木板與地面、物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)均為1=0.4，現(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的恒力F，其大小為48 N，g取10 m/s2，試求：(1)F作用了1.2 s時(shí)，木板的右端離平臺(tái)邊緣的距離；(2)要使小物塊最終不能從平臺(tái)上滑出去，則物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)2應(yīng)滿足的條件。2022年高考物理一輪考點(diǎn)跟蹤練習(xí)10牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（含詳解）答案解析一 、單選題答案為：C；解析：將A、B看成一個(gè)

9、整體，整體在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力，沿斜面向上的推力，根據(jù)牛頓第二定律可得a=gsin gcos ，對(duì)B分析可得NmBgsin mBgcos =mBa，解得N=，由牛頓第三定律可知，B對(duì)A的壓力N=，若只減小A的質(zhì)量，壓力變大，若只減小B的質(zhì)量，壓力變小，A、B錯(cuò)誤；A、B之間的壓力與斜面的傾角、與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)無(wú)關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤。答案為：D；解析：對(duì)滑輪分析：F2T=ma，又m=0，所以T=3mg，對(duì)A分析：由于T<4mg故A靜止，aA=0對(duì)B：aB=2g，故D正確。答案為：C；解析：由于該題沒(méi)有告訴彈簧的拉力與重力大小之間的關(guān)系，可以依題

10、意，分三種情況討論：(1)若F1=mg，則0t1時(shí)間內(nèi)電梯靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即速度等于0或速度保持不變，加速度等于0。四個(gè)圖線沒(méi)有是可能的。(2)若F2=mg，則F1mg，在0t1時(shí)間內(nèi)電梯受到的合外力的方向向下，加速度的方向向下，為負(fù)值，所以D是不可能的；則物體0t1時(shí)間內(nèi)可能向下做加速運(yùn)動(dòng)，速度為負(fù)，或向上做減速運(yùn)動(dòng)，故A、B是不可能的；而t1t2時(shí)間內(nèi)受到的合外力等于0，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的速度不變，又由P=mgv，可知t1t2時(shí)間內(nèi)重力的功率不變，故C是錯(cuò)誤的。(3)若F3=mg，則F1mg，F(xiàn)2mg，在0t2時(shí)間內(nèi)電梯受到的合外力的方向都是向下，加速度的方向向下，故A、B、

11、D是不可能的；F3=mg，可知在0t1時(shí)間內(nèi)向下的加速度大于t1t2時(shí)間內(nèi)向下的加速度，而t2t3時(shí)間內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以速度圖像如圖，速度的方向向下，重力的方向也向下，由P=mgv可知，圖C可能是重力的功率隨時(shí)間變化的圖線，故C是正確的。由以上的分析，可知只有C選項(xiàng)是可能的，A、B、D都是不可能的。答案為：B；解析：沿彈簧軸線方向在質(zhì)量為2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，對(duì)整體分析，整體的加速度a=，隔離對(duì)質(zhì)量為m的小球分析，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)彈=ma=kx1；同理，沿彈簧軸線方向在質(zhì)量為m的小球上施加一水平向左的拉力F2，a=，隔離對(duì)質(zhì)量為2m的小球分析，根據(jù)牛頓第二定律得：

12、F彈=2ma=kx2，由于x1=2x2，聯(lián)立可得：F1=4F2，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案為：D；解析：由題意可知，“導(dǎo)師戰(zhàn)車”沿斜面的方向先加速后減速，加速過(guò)程中有沿斜面向下的加速度，戰(zhàn)車處于失重狀態(tài)，戰(zhàn)車減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)又處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；戰(zhàn)車所受外力先沿斜面向下，后又沿斜面向上，B、C錯(cuò)誤；由=可得戰(zhàn)車運(yùn)動(dòng)的平均速度=2.5 m/s，所以選項(xiàng)D正確。答案為：A；解析：對(duì)小球和物塊組成的整體，分析受力如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定律得，水平方向：Ff=(Mm)a，豎直方向：FN=(Mm)g，則當(dāng)加速度增加到2a時(shí)，橫桿對(duì)M的摩擦力Ff增加到原來(lái)的2倍，橫桿對(duì)M的彈力等于兩個(gè)物體的總重力

13、，保持不變，故A正確，B錯(cuò)誤；以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況如圖乙所示，由牛頓第二定律得mgtan =ma，解得tan =，當(dāng)a增加到兩倍時(shí)，tan 變?yōu)閮杀?，但不是原?lái)的兩倍。細(xì)線的拉力FT=，可見，a變?yōu)閮杀?，F(xiàn)T不是原來(lái)的兩倍，故C、D錯(cuò)誤。二 、多選題答案為：BC；解析：設(shè)該列車廂與P相連的部分為P部分，與Q相連的部分為Q部分。設(shè)該列車廂有n節(jié)，Q部分為n1節(jié)，每節(jié)車廂質(zhì)量為m，當(dāng)加速度為a時(shí)，對(duì)Q有F=n1ma；當(dāng)加速度為a時(shí)，對(duì)P有F=(nn1)ma，聯(lián)立得2n=5n1。當(dāng)n1=2，n1=4，n1=6時(shí)，n=5，n=10，n=15，由題中選項(xiàng)得該列車廂節(jié)數(shù)可能為10或15，選項(xiàng)B、

14、C正確。答案為：BC；解析：在水平拉力F的作用下，四個(gè)木塊以相同的加速度一起加速運(yùn)動(dòng)，則由牛頓第二定律可知，對(duì)整體有F=4ma，對(duì)A、D木塊有fA=fD=ma，解得A、D木塊所受摩擦力大小fA=fD=，方向均水平向右，故B、C正確；一起加速過(guò)程中，C木塊受到重力、D木塊對(duì)其的壓力和靜摩擦力、地面對(duì)其的支持力及彈簧對(duì)其的彈力，共五個(gè)力的作用，故A錯(cuò)誤；當(dāng)F撤去瞬間，D木塊所受靜摩擦力的大小和方向均不變，而A木塊所受靜摩擦力的大小不變但反向，故D錯(cuò)誤。答案為：ABC；解析：當(dāng)0Fmg時(shí)，A受到拉力與靜摩擦力的作用，二者平衡，繩中拉力為0，故A正確；當(dāng)mgF2mg時(shí)，整體受到拉力與摩擦力的作用，二者

15、平衡，所以整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)A受到的靜摩擦力達(dá)到最大即mg，所以繩中拉力為Fmg，故B正確；當(dāng)F2mg時(shí)，對(duì)整體：a=，對(duì)B：a=，聯(lián)立解得繩中拉力為F，故C正確；由以上的分析可知，當(dāng)mgF2mg時(shí)繩中拉力為Fmg，繩中拉力可能等于F，故D錯(cuò)誤。答案為：AC；解析：上升過(guò)程中mgFf=ma1，由題圖可知a1=12 m/s2，解得Ff=2 N，小球所受重力和阻力之比為51，選項(xiàng)A正確；下落過(guò)程中mgFf=ma2，可得a2=8 m/s2，根據(jù)h=at2可得= ，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)v=a2t2，t2= s，可得v=8 m/s，選項(xiàng)C正確；小球下落過(guò)程中，加速度方向豎直向下，小球處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)D

16、錯(cuò)誤。三 、計(jì)算題解：(1)把物塊和木板看做整體，由牛頓第二定律得：F=(m1m2)a，對(duì)物塊分析，物塊與木板將要相對(duì)滑動(dòng)時(shí)有1m1g=m1a，聯(lián)立解得F=1(m1m2)g=8 N。(2)物塊在02 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：1m1g=m1a1，解得a1=2 m/s2，2 s末物塊的速度為v1=a1t1=2×2 m/s=4 m/s。木板在01 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：F11m1g=m2a2，解得a2=4 m/s2。1 s末木板的速度v1=a2t2=4×1 m/s=4 m/s。在12 s內(nèi)F2=1m1g，木板做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為4 m/s。24 s

17、內(nèi)如果物塊和木板一起減速運(yùn)動(dòng)，共同的加速度大小為a共=2g，m1的合力2m1g>fm=1m1g。所以物塊和木板相對(duì)滑動(dòng)2 s后物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：1m1g=m1a3，得：a3=2 m/s2。速度從4 m/s減至零的時(shí)間t3= s=2 s。木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)有：2(m1m2)g1m1g=m2a4。得：a4= m/s2。速度從4 m/s減至零的時(shí)間t4=1.5 s。二者在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v­t圖像如圖所示(實(shí)線是木板的v­t圖像，虛線是物塊的v­t圖像)。02 s內(nèi)物塊相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)x1=a2t22(a2t2)(t1t2)a1t12，24 s內(nèi)物塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)x2=，解得：x=x1x2=1 m。所以04 s內(nèi)物塊相對(duì)木板的位移大小為x=1 m。解：(1)假設(shè)開始時(shí)物塊與木板會(huì)相對(duì)滑動(dòng)，由牛頓第二定律，對(duì)木板有：F1(Mm)g1mg=Ma1；解得：a1=6 m/s2。對(duì)物塊有：1mg=ma2；解得：a2=4 m/s2。因?yàn)閍2<a1，故假設(shè)成立。設(shè)F作用t秒后，小物塊恰好從木板左端滑離，則有：=a1t2a2t2代入數(shù)據(jù)解得：t=1 s在此過(guò)程中，木板的位移為：x1=a1t2=×6×12 m=3 m，末速度為：v1=a1t=6×1 m/s=6 m/s。物塊的位移為：x2=a2t2=