【2019最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第8課牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word版含解析

1、【 2019 最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第8 課 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word 版含解析1. 連接體模型a利用整體法、隔離法求解接觸連接體問題(1)(2018改編， 6 分) 光滑的水平面上疊放有質(zhì)量分別為m和的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k 的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖所示。已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f ，為使這兩個木塊組成的系統(tǒng)整體一起運動，彈簧的最大形變量為()A.B.C.D.4fk答案： C解析：對兩木塊整體有 kx a ，解得 a。隔離上面的木塊進(jìn)行分析，彈簧處于符合要求的最大形變量狀態(tài)時，兩木塊之間的摩擦力為 f ，根據(jù)牛頓第二定律有 f a，解得 x，

2、故 C項正確。(2)( 多選 )(2017 海南單科， 5 分) 如圖所示，水平地面上有三個靠在一起的物塊 P、Q和 R，質(zhì)量分別為 m、2m和 3m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)都為。用大小為 F 的水平外力推動物塊P，記 R 和 Q 之間相互作用力與Q 與 P 之間相互作用力大小之比為k。下列判斷正確的是()歡迎下載。A若 0，則 kB 若 0 ，則 k35C若 0，則 kD 若 0，則 k35答案： BD解析：三個物塊靠在一起，將以相同的加速度向右運動，則根據(jù)牛頓第二定律可得加速度 a，所以 R和 Q之間相互作用力 F13ma3mgF，Q 與 P 之間相互作用力 F2FmamgF, 所以 k

3、。因為上述過程與 是否為零無關(guān)，故 k恒成立，故 B 項、D項均正確。b利用整體法、隔離法求解輕繩( 桿) 的連接體問題(3)( 多選 )(2015 全國， 6 分) 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 的加速度向東行駛時，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， P 和 Q間的拉力大小仍為F。不計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()A8 B 10C 15 D 18答案： BC解析：設(shè) P、Q西邊有 n 節(jié)車廂，每節(jié)車廂的質(zhì)量為 m，則 Fnma。

4、設(shè) P、Q 東邊有 k 節(jié)車廂，則 Fkm·a。解得 3n2k，由此式可知 n 只能取偶數(shù)。當(dāng) n2 時， k3，總節(jié)數(shù)為 N5；當(dāng) n4 時， k【2019最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第課牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word版含解析6，總節(jié)數(shù)為N10；當(dāng) n6 時， k9，總節(jié)數(shù)為N15；當(dāng) n8時， k12，總節(jié)數(shù)為 N20。故 B 項、 C項均正確。(4)( 經(jīng)典題， 6 分) 如圖所示，粗糙水平面上放置 B、C 兩物體， A 疊放在 C 上， A、B、C 的質(zhì)量分別為 m、2m、3m，物體 B、C 與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，其間用一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為FT

5、，現(xiàn)用水平拉力F 拉物體 B，使三個物體以同一加速度向右運動，則 ()A此過程中物體 C受重力等五個力作用B當(dāng) F 逐漸增大到 FT 時，輕繩剛好被拉斷C當(dāng) F 逐漸增大到 1.5FT 時，輕繩剛好被拉斷D若水平面光滑，則繩剛要斷時， A、C間的摩擦力為 FT6答案： C解析：物體 A 受重力、支持力和向右的靜摩擦力作用，可知C 受重力、 A 對 C的壓力、地面的支持力、繩子的拉力、 A 對 C 的摩擦力以及地面的摩擦力六個力的作用，故A 項錯誤。對整體分析，整體的加速度 a g。對 A、C 整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得FT1·4mg4ma，解得 FT1F，當(dāng) F1.5FT 時， F

6、T1FT，輕繩剛好被拉斷，故 B 項錯誤， C 項正確。水平面光滑，繩剛要斷時，對A、C整體分析，加速度a，隔離 A 單獨分析， A 受到的摩擦力Ff ma3/143/14，故 D項錯誤。c利用整體法、隔離法求解彈簧連接體問題(5)(2017 貴州模擬， 6 分)a 、b 兩物體的質(zhì)量分別為 m1、m2，由輕質(zhì)彈簧相連。當(dāng)用恒力 F 豎直向上拉著 a，使 a、b 一起向上做勻加速直線運動時，彈簧伸長量為 x1；當(dāng)用大小仍為 F 的恒力沿水平方向拉著 a，使 a、b 一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運動時，彈簧伸長量為 x2，如圖所示，則 ()Ax1 一定等于 x2Bx1 一定大于 x2C若 m1

7、>m2，則 x1>x2D若 m1<m2，則 x1<x2答案： A解析：當(dāng)用恒力F 豎直向上拉著a 時，先用整體法有F(m1m2)g (m1m2)a，再隔離 b 有 kx1m2gm2a，聯(lián)立得 x1 。當(dāng)沿水平方向拉著 a 時，先用整體法有 F(m1m2)a，再隔離 b 有 kx2m2a，聯(lián)立得 x2，可見 x1x2，故 A 項正確。2傳送帶模型a利用分類討論法求解水平傳送帶問題(6)(2017 湖北模擬， 14 分) 如圖 (a) 所示為一水平傳送帶裝置的示意圖，傳送帶兩端點 A 與 B 間的距離為 L6.0 m ，一物塊 ( 可視為質(zhì)點) 從 A 處以 v07 m/s

8、 的水平速度滑上傳送帶，設(shè)物塊與傳送帶間【2019最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第課牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word版含解析的動摩擦因數(shù)為0.2 ，取 g10 m/s2 。圖(a)圖(b)若傳送帶靜止，求物塊離開B 點時的速度；若傳送帶以v 傳 5 m/s 的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，求物塊離開B點時的速度；物塊離開B 點的速度與傳送帶勻速運動的速度是有關(guān)系的，若傳送帶順時針勻速運動，在圖 (b) 中畫出物塊離開 B 點時的速度 vB 與傳送帶速度 v 傳的關(guān)系圖像。答案： 5 m/s(3 分)5 m/s(3 分)見解析圖 (8 分)解析：若傳送帶靜止，物塊一直勻減速至B 點，根據(jù)牛頓第二定律得物塊的

9、加速度有ag2 m/s2(2 分)由速度位移關(guān)系vv2aL，得物塊離開 B 點時的速度vB2aL) m/s 5 m/s(1 分)若傳送帶以v 傳 5 m/s 的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，物塊的受力情況不變，則物塊離開B 點的速度仍為vB5 m/s(3 分)5/145/14若傳送帶順時針勻速運動時，a當(dāng) 0v 傳 5 m/s 時，物塊一直勻減速到B 點，則vB5 m/sb若物塊始終加速直至離開B 點，其加速度ag2 m/s2物塊離開 B 點時的速度vB 2aL) m/s m/s8.5 m /s即，當(dāng) v 傳> m/s 時，物塊一直勻加速到B 點并以 m/s 的速度離開B點c當(dāng) 5 m/s v 傳

10、 7 m/s 時，物塊勻減速至等于傳送帶的速度后，勻速運動至 B 點離開，則有 vBv 傳d當(dāng) 7 m/s v 傳 m/s 時，物塊勻加速至等于傳送帶的速度后，勻速運動至 B 點離開，則有 vBv 傳，所以物塊離開 B 點的速度與傳送帶轉(zhuǎn)動速度的關(guān)系圖像如圖所示。 (8 分，三段圖線，第一段 2 分，二、三段每段 3 分)b分階段分析傾斜傳送帶問題(7)(2017 河南模擬， 14 分) 如圖所示，一傾斜的傳送帶，上、下兩端相距 L5 m，傾角 37°，將一物塊輕放在傳送帶下端，讓其由靜止從傳送帶底端向上運動，物塊運動到上端需要的時間為t 5【2019最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第

11、課牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word版含解析s，傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動，速度大小為2 m/s ，重力加速度g 取10 m/s2 ，求：物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；若將傳送帶沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，速度大小不變，再將另一物塊輕輕放在傳送帶的上端，讓其由靜止從傳送帶上端向下運動，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 0.5 ，則該物塊從傳送帶上端運動到下端所用的時間為多少？答案： 0.8(7 分) s(7分)解析：物塊在傳送帶上先做勻加速運動，后做勻速運動到上端，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 1，則加速到與傳送帶速度相等過程中，設(shè)加速的時間為 t1 ，勻速運動的時間為 t2 ，則有x1vt1(1 分)Lx1vt2(

12、1 分)t1 t2 t(1 分)解得 t1 5 s ，t2 0(1 分)說明物塊一直做勻加速運動到傳送帶上端時，速度與傳送帶速度相同，則物塊的加速度a10.4 m/s2(1 分)7/147/14對物塊進(jìn)行受力分析可知，在平行傳送帶方向上，受到向上的滑動摩擦力和向下的重力的分力作用，根據(jù)牛頓第二定律有 1mgcos 37°mgsin 37°ma1(1分)解得 10.8(1 分)物塊從傳送帶上端由靜止開始做勻加速運動，設(shè)加速度為a2，則有 2mgcos 37 ° mgsin 37 ° ma2(1分)解得 a210 m/s2(1 分)則物塊達(dá)到與傳送帶共速的時

13、間t3 0.2 s(1分)運動的位移 x3 vt3 0.2 m由于 mgsin 37 °>2mgcos 37 °，所以物塊速度達(dá)到與傳送帶速度相同后，仍向下做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得 mgsin 37° 2mgcos 37 ° ma3(1 分)解得 a32 m/s2根據(jù)位移關(guān)系可得Lx3vt4 a3t(1 分)解得 t4 s(1 分)所以運動的總時間為t3 t4 s(1 分)3滑塊木板模型【2019最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第課牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word版含解析a利用隔離法求解水平方向的滑塊木板模型(8)(2017全國， 20 分) 如

14、圖，兩個滑塊A 和 B 的質(zhì)量分別為mA1 kg 和 mB5 kg ，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為10.5 ；木板的質(zhì)量為m4 kg ，與地面間的動摩擦因數(shù)為20.1 。某時刻A、B 兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為v03 m/s 。 A、B 相遇時， A 與木板恰好相對靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小g10m/s2。求：B與木板相對靜止時，木板的速度；A、B 開始運動時，兩者之間的距離。答案： 1m/s (9 分)1.9 m(11 分)解析：滑塊A 和 B 在木板上滑動時，木板也在地面上滑動。設(shè)A、B 所受的摩擦力大小分別為f1 、f2

15、 地面對木板的摩擦力為f3 ，A和 B 相對于地面的加速度大小分別是aA 和 aB，木板相對于地面的加速度大小為 a1。在物塊 B 與木板達(dá)到共同速度前有f1 1mAg(1分)f2 1mBg(1分)f3 2(mAmBm)g(1 分)9/149/14由牛頓第二定律得f1 mAaA (1分)f2 mBaB (1分)f2 f1 f3 ma1(1分)設(shè)在 t1 時刻， B 與木板達(dá)到共同速度，設(shè)大小為v1。由運動學(xué)公式有v1v0aBt1(1 分)v1a1t1 (1 分)聯(lián)立以上各式，代入已知數(shù)據(jù)得v11 m/s(1 分)在 t1 時間間隔內(nèi)， B 相對于地面移動的距離為sBv0t1 aBt (1 分)

16、設(shè)在 B 與木板達(dá)到共同速度v1 后，木板的加速度大小為a2，對于 B與木板組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律有f1 f3 (mBm)a2(2 分)由于 aAaB, B 與木板達(dá)到共同速度時， A 的速度大小也為v1，但運動方向與木板相反。由題意知，A 和 B 相遇時， A 與木板的速度相同，設(shè)其大小為v2。設(shè) A 的速度大小從 v1 變到 v2 所用時間為 t2 ，【2019最新】精選高考物理總復(fù)習(xí)練習(xí)：第課牛頓運動定律的綜合應(yīng)用Word版含解析則由運動學(xué)公式，對木板有v2 v1a2t2(1 分)對 A 有 v2 v1aAt2(1 分)在 t2 時間間隔內(nèi)， B(以及木板 ) 相對地面移動的距離為s

17、1v1t2 a2t(1 分)在(t1 t2) 時間間隔內(nèi)， A相對地面移動的距離為sAv0(t1 t2) aA(t1 t2)2(2 分)A 和 B 相遇時， A 與木板的速度也恰好相同。因此A 和 B 開始運動時，兩者之間的距離為s0sAs1sB(2 分)聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據(jù)得s01.9 m(1 分)b. 利用隔離法求解斜面上的滑塊木板模型(9)(2015全國， 20 分) 下暴雨時，有時會發(fā)生山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。某地有一傾角37°的山坡C，上面有一質(zhì)量為m的石板B，其上下表面與斜坡平行；B 上有一碎石堆A(含有大量泥土) ，A 和 B 均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。假設(shè)某次

18、暴雨中，A 浸透雨水后總質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)量不變的滑塊 ) ，在極短時間內(nèi)， A、B 間的動摩擦因數(shù)1 減小為， B、C 間的動摩擦因數(shù) 2減小為0.5 ，A、B 開始運動，此時刻為計時起點；在第11/1411/142 s 末， B 的上表面突然變?yōu)楣饣?2 保持不變。已知 A 開始運動時， A 離 B 下邊緣的距離 l 27 m，C 足夠長，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。取重力加速度大小 g10 m/s2 。求：在 02 s 時間內(nèi) A 和 B 加速度的大??；A在 B上總的運動時間。答案： 3 m/s21 m/s2(8 分)4 s(12 分)解析：在 02 s 時間內(nèi)， A 和 B 的受力如圖 (a) 、圖 (b) 所示，其中 f1 、N1 是 A 與 B 之間的摩擦力和正壓力的大小， f2 、N2 是 B 與C之間的摩擦力和正壓力的大小，方向如圖所示圖(a)圖(b)由滑動摩擦力公式和力的平衡條件得f1 1N1(