2013年高考物理 考前回歸教材限時(shí)訓(xùn)練十 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用

1、2013年高考物理考前回歸教材之限時(shí)訓(xùn)練十牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)圖11如圖1所示，在光滑水平面上疊放著A、B兩物體，已知mA6 kg、mB2 kg，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，在物體A上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受的最大拉力是20 N，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，g取10 m/s2，則 ()A當(dāng)拉力F<12 N時(shí)，A靜止不動(dòng)B當(dāng)拉力F>12 N時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)C當(dāng)拉力F16 N時(shí)，B受A的摩擦力等于4 ND無論拉力F多大，A相對(duì)B始終靜止解析：設(shè)A、B共同運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度為amax，最大拉力為Fmax對(duì)B：mAgmBamax，amax6

2、 m/s2對(duì)A、B：Fmax(mAmB)amax48 N當(dāng)F<Fmax48 N時(shí)，A、B相對(duì)靜止因?yàn)榈孛婀饣?，故A錯(cuò)，當(dāng)F大于12 N而小于48 N時(shí)，A相對(duì)B靜止，B錯(cuò)當(dāng)F16 N時(shí)，其加速度a2 m/s2.對(duì)B：Ff4 N，故C對(duì)因?yàn)榧?xì)線的最大拉力為20 N，所以A、B總是相對(duì)靜止，D對(duì)答案：CD圖22如圖2所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1>m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧秤若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧秤示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧秤示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確

3、的是 ()Aa1a2，F(xiàn)1>F2Ba1a2，F(xiàn)1<F2Ca1<a2，F(xiàn)1F2 Da1>a2，F(xiàn)1>F2解析：整體法分析，無論用F拉A，還是拉B，F(xiàn)(m1m2)a均成立，所以穩(wěn)定后A的加速度a1和B的加速度a2相等F拉B時(shí)，對(duì)A分析，F(xiàn)1m1a，F(xiàn)拉A時(shí)，對(duì)B分析，F(xiàn)2m2a，因m1>m2，故F1>F2，所以選項(xiàng)A正確答案：A圖33如圖3所示，當(dāng)車廂向前加速前進(jìn)時(shí)，物體M靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車廂加速度增加時(shí)，則 ()靜摩擦力增加車廂豎直壁對(duì)物體的彈力增加物體M仍保持相對(duì)于車廂的靜止?fàn)顟B(tài)物體的加速度也增加A BC D答案：B圖44在一正方形小盒內(nèi)裝一小圓

4、球，盒與球一起沿傾角為的光滑斜面下滑，如圖4所示若不計(jì)摩擦，當(dāng)角增大時(shí)，下滑過程圓球?qū)Ψ胶星氨趬毫N及對(duì)方盒底面的壓力FN將如何變化 ()AFN變小，F(xiàn)N變小BFN變小，F(xiàn)N為零CFN變小，F(xiàn)N變大DFN不變，F(xiàn)N變大圖5解析：系統(tǒng)(球和小盒)在垂直于斜面方向無加速度，該方向合外力為零對(duì)小球有：FNmgcos，故當(dāng)增大時(shí)，F(xiàn)N變小在平行于斜面方向的加速度agsin，在該方向物體處于“完全失重”狀態(tài)，所以小球?qū)π『星氨诘膲毫N始終為零，與大小無關(guān)答案：B圖65如圖6所示，質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體用細(xì)線相連，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面(斜面與水平面成角)，最后豎直向上運(yùn)動(dòng)

5、則在這三個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)中，細(xì)線上張力的大小情況是 ()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(xì)線上的張力為F1.要求F1，選受力少的物體m1為研究對(duì)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(duì)象較好在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：F1m1gm1aF(m1m2)g(m1m2)a聯(lián)立解得：F1在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)：F1m1gsinm1gcosm1aF(m1m2)gsin(m1m2)gcos(m1m2)a聯(lián)立解得：F1圖7同理可得，豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線上的張力F1仍是答案：C6如圖7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

6、，當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，m1的加速度a的大小與m2的關(guān)系圖象大體如下圖中的 ()答案：D圖87如圖8所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為 ()AgB.gC0 D.g解析：彈簧的彈力與框架的重力平衡，故小球受的合外力為(Mm)g.對(duì)m由牛頓第二定律得：(Mm)gma，所以該瞬間ag.答案：D圖98如圖9所示，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放著兩物塊A、B，A、B的質(zhì)量均為2 kg，它們處于靜止?fàn)顟B(tài)若突然將一個(gè)大小為10 N，方向豎直向下的力施加在物塊A上，則此瞬

7、間，A對(duì)B的壓力大小為：(g10 m/s2) ()A10 N B20 NC25 N D30 N解析：對(duì)AB整體分析，當(dāng)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧的彈力等于整體AB的重力，當(dāng)施加力F的瞬間，彈力在瞬間不變，故A、B所受合力為10 N，則aF合/(2m)2.5 m/s2，后隔離A物塊受力分析，得FmgFNma，解得FN25 N，所以A對(duì)B的壓力大小也等于25 N.答案：C二、計(jì)算題(3×1236)圖109有5個(gè)質(zhì)量均為m的相同木塊，并列地放在水平地面上，如圖10所示，已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)木塊1受到水平力F的作用時(shí)，5個(gè)木塊同時(shí)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，求：(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度(2

8、)第4塊木塊所受合力(3)第4塊木塊受到第3塊木塊作用力的大小解析：(1)選5個(gè)木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)每一木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff，則系統(tǒng)所受外力的合力是：F合F5FfF5mg系統(tǒng)的質(zhì)量是5m，由牛頓第二定律得：F5mg5ma故系統(tǒng)的加速度是ag(2)選第4塊木塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可直接求得合力F4合mamg圖11(3)選第4、第5兩木塊組成的系統(tǒng)為研究的對(duì)象，水平受力如圖11所示，由牛頓第二定律得：FN342Ff2ma，故第4塊木塊受到第3塊木塊的作用力為：FN342ma2Ff2m(g)2mgF答案：(1)g(2)mg(3)F圖1210如圖12所示，火車箱中有一傾角為30&#

9、176;的斜面，當(dāng)火車以10 m/s2的加速度沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，斜面上的物體m還是與車箱相對(duì)靜止，求物體m所受的摩擦力的大小和方向圖13解析：解法1：m受三個(gè)力作用：重力mg，彈力FN，靜摩擦力的方向難以確定，我們可假定這個(gè)力不存在，那么如圖13所示，mg與FN在水平方向只能產(chǎn)生大小Fmgtan的合力，此合力只能產(chǎn)生gtan30°的加速度小于題目給定的加速度，合力不足，故斜面對(duì)物體的靜摩擦力向下由牛頓第二定律列方程：FNcos30°Ffsin30°mgFNsin30°Ffcos30°ma由聯(lián)立得Ff5(1)m N，方向沿斜面向下解法2：如圖

10、14所示，假定所受的靜摩擦力沿斜面向上，用正交分解法有：圖14FNcos30°Ffsin30°mgFNsin30°Ffcos30°ma聯(lián)立得Ff5(1)m N，為負(fù)值，說明Ff的方向與假定的方向相反，應(yīng)是沿斜面向下答案：5(1)m N方向沿斜面向下11如圖15所示，傾角為的光滑斜面體上有一個(gè)小球m被平行于斜面的細(xì)繩系于斜面上，斜面體放在水平面上圖15(1)要使小球?qū)π泵鏌o壓力，求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速度范圍并說明其方向(2)要使小球?qū)?xì)繩無拉力求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速度范圍，并說明其方向(3)若已知60°，m2 kg，當(dāng)斜面體以a10 m/s2向右做勻加速

11、運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩對(duì)小球拉力多大？(g取10 m/s2)解析：為確定小球?qū)π泵鏌o壓力或?qū)?xì)繩無拉力時(shí)斜面體的加速度，應(yīng)先考慮小球?qū)π泵婊蚣?xì)繩的彈力剛好為零時(shí)的受力情況，再求出相應(yīng)加速度取小球、細(xì)繩和斜面體這個(gè)整體為研究對(duì)象，分析整體的受力情況，再確定斜面體的加速度范圍圖16(1)球?qū)π泵鎰偤脽o壓力時(shí)，細(xì)繩與斜面平行，小球只受重力mg和細(xì)繩拉力FT的作用，如圖16所示正交分解FT，由牛頓第二定律得解出a0g·cot所以在斜面向右運(yùn)動(dòng)的加速度aa0g·cot時(shí)，小球?qū)π泵鏌o壓力圖17(2)當(dāng)球?qū)?xì)繩剛好無拉力時(shí)，小球只受重力mg和斜面支持力FN，如圖17所示正交分解FN后，可知FN的豎直分力與重力平衡，F(xiàn)N的水平分力使m向左加速運(yùn)動(dòng)所以在球?qū)?xì)繩無拉力作用時(shí)，若要使球與斜面體以相同的加速度運(yùn)動(dòng)，則斜面體必須以aa0g·tna向左加速運(yùn)動(dòng)；圖18如果斜面體向左運(yùn)動(dòng)的加速度a>a0，則小球會(huì)相對(duì)斜面向右上方滑動(dòng)，但要注意，若球能滑到細(xì)繩懸點(diǎn)上方，細(xì)繩會(huì)對(duì)球再次產(chǎn)生拉力作用(3)由(1)可知，球?qū)π泵媲『脽o壓力時(shí)，a0g&