（江蘇專用）高考物理總復習 課時跟蹤檢測（十）牛頓運動定律的綜合應用-人教版高三物理試題

課時跟蹤檢測(十)牛頓運動定律的綜合應用一、單項選擇題1.(2014·宿遷模擬)如圖1所示，在光滑的水平面上有一段長為L、質量分布均勻的繩子，繩子在水平向左的恒力F作用下做勻加速直線運動。繩子上某一點到繩子右端的距離為x，設該處的張力為T，則能正確描述T與x之間的關系的圖像是()圖1圖22．(2014·沈陽二中模擬)質量均為5kg的物塊1、2放在光滑水平面上并用輕質彈簧秤相連，如圖3所示，今對物塊1、2分別施以方向相反的水平力F1、F2且F1＝20N、F2＝10N，則彈簧秤的示數(shù)為()圖3A．30N B．15NC．20N D．10N3．(2014·蘇錫常鎮(zhèn)四市模擬)如圖4所示，在水平向右行駛的車廂內固定有一水平實驗桌，其上放著質量分別為M、m(M>m)的A、B兩物塊，物塊間夾著一處于壓縮狀態(tài)的輕質彈簧，兩物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，兩物塊與桌面始終相對靜止。則()圖4A．車廂運動的加速度可能大于μgB．若剪斷彈簧，物塊與桌面有可能發(fā)生相對滑動C．車廂處于減速運動狀態(tài)時，彈簧最大壓縮量一定比勻速時小D．車廂處于加速運動狀態(tài)時，彈簧最大壓縮量一定比勻速時大4．(2014·西安二模)如圖5所示，輕彈簧豎直放置在水平面上，其上放置質量為2kg的物體A，A處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將質量為3kg的物體B輕放在A上，則B與A剛要一起運動的瞬間，B對A的壓力大小為(取g＝10m/s2)()圖5A．20N B．30NC．25N D．12N5.(2014·濮陽二模)如圖6所示，一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運行，現(xiàn)將一個木炭包無初速度的放在傳送帶上，木炭包在傳送帶上將會留下一段黑色的徑跡，下列說法正確的是()圖6A．黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側B．木炭包的質量越大，徑跡的長度越短C．木炭包與傳送帶間動摩擦因數(shù)越大，徑跡的長度越短D．傳送帶運動的速度越大，徑跡的長度越短6.如圖7所示，在建筑工地，民工兄弟用兩手對稱水平使力將兩長方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起，其中A的質量為m，B的質量為3m，水平作用力為F，A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ，在此過程中，A、B間的摩擦力為()圖7A．μF B．2μFC.eq\f(3,2)m(g＋a) D．m(g＋a)二、多項選擇題7．(2014·河北一模)如圖8甲所示，某人通過動滑輪將質量為m的貨物提升到一定高處，動滑輪的質量和摩擦均不計，貨物獲得的加速度a與豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關系如圖乙所示，則下列判斷正確的是()圖8A．圖線與縱軸的交點M的值aM＝－gB．圖線與橫軸的交點N的值TN＝eq\f(1,2)mgC．圖線的斜率等于物體的質量mD．圖線的斜率等于物體質量的倒數(shù)eq\f(1,m)8．(2014·江西一模)如圖9(a)所示，用一水平力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運動，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示，根據(jù)圖(b)中所提供的信息可以計算出()圖9A．物體的質量B．斜面的傾角C．物體能靜止在斜面上所施加的最小外力D．加速度為6m/s2時物體的速度9．(2014·邯鄲摸底)如圖10所示，粗糙的水平地面上有三塊材料完全相同的木塊A、B、C，質量均為m，B、C之間用輕質細繩連接?，F(xiàn)用一水平恒力F作用在C上，三者開始一起做勻加速運動，運動過程中把一塊橡皮泥粘在某一塊上面，系統(tǒng)仍加速運動，且始終沒有相對滑動。則在粘上橡皮泥并達到穩(wěn)定后，下列說法正確的是()圖10A．無論粘在哪個木塊上面，系統(tǒng)加速度都將減小B．若粘在A木塊上面，繩的拉力減小，A、B間摩擦力不變C．若粘在B木塊上面，繩的拉力增大，A、B間摩擦力增大D．若粘在C木塊上面，繩的拉力和A、B間摩擦力都減小10．(2014·商丘模擬)如圖11(a)所示，在光滑水平面上疊放著甲、乙兩物體?，F(xiàn)對甲施加水平向右的拉力F，通過傳感器可測得甲的加速度a隨拉力F變化的關系如圖(b)所示。已知重力加速度g＝10m/s2，由圖線可知()圖11A．甲的質量是2kgB．甲的質量是6kgC．甲、乙之間的動摩擦因數(shù)是0.2D．甲、乙之間的動摩擦因數(shù)是0.6三、非選擇題11.有一個推礦泉水瓶的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手們從起點開始用力推瓶一段時間后，放手讓瓶向前滑動，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內，視為成功；若瓶最后未停在桌上有效區(qū)域內或在滑行過程中倒下，均視為失敗。其簡化模型如圖12所示，AC是長度為L1＝5m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點，從A點開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域。已知BC長度L2＝1m，瓶子質量m＝0.5kg，瓶子與桌面間的動摩擦系數(shù)μ＝0.4。某選手作用在瓶子上的水平推力F＝20N，瓶子沿AC做直線運動，假設瓶子可視為質點，g取10m/s2，那么該選手要想游戲獲得成功，試問：圖12(1)推力作用在瓶子上的時間最長不得超過多少？(2)推力作用在瓶子上的距離最小為多少？12．(2014·南京模擬)如圖13所示，質量為m＝1kg的物塊，放置在質量M＝2kg足夠長木板的中間，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1，木板放置在光滑的水平地面上。在地面上方存在兩個作用區(qū)，兩作用區(qū)的寬度均為1m，邊界距離為d，作用區(qū)只對物塊有力的作用：Ⅰ作用區(qū)對物塊作用力方向水平向右，Ⅱ作用區(qū)對物塊作用力方向水平向左，作用力大小均為3N。將物塊與木板從圖示位置(物塊在Ⅰ作用區(qū)內的最左邊)由靜止釋放，已知在整個過程中物塊不會滑離木板，取g＝10m/s2。圖13(1)在物塊剛離開Ⅰ區(qū)域時，物塊的速度多大？(2)若物塊剛進入Ⅱ區(qū)域時，物塊與木板的速度剛好相同，求兩作用區(qū)的邊界距離d。答案1．選A設單位長度質量為m；對整體分析有：F＝Lma；則對x分析可知：T＝xma聯(lián)立解得：T＝eq\f(F,L)x，故可知T與x成正比；且x＝0時，T＝0，故A正確。2．選B設兩物塊的質量為m，以兩物塊為一整體，應用牛頓第二定律可得：F1－F2＝2ma，再以物塊2為研究對象，應用牛頓第二定律得：FT－F2＝ma，由以上兩式可解得FT＝15N，B正確。3．選C先假設沒有彈簧且車廂加速度達到μg，則靜摩擦力達到最大；再加上壓縮的彈簧，一個靜摩擦力要增加，另一個要減小，已經(jīng)達到最大靜摩擦力，不能再增加，故車廂運動的加速度最大為μg，故A錯誤。通過A選項分析，加速度a＜μg；故剪斷彈簧，兩個物塊均不會滑動，故B錯誤。車廂處于減速運動狀態(tài)時，物塊B所受靜摩擦力較大，故物塊B容易滑動；恰好滑動時，有：ma＝μmg－kx；車廂勻速運動，恰好滑動時，有：kx′＝μmg；故勻速時恰好滑動的彈力大，故車廂處于減速運動狀態(tài)時，彈簧最大壓縮量一定比勻速時小，故C正確。車廂處于加速運動狀態(tài)時，物塊A所受靜摩擦力較大，故物塊A容易滑動；恰好滑動時，有：Ma＝μMg－kx；車廂勻速運動，恰好滑動時，有：kx′＝μMg；故勻速時恰好滑動的彈力大，車廂處于加速運動狀態(tài)時，彈簧最大壓縮量一定比勻速時小，故D錯誤。4．選D釋放B之前，物體A保持靜止狀態(tài)，重力和彈簧的彈力平衡，有：F＝mAg＝20N，釋放B瞬間，先對AB整體研究，受重力和彈簧的支持力，根據(jù)牛頓第二定律有：(mA＋mB)g－F＝(mA＋mB)a，解得：a＝6m/s2，對物體B受力分析，受重力、A對B的支持力N，根據(jù)牛頓第二定律有：mBg－N＝mBa，解得：N＝12N，根據(jù)牛頓第三定律，物體B對物體A的壓力等于物體A對物體B的壓力，即釋放B瞬間，B對A的壓力大小為12N；故A、B、C錯誤，D正確。5．選C因為木炭包相對于傳送帶向后滑，即相對于傳送帶向左運動，黑色徑跡出現(xiàn)在木炭包的右側，故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得，木炭包的加速度大小a＝μg，設傳送帶的速度為v0，則木炭包速度達到傳送帶速度時經(jīng)歷的時間t＝eq\f(v0,μg)，位移x1＝eq\f(v\o\al(2,0),2μg)，在這段時間內傳送帶的位移x2＝v0t＝eq\f(v\o\al(2,0),μg)，則相對位移即徑跡的長度Δx＝x2－x1＝eq\f(v\o\al(2,0),2μg)，與木炭包的質量無關，傳送帶運動的速度越大，徑跡越長，動摩擦因數(shù)越大，徑跡越短。故C正確，B、D錯誤。6．選D由于A、B相對靜止，故A、B之間的摩擦力為靜摩擦力，A、B錯誤。設民工兄弟對A、B在豎直方向上的摩擦力為Ff，以A、B整體為研究對象可知在豎直方向上有2Ff－(m＋3m)g＝(m＋3m)a，設B對A的摩擦力方向向下，大小為Ff′，對A由牛頓第二定律有Ff－Ff′－mg＝ma，解得Ff′＝m(g＋a)，D正確，C錯誤。7．選AD對貨物受力分析，受重力mg和拉力T，根據(jù)牛頓第二定律，有：T－mg＝ma，解得：a＝eq\f(T,m)－g，當T＝0時，a＝－g，即圖線與縱軸的交點M的值aM＝－g，故A正確；當a＝0時，T＝mg，故圖線與橫軸的交點N的值TN＝mg，故B錯誤；圖線的斜率表示質量的倒數(shù)eq\f(1,m)，故C錯誤，D正確。8．選ABC物體受重力、拉力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律a＝eq\f(Fcosθ－mgsinθ,m)＝eq\f(Fcosθ,m)－gsinθ。圖線的縱軸截距為－6m/s2，則gsinθ＝6，解得斜面的傾角θ＝37°。圖線的斜率k＝eq\f(2,5)，因為sinθ＝0.6，則cosθ＝0.8，所以m＝2kg。當物體靜止時，有Fcosθ＝mgsinθ，則施加的最小外力F＝mgtanθ＝15N，物體做加速度變化的運動，速度無法求出。故A、B、C正確，D錯誤。9．選AD因無相對滑動，所以，無論橡皮泥粘到哪塊上，根據(jù)牛頓第二定律都有：F－3μmg－μΔmg＝(3m＋Δm)a，系統(tǒng)加速度a都將減小，選項A對；若粘在A木塊上面，以C為研究對象，受F、摩擦力μmg、繩子拉力T，F(xiàn)－μmg－T＝ma，a減小，F(xiàn)、μmg不變，所以，T增大，選項B錯；若粘在B木塊上面，a減小，以A為研究對象，m不變，所受摩擦力減小，選項C錯；若粘在C木塊上面，a減小，A的摩擦力減小，以AB為整體，有T－2μmg＝2ma，T減小，選項D對。10．選BC由a-F圖像可知，當F<48N時，甲、乙兩物體相對靜止，當F>48N時，甲、乙兩物體相對滑動，此過程中，F(xiàn)－μm甲g＝m甲a，對應圖線可得：m甲＝eq\f(ΔF,Δa)＝6kg，將F＝60N，a＝8m/s2，代入上式可得μ＝0.2，B、C正確。11．解析：(1)要想游戲獲得成功，瓶滑到C點速度正好為零，力作用時間最長，設最長作用時間為t1，有力作用時瓶做勻加速運動，設加速度為a1，t1時刻瓶的速度為v，力停止作用后瓶做勻減速運動，設此時加速度大小為a2，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1μmg＝ma2加速運動過程中的位移x1＝eq\f(v2,2a1)減速運動過程中的位移x2＝eq\f(v2,2a2)位移關系滿足：x1＋x2＝L1又v＝a1t1由以上各式解得：t1＝eq\f(1,6)s(2)要想游戲獲得成功，瓶滑到B點速度正好為零，力作用距離最小，設最小距離為d，則：eq\f(v′2,2a1)＋eq\f(v′2,2a2)＝L1－L2v′2＝2a1d聯(lián)立解得d＝0.4m答案：(1)eq\f(1,6)s(2)0.4m12．解析：(1)對物塊由牛頓第二定律：F－μmg＝mam1得：am1＝eq\f(F－μmg,m)＝2m/s2由L＝eq\f(1,2)am1teq\o\al(2,1)得t1＝eq\r(\f(2L,a