2024高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練12牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練12牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用[抓基礎(chǔ)]1．(多選)(2024·天津測(cè)試)某同學(xué)利用測(cè)力計(jì)探討在豎直方向運(yùn)行的電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，他在地面上用測(cè)力計(jì)測(cè)量砝碼的重力，示數(shù)是G，他在電梯中用測(cè)力計(jì)仍測(cè)量同一砝碼的重力，發(fā)覺測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于G，由此推斷此時(shí)電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是()A．加速下降 B．加速上升C．減速下降 D．減速上升解析：測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，砝碼所受的合力方向向下，則加速度向下，砝碼處于失重狀態(tài)，而速度方向可能向上，也可能向下，所以電梯可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是減速上升或加速下降．答案：AD2.(2024·南京模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在容器底部，伴同容器一起從某一高處由靜止釋放，下落過程中不計(jì)一切阻力．則物塊()A．加速度大于gB．加速度小于gC．對(duì)容器底部的壓力等于0D．對(duì)容器底部的壓力等于mg解析：物塊和容器一起做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，故A、B錯(cuò)誤；對(duì)容器分析，物塊若對(duì)容器有壓力，加速度將大于g，所以對(duì)容器沒有壓力，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：C3.滑沙是國(guó)內(nèi)新興的旅游項(xiàng)目，即乘坐滑板從高高的沙山頂自然下滑，隨著下滑速度的加快，在有驚無險(xiǎn)的瞬間體會(huì)到了刺激和快感．其運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為如圖所示，一位游客先后兩次從靜止下滑，下列v-t圖象中實(shí)線代表第一次從較低位置滑下，虛線代表其次次從較高位置滑下，假設(shè)斜面和地面與滑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，忽視空氣阻力，拐彎處速度大小不變，則v-t圖象正確的是()ABCD解析：設(shè)滑板與沙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面與水平面之間的夾角為θ，當(dāng)游客與滑板沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)時(shí)，mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，則a1＝gsinθ－μmgcosθ，可知，向下滑動(dòng)的加速度與斜面的高度無關(guān)，則在vt圖中兩次加速的過程圖線的傾斜程度相同；在水平面上減速的過程中μmg＝ma2，所以a2＝μg，可知減速過程中的加速度也是大小相等的，則兩次減速過程中的v-t圖線是平行線，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．答案：D4.質(zhì)量為M的光滑圓槽放在光滑水平面上，一水平恒力F作用在其上促使質(zhì)量為m的小球與圓槽保持相對(duì)靜止，如圖所示，則()A．小球?qū)A槽的壓力為eq\f(MF,m＋M)B．小球?qū)A槽的壓力為eq\f(mF,m＋M)C．水平恒力F變大后，假如小球仍靜止在圓槽上，小球?qū)A槽的壓力增大D．水平恒力F變大后，假如小球仍靜止在圓槽上，小球?qū)A槽的壓力減小解析：由整體法可求得系統(tǒng)的加速度a＝eq\f(F,M＋m)，小球?qū)A槽的壓力FN＝meq\r(g2＋a2)＝meq\r(g2＋\f(F2,（M＋m）2))，當(dāng)F增大后，F(xiàn)N增大．答案：C5.(多選)如圖，升降機(jī)內(nèi)有一固定斜面，斜面上放一物塊．起先時(shí)，升降機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng)，物塊相對(duì)于斜面勻速下滑．當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)()A．物塊與斜面間的摩擦力減小B．物塊與斜面間的正壓力增大C．物塊相對(duì)于斜面減速下滑D．物塊相對(duì)于斜面勻速下滑答案：BD6.(2024·重慶巴蜀中學(xué)月考)如圖所示，1996年在地球上空完成了以牛頓其次定律為基礎(chǔ)的測(cè)定質(zhì)量的試驗(yàn)．可以簡(jiǎn)化為如下模型：在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船內(nèi)，質(zhì)量m1＝30kg的物體A與待測(cè)質(zhì)量的物體B通過輕繩連接，放置在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.05的足夠長(zhǎng)的水平桌面上，在F＝9N恒力作用下一起在桌面上從靜止起先運(yùn)動(dòng)，7s時(shí)間內(nèi)A物體向前運(yùn)動(dòng)了4.9m，以下說法正確的是()A．B物體質(zhì)量為15kgB．B物體質(zhì)量為60kgC．加速度為0.5m/s2D．加速度為0.3m/s2答案：A7．(2024·河北邯鄲永年二中月考)如圖所示，光滑的水平地面上有三塊木塊A、B、C，質(zhì)量均為m，A、B之間用輕質(zhì)細(xì)繩連接．現(xiàn)用一水平恒力F作用在A上，三者起先一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)A、B間細(xì)繩的拉力為FT，B、C間靜摩擦力為Ff.運(yùn)動(dòng)過程中把一塊橡皮泥粘在木塊A上，系統(tǒng)仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且B、C之間始終沒有相對(duì)滑動(dòng)．穩(wěn)定后，F(xiàn)T和Ff的改變狀況是()A．FT變小，F(xiàn)f變小 B．FT變大，F(xiàn)f變大C．FT變大，F(xiàn)f變小 D．FT變小，F(xiàn)f變大答案：A8．(多選)(2024·黃岡模擬)機(jī)場(chǎng)運(yùn)用的貨物安檢裝置如圖所示，繃緊的傳送帶始終保持v＝1m/s的恒定速率運(yùn)動(dòng)，AB為傳送帶水平部分且長(zhǎng)度L＝2m，現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝1kg的背包(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度的放在水平傳送帶的A端，可從B端沿斜面滑到地面．已知背包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10m/s2，下列說法正確的是()A．背包從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為2.1sB．背包從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為2.3sC．背包與傳送帶之間的相對(duì)位移為0.3mD．背包與傳送帶之間的相對(duì)位移為0.1m解析：背包在水平傳送帶上由滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生加速度，μmg＝ma，得a＝5m/s2，背包達(dá)到傳送帶的速度v＝1m/s所用時(shí)間t1＝eq\f(v,a)＝0.2s，此過程背包對(duì)地面位移x1＝eq\f(v,2)t1＝eq\f(1,2)×0.2m＝0.1m<L＝2m，共速后背包與傳送帶相對(duì)靜止，沒有相對(duì)位移，所以背包與傳送帶的相對(duì)位移為Δx＝vt1－x1＝1×0.2m－0.1m＝0.1m，背包勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(L－x1,v)＝eq\f(2－0.1,1)s＝1.9s，所以背包從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為：t＝t1＋t2＝2.1s，故A、D正確．答案：AD[提素養(yǎng)]9.(多選)如圖所示，一質(zhì)量M＝3kg、傾角為α＝45°的斜面體放在光滑水平地面上，斜面體上有一質(zhì)量為m＝1kg的光滑楔形物體．用一水平向左的恒力F作用在斜面體上，系統(tǒng)恰好保持相對(duì)靜止地向左運(yùn)動(dòng)．重力加速度g取10m/s2，下列推斷正確的是()A．系統(tǒng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．F＝40NC．斜面體對(duì)楔形物體的作用力大小為5eq\r(2)ND．增大力F，楔形物體將相對(duì)斜面體沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)解析：對(duì)整體受力分析如圖甲所示，由牛頓其次定律有F＝(M＋m)a，對(duì)楔形物體受力分析如圖乙所示，由牛頓其次定律有mgtan45°＝ma，可得F＝40N，a＝10m/s2，A錯(cuò)誤，B正確；斜面體對(duì)楔形物體的作用力FN2＝eq\f(mg,sin45°)＝eq\r(2)mg＝10eq\r(2)N，C錯(cuò)誤；外力F增大，則斜面體加速度增加，楔形物體不能獲得那么大的加速度，將會(huì)相對(duì)斜面體沿斜面上滑，D正確．答案：BD10．應(yīng)用物理學(xué)問分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加好玩和深化．例如平伸手掌托起物體，由靜止起先豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出．對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是()A．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D．在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析：手托物體拋出的過程，必有一段加速過程，其后可以減速，可以勻速，當(dāng)手和物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體既不超重也不失重；當(dāng)手和物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體從靜止到運(yùn)動(dòng)，必有一段加速過程，此過程物體處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時(shí)物體的加速度等于重力加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；手和物體分別之前速度相同，分別之后手速度的改變量比物體速度的改變量大，物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度，所以選項(xiàng)D正確．答案：D11．(2024·湖南湘東五校聯(lián)考)如圖甲所示是一傾角為θ＝37°的足夠長(zhǎng)的斜面，將一質(zhì)量為m＝1kg的物體無初速度在斜面上釋放，同時(shí)給物體施加一沿斜面對(duì)上的拉力，拉力隨時(shí)間改變的關(guān)系圖象如圖乙所示，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)2s末物體的速度大??；(2)前16s內(nèi)物體發(fā)生的位移．解析：(1)物體在前2s內(nèi)沿斜面對(duì)下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)物體加速度大小為a1，由牛頓其次定律可得mgsinθ－F1－mgcosθ＝ma1，v1＝a1t1，得v1＝5m/s，a1＝2.5m/s2.(2)設(shè)物體在前2s內(nèi)發(fā)生的位移為x1，則x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝5m，當(dāng)拉力為F2＝4.5N時(shí)，設(shè)物體加速度大小為a2，由牛頓其次定律可得F2＋μmgcosθ－mgsinθ＝ma2，設(shè)物體經(jīng)過t2時(shí)間速度減為0，則v1＝a2t2，t2＝10s，設(shè)t2時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為x2，則x2＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)＝25m，由于mgsinθ－μmgcosθ＜F2＜μmgcosθ＋mgsinθ，則物體在剩下4s時(shí)間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，故物體在前16s內(nèi)發(fā)生的位移x＝x1＋x2＝30m，方向沿斜面對(duì)下．答案：(1)5m/s(2)30m，方向沿斜面對(duì)下12．如圖所示，三物體以細(xì)繩相連，mA＝2kg，mB＝3kg，mC＝1kg，A、C與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，求系統(tǒng)的加速度和繩中的張力．解析：以A、B、C系統(tǒng)為探討對(duì)象，其所受的外力在繩的方向上，有mBg－μ(mA＋mC)g＝(mA＋mB＋mC)a則系統(tǒng)的加速度為a＝eq\f(mBg－μ（mA＋mC）g,mA＋mB＋mC)＝3.68m/s2設(shè)A、C間繩的張力為F1，以C為探討對(duì)象，則有F1－μmCg＝mCa所以F1＝mCa＋μmCg＝mC(a＋μg)＝6.13N設(shè)A、B間的張力為F2，以A、C整體為探討對(duì)象有F2－μ(mA＋mC)g＝(mA＋mC)a所以F2＝(mA＋mC)a＋μ(mA＋mC)g＝18.4N.答案：3.68m/s2A、C間繩的張力為6.13NA、B間繩的張力為18.4N13．如圖所示，一質(zhì)量m＝0.4kg的小物塊，以v0＝2m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面對(duì)上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t＝2s的時(shí)間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，A、B之間的距離L＝10m．已知斜面傾角θ＝30°，物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3).重力加速度g取10m/s2.(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大??；(2)拉力F與斜面夾角多大時(shí)，拉力F最?。坷的最小值是多少？解析：(1)設(shè)物塊加速度的大小為a，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得L＝v0t＋eq\f(1,2)at2，①v＝v0＋at.②聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得a＝3m/s2，③v＝8m/s.④(2)設(shè)物塊所受支持力為FN，所受摩擦力為Ff，拉力與斜面間的夾角為α，受力分析如圖所示，由牛頓其次定律得Fcosα－mgsinθ－Ff＝ma，⑤Fsinα＋FN－mg