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1、2022屆高考物理總復(fù)習(xí) 3-3 牛頓運(yùn)動定律綜合應(yīng)用針對訓(xùn)練(含解析) 新人教版
(2019年河南洛陽模擬)如圖3-3-20所示的裝置中,重為4 N的物塊用一平行于斜面的細(xì)線拴在斜面上端的小柱上,整個裝置被固定在測力計(jì)上并保持靜止,斜面的傾角為30°.如果物塊與斜面間無摩擦,裝置穩(wěn)定以后,在燒斷細(xì)線物塊下滑時測力計(jì)的讀數(shù)與穩(wěn)定時比較( )
圖3-3-20
A.增大4 N B.增大3 N
C.減少1 N D.不變
解析:設(shè)物塊的質(zhì)量為m,斜面質(zhì)量為m1,整個裝置靜止時,測力計(jì)讀數(shù)為m1g+mg=m1g+4 N.物塊下滑的加速度a1=gsinθ=g
2、,方向沿斜面向下,其豎直分量a1=asinθ=g,所以物塊處于失重狀態(tài),其視重為mg=3 N,測力計(jì)的讀數(shù)為m1g+3 N,所以測力計(jì)的示數(shù)減小1 N,故選C.
答案:C
2.如圖3-3-21所示,光滑水平地面上有質(zhì)量相等的兩物體A、B,中間用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連,在外力F1、F2作用下運(yùn)動,且滿足F1>F2,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定后,彈簧的伸長量為( )
圖3-3-21
A. B.
C. D.
解析:本題利用牛頓第二定律,先選A、B為一整體,再隔離A物體,求出彈簧的彈力F,由F=kx,即可求得彈簧的伸長量,但是若用極限分析法,可快速得出結(jié)果:令F1=
3、F2,則兩物體靜止,F(xiàn)=F1=F2=kx,能滿足此條件的結(jié)果只有B選項(xiàng).
答案:B
圖3-3-22
3.(2019年山東泰安一模)如圖3-3-22,斜面光滑的斜劈靜止在水平地面上,放在斜劈上的物體受到平行于斜面向下的力F作用,沿斜面向下運(yùn)動,斜劈保持靜止.下列說法正確的是( )
A.地面對斜劈沒有摩擦力作用
B.地面對斜劈的摩擦力方向水平向右
C.若F增大,地面對斜劈的摩擦力也增大
D.若F反向,地面對斜劈的摩擦力也反向
解析:對于題設(shè)的幾種情況下,斜面上的物體對斜面的壓力方向均垂直斜面向下,且大小也相等,故地面對斜面的摩擦力大小均相等,設(shè)斜面的傾斜角為θ,則物體對斜面的
4、壓力為mgcosθ,該力的水平分力為mgcosθsinθ,方向向左,地面對斜面的摩擦力方向水平向右,A錯誤,B正確;F增大或反向,物體對斜面的壓力不變,地面對斜劈的摩擦力沒有影響,C、D錯誤.
答案:B
4.(2019年河南洛陽模擬)(多選)如圖3-3-23甲所示,水平地面上固定一足夠長的光滑斜面,一輕繩跨過斜面頂端的光滑輕質(zhì)定滑輪,繩兩端分別連接小物塊A和B,保持A的質(zhì)量不變,改變B的質(zhì)量m,當(dāng)B的質(zhì)量連續(xù)改變時,得到A的加速度a隨B的質(zhì)量m變化的圖線,如圖3-3-23乙所示(a1、a2、m0未知),設(shè)加速度沿斜面向上的方向?yàn)檎较?,空氣阻力不?jì),重力加速度為g,斜面的傾角為θ,下列說法
5、正確的是( )
圖3-3-23
A.若θ已知,不能求出A的質(zhì)量
B.若θ已知,可求出乙圖中m0的值
C.若θ未知,可求出乙圖中a2的值
D.若θ未知,可求出乙圖中a1的值
解析:據(jù)牛頓第二定律對B受力分析得:mg-F=ma①
對A得:F-mAgsinθ=mAa②
聯(lián)立①②得a=③
若θ已知,由③知,不能求出A的質(zhì)量mA,故A正確.當(dāng)a=0時,由③式得,m0=mAsinθ,mA未知,m0不能求出,故B錯誤.由③式得,m=0時,a2=-gsinθ,故C錯誤.由③式變形得a=.當(dāng)m→∞時,a1=g,故D正確.
答案:AD
5.如圖3-3-24甲所示,一輕質(zhì)彈簧的下端固定在
6、水平面上,上端疊放兩個質(zhì)量均為M的物體A、B(B物體與彈簧連接),彈簧的勁度系數(shù)為k,初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體A上,使物體A開始向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動,測得兩個物體的v-t圖象如圖3-3-24乙所示(重力加速度為g),則( )
圖3-3-24
A.施加外力前,彈簧的形變量為
B.外力施加的瞬間,AB間的彈力大小為M(g-a)
C.AB在t1時刻分離,此時彈簧彈力恰好為零
D.彈簧恢復(fù)到原長時,物體B的速度達(dá)到最大值
解析:施加外力F前,物體A、B整體平衡,根據(jù)平衡條件有2Mg=kx,解得x=,故A錯誤;施加外力F的瞬間,對物體B,根據(jù)牛頓第
7、二定律有F彈-Mg-FAB=Ma,其中F彈=2Mg,解得FAB=M(g-a),故B正確;由題圖乙知,物體A、B在t1時刻分離,此時A、B具有共同的v和a,且FAB=0,對B有F彈′-Mg=Ma,解得F彈′=M(g+a),故C錯誤;當(dāng)F彈′=Mg時,B達(dá)到最大速度,故D錯誤.
答案:B
6. (2019年河南林州市模擬)如圖3-3-25所示,一圓環(huán)A套在一均勻圓木棒B上,A的長度相對B的長度來說可
圖3-3-25
以忽略不計(jì),A和B的質(zhì)量都等于m,A和B之間滑動摩擦力為f(f
8、當(dāng)木棒與地面相碰后,木棒以豎直向上的速度反向運(yùn)動,并且碰撞前后的速度大小相等.設(shè)碰撞時間很短,不考慮空氣阻力,在B再次著地前,A、B不分離.
(1)請描述在從開始釋放到B再次著地前的過程中,A、B各自的運(yùn)動情況,并解出勻變速運(yùn)動時的加速度大??;
(2)B至少應(yīng)該多長?
解析:(1)釋放后A和B相對靜止一起做自由落體運(yùn)動,加速度大小都為a=g,B與地面碰撞后,A繼續(xù)向下做勻加速運(yùn)動,加速度大小aA=,
B豎直向上做勻減速運(yùn)動,加速度大小aB=,
B速度減為零后,繼續(xù)以加速度aB向下運(yùn)動.
(2)B著地前瞬間的速度為v1=,
B與地面碰撞后向上運(yùn)動到再次落回地面所需時間為t=,
在此時間內(nèi)A的位移x=v1t+aAt2,
要使B再次著地前A不脫離B,木棒長度L必須滿足條件L≥x,
聯(lián)立以上各式,解得L≥.
答案:(1)見解析 (2)