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1、(江蘇專用)2022年高考物理大一輪復習 第三章 牛頓運動定律 題型探究課 牛頓運動定律的綜合應用檢測
1.(多選)(2019·南京、鹽城模擬)如圖所示,蹦床運動員從空中落到床面上,運動員從接觸床面下降到最低點為第一過程,從最低點上升到離開床面為第二過程,運動員( )
A.在第一過程中始終處于失重狀態(tài)
B.在第二過程中始終處于超重狀態(tài)
C.在第一過程中先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)
D.在第二過程中先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)
解析:選CD.運動員剛接觸床面時重力大于彈力,運動員向下做加速運動,運動員處于失重狀態(tài);隨床面形變的增大,彈力逐漸增大,彈力大于重力時,運動員做減
2、速運動,運動員處于超重狀態(tài),故A錯誤,C正確;蹦床運動員在上升過程中和下落過程中是對稱的,加速度方向先向上后向下,先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài),故B錯誤,D正確.
2.(2019·宿遷模擬)如圖所示,兩黏連在一起的物塊a和b,質量分別為ma和mb,放在光滑的水平桌面上,現(xiàn)同時給它們施加方向如圖所示的水平推力Fa和水平拉力Fb,已知Fa>Fb,則a對b的作用力( )
A.必為推力 B.必為拉力
C.可能為推力,也可能為拉力 D.不可能為零
解析:選C.將a、b看做一個整體,加速度a=,單獨對a進行分析,設a、b間的作用力為Fab,則a==,即Fab=,由于不知道
3、ma與mb的大小關系,故Fab可能為正,可能為負,也可能等于0.
3.(2019·南京五校聯(lián)考)如圖所示,滑輪A可沿傾角為θ的足夠長光滑軌道下滑,滑輪下用輕繩掛著一個重為G的物體B,下滑時,物體B相對于A靜止,則下滑過程中( )
A.B的加速度為gsin θ B.繩的拉力為
C.繩的方向保持豎直 D.繩的拉力為G
解析:選A.
A、B相對靜止,即兩物體的加速度相同,以A、B整體為研究對象分析受力可知,系統(tǒng)的加速度為gsin θ,所以選項A正確;再以B為研究對象進行受力分析,如圖,根據(jù)平行四邊形法則可知,繩子的方向與斜面垂直,拉力大小等于Gcos θ,故選項B、C、D都
4、錯誤.
4.(2019·南京模擬)在傾角為α的固定光滑斜面上,有一用繩子拴著的長木板,木板上站著一只貓.已知貓的質量是木板的質量的2倍.當繩子突然斷開時,貓立即沿著板向上跑,以保持其相對斜面的位置不變.則此時木板沿斜面下滑的加速度為( )
A.3gsin α B.gsin α
C. D.2gsin α
解析:選A.貓與木板加速度不同,分別對其受力分析是比較常見的解決方法.貓受力平衡,設貓的質量為2m,其所受摩擦力沿斜面向上,且Ff=2mgsin α,則木板所受摩擦力沿斜面向下,木板的加速度為a==3gsin α,正確選項為A.
5.如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知A、B兩端間
5、的距離為L,傳送帶與水平方向的夾角為θ,工作時運行速度為v,糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,正常工作時工人在A端將糧袋放到運行中的傳送帶上.設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度大小為g.關于糧袋從A到B的運動,以下說法正確的是( )
A.糧袋到達B端的速度與v比較,可能大,可能小或也可能相等
B.糧袋開始運動的加速度為g(sin θ-μcos θ),若L足夠大,則以后將以速度v做勻速運動
C.若μ≥tan θ,則糧袋從A端到B端一定是一直做加速運動
D.不論μ大小如何,糧袋從A端到B端一直做勻加速運動,且加速度a≥gsin θ
解析:選A.若傳送帶較短,糧袋在傳送帶
6、上可能一直做勻加速運動,到達B端時的速度小于v;若μ≥tan θ,則糧袋先做勻加速運動,當速度與傳送帶的速度相同后,做勻速運動,到達B端時速度與v相同;若μ
7、能先勻加速運動,當速度與傳送帶的速度相同后,做勻速運動,選項C、D均錯誤.
6.(多選)(2019·蘇州平江區(qū)模擬)如圖所示,繃緊的長為6 m的水平傳送帶,沿順時針方向以恒定速率v1=2 m/s運行.一小物塊從與傳送帶等高的光滑水平臺面滑上傳送帶,其速度大小為v2=5 m/s.若小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g=10 m/s2,下列說法中正確的是( )
A.小物塊在傳送帶上先向左做勻減速直線運動,然后向右做勻加速直線運動
B.若傳送帶的速度為5 m/s,小物塊將從傳送帶左端滑出
C.若小物塊的速度為4 m/s,小物塊將以2 m/s的速度從傳送帶右端滑出
D.
8、若小物塊的速度為1 m/s,小物塊將以2 m/s的速度從傳送帶右端滑出
解析:選BC.小物塊在傳送帶上先向左做勻減速直線運動,設加速度大小為a,速度減至零時通過的位移為x.根據(jù)牛頓第二定律得μmg=ma,解得a=μg=2 m/s2,則x== m=6.25 m>6 m,所以小物塊將從傳送帶左端滑出,不會向右做勻加速直線運動,A錯誤;傳送帶的速度為5 m/s時,小物塊在傳送帶上受力情況不變,則運動情況也不變,仍會從傳送帶左端滑出,B正確;若小物塊的速度為4 m/s,小物塊向左減速運動的位移大小為x′== m=4 m<6 m,則小物塊的速度減到零后再向右加速,小物塊加速到與傳送帶共速時的位移為x″
9、== m=1 m<4 m,以后小物塊以v1=2 m/s的速度勻速運動到右端,則小物塊從傳送帶右端滑出時的速度為2 m/s,C正確;若小物塊的速度為1 m/s,小物塊向左減速運動的位移大小為x== m=0.25 m<6 m,則小物塊速度減到零后再向右加速,由于x
10、從靜止開始向上做勻加速運動,已知在前0.2 s內,F(xiàn)為變力,0.2 s以后,F(xiàn)為恒力.求力F的最大值與最小值.(取g=10 m/s2)
解析:設開始時彈簧壓縮量為x1,t=0.2 s時彈簧的壓縮量為x2,物體P的加速度為a,則有
kx1=(M+m)g ①
kx2-mg=ma ②
x1-x2=at2 ③
由①式得x1==0.15 m, ④
由②③④式得a=6 m/s2
F?。?M+m)a=72 N,F(xiàn)大=M(g+a)=168 N.
答案:168 N 72 N
8.(2019·江陰模擬)如圖甲所示,可視為質點的A、B兩物體置于一靜止長紙帶上,紙帶左端與A、A與B間距均為d=0
11、.5 m,兩物體與紙帶間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.1,與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ2=0.2.現(xiàn)以恒定的加速度a=2 m/s2向右水平拉動紙帶,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)A物體在紙帶上的滑動時間.
(2)在圖乙的坐標系中定性畫出A、B兩物體的v-t圖象.
(3)兩物體A、B停在地面上的距離.
解析:(1)兩物體在紙帶上滑動時均有μ1mg=ma1
當物體A滑離紙帶時at-a1t=d
由以上兩式可得t1=1 s.
(2)如圖所示
(3)物體A離開紙帶時的速度v1=a1t1
兩物體在地面上運動時均有
μ2mg=ma2
物體A從開始運動到停在地面上過程中的總位移
x1=+
物體B滑離紙帶時at-a1t=2d
物體B離開紙帶時的速度v2=a1t2
物體B從開始運動到停在地面上過程中的總位移
x2=+
兩物體A、B最終停止時的間距
x=x2+d-x1
由以上各式可得x=1.25 m.
答案:(1)1 s (2)見解析 (3)1.25 m