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1、(浙江專版)2022屆高考物理一輪復習 第3章 牛頓運動定律 8 題型探究課 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用題型專練鞏固提升 新人教版
1.
如圖所示,兩黏連在一起的物塊a和b,質(zhì)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(shè)a、b間的作用力為Fab,則a==,即Fab=,由于不知道m(xù)a與mb的大小關(guān)系,故Fab可能為正,可能為負,也可
2、能等于0.
2.(2018·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都錯誤.
3.
(多選)(高考江蘇卷)如圖所示
3、,A、B 兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m, 靜止疊放在水平地面上.A、B 間的動摩擦因數(shù)為μ,B 與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為 g.現(xiàn)對 A 施加一水平拉力 F,則( )
A.當 F < 2μmg 時,A、B 都相對地面靜止
B.當 F =μmg 時, A 的加速度為μg
C.當 F > 3μmg 時,A 相對 B 滑動
D.無論 F 為何值,B 的加速度不會超過μg
解析:選BCD.A、B間的最大靜摩擦力為2μmg,B和地面之間的最大靜摩擦力為μmg,對A、B整體,只要F>μmg,整體就會運動,選項A錯誤;當A對B的摩擦力為最大靜摩擦力時,A、B
4、將要發(fā)生相對滑動,故A、B一起運動的加速度的最大值滿足2μmg-μmg=mamax,B運動的最大加速度amax=μg,選項D正確;對A、B整體,有F-μmg=3mamax,則F>3μmg時兩者會發(fā)生相對運動,選項C正確;當F=μmg時,兩者相對靜止,一起滑動,加速度滿足F-μmg=3ma,解得a=μg,選項B正確.
4.
(2018·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(zhì)量是木板的質(zhì)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
5、.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(shè)貓的質(zhì)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(shè)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(guān)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
6、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、n θ-μcos θ)的勻加速運動,到達B端時的速度大于v,選項A正確;糧袋開始時速度小于傳送帶的速度,相對傳送帶的運動方向是沿傳送帶向上,所以受到沿傳送帶向下的滑動摩擦力,大小為μmgcos θ,根據(jù)牛頓第二定律得加速度a==g(sin θ+μcos θ),選項B錯誤;若μ≥tan θ,糧袋從A到B可能一直是做勻加速運動,也可能先勻加速運動,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)如圖所示,在山體下的水平地面上有一靜止長木板,某次山體滑坡,有石塊從山坡上滑下后,恰好以速度v1滑上長木板,石塊與長木板、長木板與水平地面之間都存在摩擦.設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動
8、摩擦力的大小,且石塊始終未滑出長木板.下面給出了石塊在長木板上滑行的v-t圖象,其中可能正確的是( )
解析:選BD.由于石塊與長木板、長木板與地面之間都有摩擦,故石塊不可能做勻速直線運動,故選項A錯誤;若石塊對長木板向右的滑動摩擦力小于地面對長木板的最大靜摩擦力,則長木板將靜止不動,石塊將在長木板上做勻減速直線運動,故選項D正確;設(shè)石塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為μ1,長木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2,石塊的質(zhì)量為m,長木板的質(zhì)量為M,當μ1mg>μ2(M+m)g時,最終石塊與長木板將一起做勻減速直線運動,此時的加速度為μ2g,由μ1mg>μ2(M+m)g,可得μ1mg>μ2
9、mg,即石塊剛開始的加速度大于石塊與長木板一起減速時的加速度,即μ1g>μ2g,也就是說圖象的斜率將變小,故選項C錯誤,B正確.
7.(多選)(2018·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/
10、s,小物塊將以2 m/s的速度從傳送帶右端滑出
D.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(shè)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
11、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″== m=1 m<6 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
12、上的加速度,可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變大,左側(cè)物塊處于超重狀態(tài);若將右側(cè)物塊的質(zhì)量減小到m,左側(cè)物塊將向下做加速運動,可觀察到彈簧秤上的示數(shù)變小,左側(cè)物塊處于失重狀態(tài).請問:左側(cè)物塊處于超重狀態(tài)時,彈簧秤的讀數(shù)是多少?左側(cè)物塊處于失重狀態(tài)時,彈簧秤的讀數(shù)又是多少?(不計連接物塊的細線和彈簧秤的質(zhì)量)
解析:左側(cè)物塊處于超重狀態(tài)時,對左側(cè)物塊受力分析知F-2mg=2ma,對右側(cè)的物塊受力分析知3mg-F=3ma
聯(lián)立解得F=mg
左側(cè)物塊處于失重狀態(tài)時,對左側(cè)物塊受力分析知
2mg-F′=2ma′
對右側(cè)的物塊受力分析知F′-mg=ma′
聯(lián)立解得F′=mg.
答案:mg mg