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2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 3.9 牛頓運動定律的應(yīng)用 滬科版 　課時規(guī)范練第15頁　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.下列說法正確的是(　　) A.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài) B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài) C.舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài) D.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài) 解析:蹦床運動員在空中上升和下落過程中加速度向下,都處于失重狀態(tài),B對;體操運動員、舉重運動員、游泳運動員處于靜止?fàn)顟B(tài),A、C、D錯誤。 答案:B 2. 如圖所示,物體B放在物體A上,A、B的上下表面均與斜面平行,當(dāng)兩者以相同的初速度沿光滑固定斜面C向上做勻減速運動時,則(　　) A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上 B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下 C.A、B之間的摩擦力為零 D.A、B之間是否存在摩擦力取決于A、B表面的性質(zhì) 解析:以A、B為整體,則由牛頓第二定律知,A、B的加速度均為gsin θ,再隔離B進行受力分析并根據(jù)牛頓第二定律可知,A、B之間的摩擦力為零,A、B、D錯,C對。 答案:C 3. 在汽車中的懸線上掛一小球,實驗表明,當(dāng)汽車做勻變速直線運動時,懸線將與豎直方向成某一固定角度,如圖所示。若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物塊,則關(guān)于汽車的運動情況和物塊的受力情況正確的是(　　) A.汽車一定向右做加速運動 B.汽車一定向左做加速運動 C.物塊除受到重力、底板的支持力作用外,還一定受到向右的摩擦力作用 D.物塊除受到重力、底板的支持力作用外,還可能受到向左的摩擦力作用 解析:由小球的受力情況可知,汽車的加速度水平向右且為a=gtan θ,即汽車向右做加速運動或向左做減速運動,A、B錯;因物塊相對汽車靜止,所以物塊的加速度也水平向右,由牛頓第二定律知,其一定受到向右的摩擦力作用,即C對,D錯。 答案:C 4. (xx陜西西安質(zhì)檢)一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運行?，F(xiàn)將一個木炭包無初速度地放在傳送帶的最左端,木炭包在傳送帶上將會留下一段黑色的徑跡。下列說法中正確的是(　　) A.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè) B.木炭包的質(zhì)量越大,徑跡的長度越短 C.傳送帶運動的速度越大,徑跡的長度越短 D.木炭包與傳送帶間動摩擦因數(shù)越大,徑跡的長度越短 解析:以木炭包為研究對象進行受力分析,剛開始時木炭包在滑動摩擦力f=μmg的作用下做初速度為零的勻加速直線運動,直到其速度與傳送帶的速度相等,然后做勻速直線運動。設(shè)傳送帶的速度為v,木炭包的加速度a==μg,則黑色徑跡的長度s=,由此式可知,s與木炭包的質(zhì)量無關(guān),B錯誤;速度v越大,s越大,C錯誤;動摩擦因數(shù)μ越大,s越短,D正確;因為木炭包相對于傳送帶向左運動,黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的右側(cè),A錯誤。 答案:D 5.(xx江西四市聯(lián)考) 如圖所示為糧袋的傳送裝置,已知AB長度為L,傳送帶與水平方向的夾角為θ,工作時其運行速度為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點將糧袋無初速度地放到運行中的傳送帶上,關(guān)于糧袋從A點到B點的運動,以下說法正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(　　) A.糧袋到達(dá)B點的速度與v比較,可能大,也可能相等或者小 B.糧袋開始運動時的加速度為g(sin θ-μcos θ),若L足夠大,則以后將一定以速度v做勻速運動 C.若μ≥tan θ,則糧袋從A點到B點一定是一直做加速運動 D.不論μ的大小如何,糧袋從A點到B點一直做勻加速運動,且a>gsin θ 解析:本題考查滑動摩擦力的計算和牛頓第二定律的應(yīng)用。開始時,糧袋相對傳送帶向上運動,受重力、支持力和沿傳送帶向下的摩擦力作用,由牛頓第二定律可知,mgsin θ+μN=ma,N=mgcos θ,解得a=gsin θ+μgcos θ,故B錯誤;糧袋加速到與傳送帶速度相等時,若mgsin θ≤μmgcos θ,即當(dāng)μ≥tan θ時糧袋將做勻速運動,所以C、D錯誤。 答案:A 6.(xx山東泰安質(zhì)檢) 在德國首都柏林舉行的世界田徑錦標(biāo)賽女子跳高決賽中,克羅地亞選手弗拉希奇以2米04的成績獲得冠軍。弗拉希奇身高約為1.93 m,忽略空氣阻力,g取10 m/s2。則下列說法正確的是(　　) A.弗拉希奇在下降過程中處于失重狀態(tài) B.弗拉希奇起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài) C.弗拉希奇起跳時地面對她的支持力大于她的重力 D.弗拉希奇起跳時的初速度大約為3 m/s 解析:運動員起跳后上升和下降過程的加速度均向下,均處于失重狀態(tài),A對,B錯;起跳時地面對她的支持力大于重力,故能順利起跳,C對;運動員起跳時重心大約在腰部,背越式過竿,重心上升高度可按1 m估算,則起跳時的初速度約為v==2 m/s≈4.5 m/s,D錯。 答案:AC 7.(xx山東濟南測試) 如圖所示,小球B放在真空容器A內(nèi),小球B的直徑恰好等于正方體A的邊長,將它們以初速度v0豎直向上拋出,則(　　) A.若不計空氣阻力,上升過程中,A對B有向上的支持力 B.若考慮空氣阻力,上升過程中,A對B的壓力向下 C.若考慮空氣阻力,下落過程中,B對A的壓力向上 D.若不計空氣阻力,下落過程中,B對A沒有壓力 解析:將容器以初速度v0豎直向上拋出后,若不計空氣阻力,取整體為研究對象,由牛頓第二定律知加速度為g,隔離A,上升和下落過程中其合力等于重力,即B對A無壓力,A對B也無支持力,A錯,D對;若考慮空氣阻力,取整體為研究對象,由牛頓第二定律知上升過程加速度大于g,再取B為研究對象,由牛頓第二定律可知B受到的合力大于重力,即B還受到A向下的壓力,B對;下落過程整體加速度小于g,同樣可判定A對B的支持力向上,B對A的壓力向下,C錯。 答案:BD 8.(xx浙江理綜,19) 如圖所示,總質(zhì)量為460 kg的熱氣球,從地面剛開始豎直上升時的加速度為0.5 m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180 m時,以5 m/s的速度向上勻速運動。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10 m/s2。關(guān)于熱氣球,下列說法正確的是(　　) A.所受浮力大小為4 830 N B.加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 C.從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/s D.以5 m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N 解析:熱氣球剛開始加速上升時,速度為零,熱氣球所受阻力也為零,根據(jù)牛頓第二定律可得F-mg=ma,解得F=4 830 N,選項A正確;由于熱氣球加速上升過程中,速度逐漸增大,所受阻力也逐漸增大,加速度逐漸減小,當(dāng)速度為5 m/s時,加速度為零,選項B錯誤;若熱氣球不受空氣阻力,則根據(jù)v=at,可求得t=10 s,但空氣阻力逐漸增大,加速度逐漸減小,故所用時間應(yīng)大于10 s,選項C錯誤;當(dāng)熱氣球勻速運動時,根據(jù)平衡條件可得F-mg-f=0可求得:f=230 N,選項D正確。 答案:AD 二、非選擇題(本題共3小題,共52分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計算的要注明單位) 9.(17分)(xx湖北漢口鐵中一模)質(zhì)量為40 kg的雪橇及運動員在傾角θ=37的斜面上向下滑動,如圖甲所示,所受的空氣阻力與速度成正比。今測得雪橇運動的vt圖象如圖乙所示,且AB是曲線的切線,B點坐標(biāo)為(4,15),CD是曲線的漸近線。試求空氣的阻力系數(shù)k和雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)μ。 解析: 雪橇受力如圖所示,沿斜面方向,由牛頓運動定律得: mgsin θ-μFN-kv=ma, 垂直斜面方向,由平衡條件得: FN=mgcos θ, 由圖象得:A點,vA=5 m/s, 加速度aA=2.5 m/s2, 最終雪橇勻速運動時最大速度vm=10 m/s,a=0, 代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.125,k=20 Ns/m。 答案:k=20 Ns/m　μ=0.125 10.(17分)(xx湖北宜昌調(diào)研) 如圖所示,質(zhì)量為M=1 kg,長為L=0.5 m的木板A上放置質(zhì)量為m=0.5 kg的物體B,A平放在光滑桌面上,B位于A中點處,B與A之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,B與A間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(B可看作質(zhì)點,重力加速度g取10 m/s2)。求: (1)要用多大力拉A,才能使A從B下方抽出? (2)當(dāng)拉力為3.5 N時,經(jīng)過多長時間A從B下抽出? 解析:(1)當(dāng)拉力較小時,A和B可以相對靜止一起向右做加速運動,此時A、B之間是靜摩擦,對整體有:F=(M+m)a,而隔離B有:f=ma 當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時,是兩者將發(fā)生相對滑動的臨界狀態(tài),令f=μmg 聯(lián)立得F=1.5 N,則要用大于1.5 N的力拉A,才能使A從B下方抽出。 (2)當(dāng)拉力為3.5 N時,對A由牛頓第二定律有F-μmg=MaA,aA=3 m/s2 B的加速度為aB=μg=1 m/s2 設(shè)經(jīng)過時間t,A從B下抽出,則根據(jù)幾何關(guān)系得:aAt2-aBt2=。 聯(lián)立解得t=0.5 s。 答案:(1)1.5 N　(2)0.5 s 11.(18分)(xx江蘇南京模擬) 如圖所示,在傾角α=30的光滑斜面上,并排放著質(zhì)量分別為mA=10 kg和mB=2 kg的A、B兩物塊。一勁度系數(shù)k=400 N/m的輕彈簧一端與B相連,另一端與固定擋板相連,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對A施加一沿斜面向上的力F,使A沿斜面向上做勻加速運動。已知力F在前0.2 s內(nèi)為變力,0.2 s后為恒力,取g=10 m/s2。求力F的最大值和最小值。 解析:因為在t=0.2 s內(nèi)F是變力,在t=0.2 s以后F是恒力,所以在t=0.2 s時,A與B開始分離,此時A與B間的作用力N為零。 設(shè)在0~0.2 s時間內(nèi)A與B沿斜面向上運動的距離為x,對A,根據(jù)牛頓第二定律可得:F+N-mAgsinα=mAa 對A和B整體應(yīng)用牛頓第二定律可得: F+k(sin α-x)-(mA+mB)gsin α=(mA+mB)a 令N=0,由以上兩式求得x= 而x=at2,所以求得a=5 m/s2 當(dāng)A、B開始運動時拉力F最小,x=0,Fmin=(mA+mB)a=60 N; 當(dāng)A與B分離時拉力F最大,x=0.1 m,Fmax=(mA+mB)a+kx=100 N。 答案:100 N　60 N