創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2017年高考物理全國(guó)ii一輪復(fù)習(xí) 第3章 能力課時(shí)4

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1、 能力課時(shí)4　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(二) 一、單項(xiàng)選擇題 1. 如圖1所示，傳送帶保持v＝1 m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.5 kg的物體輕輕地放在傳送帶的左端a點(diǎn)上，則物體從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到右端b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為(設(shè)物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，a、b間的距離L＝2.5 m，g取10 m/s2)(　　) 圖1 A. s B．(－1) s C．3 s D．2.5 s 解析　物體開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a＝μg＝1 m/s2，速度達(dá)到傳送帶的速度時(shí)發(fā)生的位移x＝＝ m＝0.5 m＜L，所經(jīng)歷的時(shí)間t1＝＝1 s，物體接著做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所經(jīng)歷

2、的時(shí)間t2＝＝ s＝2 s，故物體從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t總＝t1＋t2＝3 s。 答案　C 2．如圖2甲是某景點(diǎn)的山坡滑道圖片，為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時(shí)間，技術(shù)人員通過(guò)測(cè)量繪制出如圖乙所示的示意圖。AC是滑道的豎直高度，D點(diǎn)是AC豎直線上的一點(diǎn)，且有AD＝DE＝10 m，滑道AE可視為光滑，滑行者從坡頂A點(diǎn)由靜止開始沿滑道AE向下做直線滑動(dòng)，g取10 m/s2，則滑行者在滑道AE上滑行的時(shí)間為(　　) 圖2 A. s B．2 s C. s D．2 s 解析　A、E兩點(diǎn)在以D為圓心半徑為R＝10 m的圓上，在AE上的滑行時(shí)間與沿AD所在

3、的直徑自由下落的時(shí)間相同，t＝＝＝2 s。 答案　B 3.如圖3所示，一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在某時(shí)刻(t＝0)將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上。在物塊放到木板上之后，木板運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象可能是下列選項(xiàng)中的(　　) 圖3 解析　設(shè)在木板與物塊未達(dá)到相同速度之前，木板的加速度為a1，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。對(duì)木板應(yīng)用牛頓第二定律得： －μ1mg－μ2·2mg＝ma1 a1＝－(μ1＋2μ2)g

4、 設(shè)物塊與木板達(dá)到相同速度之后，木板的加速度為a2，對(duì)整體有－μ2·2mg＝2ma2 a2＝－μ2g，可見|a1|＞|a2| 由v－t圖象的斜率表示加速度大小可知，圖象A正確。 答案　A 4.如圖4所示，甲、乙兩物體質(zhì)量分別為m1＝2 kg，m2＝3 kg，疊放在水平桌面上。已知甲、乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.6，物體乙與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.5，現(xiàn)用水平拉力F作用于物體乙上，使兩物體一起沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果運(yùn)動(dòng)中F突然變?yōu)榱?，則物體甲在水平方向上的受力情況(g取10 m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(　　) 圖4 A．大小為12 N，方向向

5、右 　 B．大小為12 N，方向向左 C．大小為10 N，方向向右 　 D．大小為10 N，方向向左 解析　當(dāng)F突變?yōu)榱銜r(shí)，可假設(shè)甲、乙兩物體一起沿水平方向運(yùn)動(dòng)，則它們運(yùn)動(dòng)的加速度可由牛頓第二定律求出，由此可以求出甲所受的摩擦力，若此摩擦力小于它與乙間的最大靜摩擦力，則假設(shè)成立，反之不成立。 假設(shè)甲、乙兩物體一起沿水平方向運(yùn)動(dòng)，則由牛頓第二定律得Ff2＝(m1＋m2)a，F(xiàn)f2＝μ2(m1＋m2)g，解得：a＝5 m/s2，物體甲的受力如圖所示， 可得甲受的摩擦力為Ff1＝m1a＝10 N，因?yàn)樽畲箪o摩擦力Ffm＝μ1m1g＝12 N，F(xiàn)f1＜Ffm，所以假設(shè)成

6、立，甲受的摩擦力大小為10 N，方向向左，選項(xiàng)D正確。 答案　D 二、多項(xiàng)選擇題 5．(2016·江蘇泰州期末)如圖5所示，在光滑平面上有一靜止小車，小車質(zhì)量為M＝5 kg，小車上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1 kg的木塊，木塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，用水平恒力F拉動(dòng)小車，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度aM，可能正確的有(　　) 圖5 A．a(chǎn)m＝1 m/s2，aM＝1 m/s2 B．a(chǎn)m＝1 m/s2，aM＝2 m/s2 C．a(chǎn)m＝2 m/s2，aM＝4 m/s2 D．a(chǎn)m＝3 m/s2，aM＝5 m/s2 解析　隔離木塊，分析受力，木塊和小車恰不

7、發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，它們有相同的加速度，由牛頓第二定律有μmg＝mam，解得am＝2 m/s2。木塊和小車不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，二者加速度相等，木塊和小車發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，am＝2 m/s2，小車的加速度aM為大于2 m/s2的任意值?？赡苷_的是A和C。 答案　AC 6．(2016·河北省衡水中學(xué)調(diào)研)如圖6甲所示，A、B兩物體疊放在一起放在光滑的水平面上，B物體從靜止開始受到一個(gè)水平變力的作用，該力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B始終保持相對(duì)靜止。則在0～2t0時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．t0時(shí)刻，A、B間的靜摩擦力最大，加速度最小 B．t0時(shí)刻，A、B的

8、速度最大 C．0時(shí)刻和2t0時(shí)刻，A、B間的靜摩擦力最大 D．2t0時(shí)刻，A、B離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，速度為0 解析　t0時(shí)刻，A、B受力F為0，A、B加速度為0，A、B間靜摩擦力為0，加速度最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在0至t0過(guò)程中，A、B所受合外力逐漸減小，即加速度減小，但是加速度與速度方向相同，速度一直增加，t0時(shí)刻A、B速度最大，選項(xiàng)B正確；0時(shí)刻和2t0時(shí)刻A、B所受合外力F最大，故A、B在這兩個(gè)時(shí)刻加速度最大，為A提供加速度的A、B間靜摩擦力也最大，選項(xiàng)C正確；A、B先在F的作用下加速，t0后F反向，A、B繼而做減速運(yùn)動(dòng)，到2t0時(shí)刻，A、B速度減小到0，位移最大，選項(xiàng)D正確。 答

9、案　BCD 三、非選擇題 7.如圖7所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持v0＝2 m/s的速率運(yùn)行。現(xiàn)把一質(zhì)量為m＝10 kg的工件(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在皮帶的底端，經(jīng)時(shí)間1.9 s，工件被傳送到h＝1.5 m的高處，取g＝10 m/s2。求： 圖7 (1)工件與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)工件相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移。 解析　(1)由題意得，皮帶長(zhǎng)為：L＝＝3 m。工件速度達(dá)到v0之前，從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，位移為x1，有：x1＝vt1＝t1 設(shè)工件最終獲得了與傳送帶相同的速度，則達(dá)到v0之后工件將做

10、勻速運(yùn)動(dòng)，有：L－x1＝v0(t－t1) 解得：t1＝0.8 s＜1.9 s，故假設(shè)工件最終獲得與傳送帶相同的速度是正確的。 加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度為：a＝＝2.5 m/s2 在加速運(yùn)動(dòng)階段，根據(jù)牛頓第二定律，有： μmgcos θ－mgsin θ＝ma 解得：μ＝0.866。 (2)在時(shí)間t1內(nèi)，傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為：x＝v0t1＝1.6 m 工件運(yùn)動(dòng)的位移為：x1＝vt1＝t1＝0.8 m 所以工件相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為：Δx＝x－x1＝0.8 m。 答案　(1)0.866　(2)0.8 m 8.如圖8，可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊放在長(zhǎng)木板正中間，已知長(zhǎng)木板質(zhì)量為

11、M＝4 kg，長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝2 m，小物塊質(zhì)量為m＝1 kg，長(zhǎng)木板置于光滑水平地面上，兩物體皆靜止?，F(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)F超過(guò)2.5 N時(shí)，兩物體間才能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小，重力加速度g＝10 m/s2。 圖8 (1)求小物塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2)若一開始力F就作用在長(zhǎng)木板上，且F＝12 N，則小物塊經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間從長(zhǎng)木板上掉下？ 解析　(1)設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為Ffm，當(dāng)F＝2.5 N作用于小物塊時(shí)，對(duì)整體，由牛頓第二定律有F＝(M＋m)a 對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓第二定律有Ffm＝Ma 聯(lián)

12、立可得Ffm＝2 N 小物塊在豎直方向上受力平衡，所受支持力FN＝mg，由摩擦力公式有Ffm＝μmg，解得μ＝0.2。 (2)F＝12 N作用于長(zhǎng)木板時(shí)，兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)長(zhǎng)木板、小物塊加速度分別為a1、a2 對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓第二定律有F－Ffm＝Ma1， 解得a1＝2.5 m/s2 對(duì)小物塊，由牛頓第二定律有Ffm＝ma2，解得a2＝2 m/s2 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩物體在t時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1＝a1t2，x2＝a2t2 小物塊剛滑下長(zhǎng)木板時(shí)x1－x2＝L，聯(lián)立解得t＝2 s。 答案　(1)0.2　(2)2 s 9．如圖9所示，半徑R＝0.4 m的

13、圓軌道上有一固定光滑斜面AB，半徑OB豎直，斜面AB與水平面BC間用一很短的光滑圓弧平滑連接，B、C兩點(diǎn)間距L＝0.5 m，P點(diǎn)位于C點(diǎn)正上方h＝8R處。在一小球從P點(diǎn)開始做自由落體運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，有一小滑塊從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后沿水平面做勻減速運(yùn)動(dòng)，在C點(diǎn)剛停下時(shí)恰好與小球相撞。小球和滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，取重力加速度g＝10 m/s2，求： 圖9 (1)小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間t和滑塊在斜面AB上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1； (2)滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速率v以及斜面AB的傾角θ的正弦值。 解析　(1)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，則8R＝gt2 得t＝4＝0.8 s 根據(jù)牛頓第二定律得滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小 a1＝gsin θ 滑塊在斜面AB上做勻加速運(yùn)動(dòng)，則2Rsin θ＝a1t 得t1＝2＝0.4 s (2)滑塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間t2＝t－t1＝0.4 s 則由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得L＝t2 得v＝2.5 m/s 滑塊在斜面AB上做勻加速運(yùn)動(dòng)，則v＝a1t1 得sin θ＝ 答案　(1)0.8 s　0.4 s　(2)2.5 m/s