（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題12 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（練）（ 含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、專(zhuān)題12 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（練） 1．放在足夠長(zhǎng)的木板上的物體A和B由同種材料制成，且表面粗糙程度一樣，現(xiàn)隨長(zhǎng)木板以速度v向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示。某時(shí)刻木板突然停止運(yùn)動(dòng)，已知mA>mB，下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．若木板光滑，由于A的慣性較大，所以A、B一定會(huì)相撞 B．若木板粗糙，由于A的動(dòng)能較大，所以A、B一定會(huì)相撞 C．若木板粗糙，由于A的所受的摩擦力較大，所以A比B先停下來(lái)。 D．不論木板是否光滑，A、B間的相對(duì)距離保持不變 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】分木板光滑和粗糙兩種情況進(jìn)行討論，若光滑，則AB兩個(gè)木塊將以原來(lái)的速度做勻速運(yùn)動(dòng)；

2、若粗糙，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，比較兩物塊速度之間的關(guān)系即可求解。 2．（多選）如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A．木板B受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測(cè)出木板B的加速度a，得到如圖乙所示的a-F圖象，已知g取10m/s2，則： （ ） A．滑塊A的質(zhì)量為4kg B．木板B的質(zhì)量為1kg C．當(dāng)F=10N時(shí)木板B加速度為4m/s2D．滑塊A與木板B間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 【答案】BC 【名師點(diǎn)睛】本題考查牛頓第二定律與圖象的綜合，知道滑塊和木板在不同拉力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵，掌握處理圖象問(wèn)題的一般方法，通

3、常通過(guò)圖線的斜率和截距入手分析． 3．（多選）水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站，用于對(duì)旅客行李進(jìn)行安全檢查，如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終以v=1m/s的恒定速率運(yùn)行，旅客把行李無(wú)初速度地方在A處，設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，AB間的距離為2m（），若旅客把行李房在傳送帶上的同時(shí)也以v=1m/s的恒定速度平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)去取行李，則： （ ） A、旅客與行李同時(shí)到達(dá)B B、旅客提前0.5s到達(dá)B C、行李提前0.5s到達(dá)B D、若傳送帶速度足夠大，行李最快也要2s到達(dá)B 【答案】BD 【解析】人從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為

4、，行李受到的加速度為，從靜止加速到傳送帶相同的速度需要的位移為，即行李先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后再和傳送帶一塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，行李做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，行李做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故行李運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，所以乘客提前0.5 s到達(dá)B，B正確；行李最快到達(dá)，則一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故有，代入可得，D正確； 【名師點(diǎn)睛】關(guān)鍵是判斷行李在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，需要知道行李無(wú)初速度放到傳送帶上時(shí)，在摩擦力的作用下，先做加速運(yùn)動(dòng)，這是就有兩種可能，一種是加速到和傳送帶速度相同之前，行李已經(jīng)到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；二是在到達(dá)B點(diǎn)之前，速度就已經(jīng)和傳送帶相同了，此時(shí)行李先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

5、4．如圖所示，AB為水平皮帶傳送裝置的兩端，物體與皮帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，在A端質(zhì)量為m=1kg的物體以v=5m/s的速度滑上皮帶，皮帶立即以的加速度從靜止開(kāi)始向右勻加速運(yùn)動(dòng)，物塊經(jīng)3s到達(dá)B點(diǎn)。 求：（1）AB的距離；（2）物塊與皮帶摩擦產(chǎn)生的熱量為多少？ 【答案】（1）14m（2）9J (2)前1s皮帶位移 相對(duì)位移 后2s皮帶位移 相對(duì)位移 摩擦生熱 【名師點(diǎn)睛】此題是典型的牛頓第二定律的應(yīng)用習(xí)題；關(guān)鍵是搞清物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，分階段研究物體的運(yùn)動(dòng)情況；同時(shí)知道摩擦生熱等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積. 5．如圖（a）所示，“ ”型木塊放在光滑水平地面上，木

6、塊的水平表面AB粗糙，與水平面夾角θ＝37°的表面BC光滑。木塊右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器，當(dāng)力傳感器受壓時(shí)，其示數(shù)為正值；當(dāng)力傳感器被拉時(shí)，其示數(shù)為負(fù)值。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，傳感器記錄到的力和時(shí)間的關(guān)系如圖（b）所示。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2。）求： （1）斜面BC的長(zhǎng)度L； （2）滑塊的質(zhì)量m； （3）滑塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度的大小vA。 【答案】（1）3m（2）2.5kg（3）2m/s （2）滑塊對(duì)斜面的壓力為：N1′＝mgcosθ 木板對(duì)傳感器的壓力為：F1＝N1′sinθ 由圖像可

7、知：F1＝12N 解得：m＝2.5kg （3）滑塊滑到B點(diǎn)的速度為：v1＝a1t1＝6m/s 由圖像可知：f1＝5N，t2＝2s a2＝f/m＝2m/s2 vA=v0—a2t2 vA=2m/s 【名師點(diǎn)睛】此題是牛頓定律的綜合應(yīng)用問(wèn)題；解題時(shí)關(guān)鍵是認(rèn)真分析物體的受力情況及物體運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程，根據(jù)牛頓定律及平衡知識(shí)列出方程求解；注意要善于從物理圖線中獲取有用的信息；此題難度中等，是一道考查學(xué)生能力的好題. 1．如圖所示，小車(chē)上有一個(gè)定滑輪，跨過(guò)定滑輪的繩一端系一重球，另一端系在彈簧秤上，彈簧秤固定在小車(chē)上，開(kāi)始時(shí)小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)小車(chē)勻加速向右

8、運(yùn)動(dòng)時(shí)，與靜止?fàn)顟B(tài)相比較，下述說(shuō)法中正確的是： （ ） A、彈簧秤讀數(shù)變大，小車(chē)對(duì)地面壓力變大 B、彈簧秤讀數(shù)變大，小車(chē)對(duì)地面壓力變小 C、彈簧秤讀數(shù)變大，小車(chē)對(duì)地面的壓力不變 D、彈簧秤讀數(shù)不變，小車(chē)對(duì)地面的壓力變大 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】以重球?yàn)檠芯繉?duì)象，分別研究小車(chē)靜止時(shí)和運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩的拉力，分析彈簧秤讀數(shù)的變化．以整體為研究對(duì)象，研究地面對(duì)小車(chē)的支持力的變化，再由牛頓第三定律研究小車(chē)對(duì)地面壓力的變化。 2．如圖所示，初始時(shí)刻靜止在水平面上的兩物體A、B堆疊在一起，現(xiàn)對(duì)A施加一水平向右的拉力F，下列說(shuō)法正確的是： （ ） A

9、．若地面光滑，無(wú)論拉力F為多大，兩物體一定不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) B．若地面粗糙，A向右運(yùn)動(dòng)，B是否運(yùn)動(dòng)取決于拉力F的大小 C．若兩物體一起運(yùn)動(dòng)，則A、B間無(wú)摩擦力 D．若A、B間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則物體B的加速度大小與拉力F無(wú)關(guān) 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】若兩物體一起運(yùn)動(dòng)，則加速度相同，地面光滑時(shí)，不光滑時(shí)；若兩物體有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，則B有最大加速度，A的加速度大于B的加速度，且為。 3．（多選）在大型物流貨場(chǎng)，廣泛的應(yīng)用這傳送帶搬運(yùn)貨物。如圖甲所示，與水平面傾斜的傳送帶以恒定的速率運(yùn)動(dòng)，皮帶始終是繃緊的，將m=1kg的貨物放在傳送帶上的A處，經(jīng)過(guò)1.2s到達(dá)傳送帶的B端。用速度傳感

10、器測(cè)得貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間t變化圖像如圖乙所示。已知重力加速度，由v-t圖像可知： （ ） A、貨物與傳送帶的摩擦因數(shù)為0.5 B、A、B兩點(diǎn)的距離為2.4m C、貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中，傳送帶對(duì)貨物做功大小為12.8J D、貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為4.8J 【答案】AD 【解析】剛開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)，貨物相對(duì)傳送帶沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，所以受到沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力，此過(guò)程中，從乙圖中可得，當(dāng)達(dá)到和傳送帶速度一樣時(shí)，相對(duì)傳送帶向下滑動(dòng)，故有，從乙圖中可得，聯(lián)立解得，A正確；速度時(shí)間圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，貨物的位移等于傳送帶

11、的位移，故傳送帶的長(zhǎng)度為，B錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系，由B中可知 【名師點(diǎn)睛】本題一方面要分析工件的運(yùn)動(dòng)情況，由圖象結(jié)合求解加速度，再結(jié)合牛頓第二定律分兩個(gè)過(guò)程列式求解摩擦因數(shù)及斜面傾角是關(guān)鍵，求摩擦產(chǎn)生的熱量注意找兩物體的相對(duì)位移． 4．如圖所示，傾角為的傳送帶以4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)。已知傳送帶的上、下兩端間的距離為L(zhǎng)=7m?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.4kg的小木塊放到傳送帶的頂端，使它從靜止開(kāi)始沿傳送帶下滑，已知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，取g=10m/s2。求： (1)木塊從頂端滑到底端所需要的時(shí)間; (2)木塊從頂端滑到底端傳送帶對(duì)木塊做的功； (3)木塊

12、從頂端滑到底端產(chǎn)生的熱量。 【答案】（1）1.5s（2）-4.0J（3）2.4J 【解析】(1)剛開(kāi)始時(shí)，由牛頓第二定律mgsin370＋μmgcos370=ma1 解得a1＝8m/s2 該過(guò)程所用時(shí)間 【名師點(diǎn)睛】此題是牛頓第二定律的應(yīng)用問(wèn)題；解決本題的關(guān)鍵理清木塊的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，恒力做功的公式求解功的大??；注意木塊與傳送帶的相對(duì)路程與摩擦力的乘積等于產(chǎn)生的熱量，即Q=fs相對(duì)求出產(chǎn)生的熱量。 5．如圖所示，某貨場(chǎng)需將質(zhì)量m1＝50kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用光滑傾斜軌道SP、

13、豎直面內(nèi)弧形光滑軌道PQ，使貨物由傾斜軌道頂端距底端高度h=1m處無(wú)初速度滑下．兩軌道相切于P， 傾斜軌道與水平面夾角為θ=600， 弧形軌道半徑R＝2m，末端切線水平．地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長(zhǎng)度均為l＝4m，質(zhì)量均為m2＝50kg，木板上表面與弧形軌道末端Q相切．貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.12．(不考慮貨物與各軌道相接處能量損失，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，取g＝10m/s2) (1)求貨物到達(dá)弧形軌道始、末端時(shí)對(duì)軌道的壓力． (2)若貨物滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，而滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，求μ1應(yīng)滿足的條件

14、． (3)若μ1＝0.30，求貨物滑上木板后與木板系統(tǒng)所能產(chǎn)生的熱量． 【答案】(1)750N和1500N，方向豎直向下；(2)0.24＜μ1≤0.36；(3)J≈933.3J (2)若滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，由受力分析得： μ1m1g≤μ2(m1＋2m2)g ……………………⑥ 若滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，由受力分析得：μ1m1g＞μ2(m1＋m2)g ………⑦] 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得0.24＜μ1≤0.36．…………………………………………⑧ (3)μ1＝0.3，由上問(wèn)可得，貨物在木板A上滑動(dòng)時(shí)，木板不動(dòng)，設(shè)貨物在木板A上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得μ1m

15、1g＝m1a1 ……………………⑨ 設(shè)貨物滑到木板A末端時(shí)的速度為v1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v－＝－2a1l ………⑩ 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得v1＝4m/s ………………⑾ 貨物滑過(guò)木板A系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q1=μ1m1gl=600J……………………⑿ 設(shè)貨物滑上木板B經(jīng)過(guò)時(shí)間t，貨物與木板B達(dá)到共同速度v2，木板B的加速度為a2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律，有:v2=a2t……………………⒀ v2= v1－a1t……………………⒁ μ1m1g－(m1＋m2)g=m2a2………………………………⒂ 木板運(yùn)動(dòng)位移x2=………………⒃ 貨物運(yùn)動(dòng)位移x1=………………⒄ 貨物相對(duì)木板B位移=x1

16、－x2 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得:m…………………⒅ ＜l=4m，可見(jiàn):貨物與木板B達(dá)共同速度后，由于μ1＞μ2，故兩者整體在水平面做勻減速運(yùn)動(dòng)直至停止， 貨物與木板B系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q2=μ1m1g=J………………………⒆ ∴貨物滑上木板系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量Q=Q1+Q2=J≈933. 3J……………⒇ 【名師點(diǎn)睛】本題考查了動(dòng)能定理、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用，解題時(shí)要搞清物體運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程，認(rèn)真分析受力情況，正確選擇合適的物理規(guī)律列出方程，同時(shí)要抓住臨界情況，找到物體之間的位移及速度關(guān)聯(lián)關(guān)系. 1．【2016·海南卷】沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力

17、F的作用，其下滑的速度–時(shí)間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)，在0~5 s、5~10 s、10~15 s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3，則： （ ） A．F1F3 C．F1>F3 D．F1=F3 【答案】A 【名師點(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，基礎(chǔ)題。 2．【2015·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ·20】（多選）如圖（a），一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的v—t圖線如圖（b）所示。若重力加速度及圖中的、、均為已知量，則可求出： （ ）

18、 A．斜面的傾角 B．物塊的質(zhì)量 C．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度 【答案】ACD 【名師點(diǎn)睛】速度時(shí)間圖像的斜率找到不同階段的加速度，結(jié)合受力分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律是解答此類(lèi)題目的不二法門(mén)。 3．【2015·江蘇·6】（多選）一人乘電梯上樓，在豎直上升過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對(duì)地板的壓力： （ ） A．t=2s時(shí)最大 B．t=2s時(shí)最小 C．t=8.5s時(shí)最大 D．t=8.5s時(shí)最小 【答案】AD 【解析】 由題意知在上升過(guò)程中：，所以向上的加速度越

19、大，人對(duì)電梯的壓力就越大，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖知，7s以后加速度向下，由知，向下的加速度越大，人對(duì)電梯的壓力就越小，所以C錯(cuò)誤，D正確。 【名師點(diǎn)睛】 本題主要是識(shí)圖能力，利用加速度與時(shí)間的關(guān)系，結(jié)合牛頓第二定律F=ma，由運(yùn)動(dòng)分析物體的受力情況。 4．【2014·四川卷】（多選）如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動(dòng)，小物體P、Q由通過(guò)定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，t = 0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，t = t0時(shí)刻P離開(kāi)傳送帶。不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長(zhǎng)。正確描述小物體P速度隨時(shí)間變化的圖象可能是： （ ） 【答案】BC

20、 【方法技巧】本題關(guān)鍵是由速度的大小關(guān)系，分析清楚物塊與傳送帶之間的摩擦力，結(jié)合牛頓第二定律，判斷物塊的運(yùn)動(dòng)。 5．【2014·江蘇卷】（多選）如圖所示，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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平拉力F，則： （ ） A．當(dāng)F＜2μmg時(shí)，A、B都相對(duì)地面靜止 B．當(dāng)F＝時(shí)，A的加速度為 C．當(dāng)F＞3μmg時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng) D．無(wú)論F為何值，B的加速度不會(huì)超過(guò) 【答案】 BCD 【考點(diǎn)定位】本題主要考查了牛頓第二定律的應(yīng)用，以及處理連接體的方法問(wèn)題，屬于中檔題。 【方法技巧】對(duì)連接體問(wèn)題，整體法與隔離法的利用，關(guān)鍵是分析出相對(duì)滑動(dòng)的臨界狀態(tài)。