（浙江選考）2020版高考物理總復習 第三章 3 第3節(jié) 牛頓運動定律的綜合應用練習（含解析）

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1、牛頓運動定律的綜合應用 【隨堂檢測】 1．(2019·舟山月考)在天宮二號中工作的景海鵬和陳東可以自由漂浮在空中，宇航員處于失重狀態(tài)．下列分析正確的是(　　) A．失重就是航天員不受力的作用 B．失重的原因是航天器離地球太遠，從而擺脫了地球的引力 C．失重是航天器獨有的現(xiàn)象，在地球上不可能有失重現(xiàn)象的存在 D．正是由于引力的存在，才使航天器和航天員有可能做環(huán)繞地球的圓周運動 解析：選D.失重時航天員仍受地球引力的作用，只是彈力為零而已，A、B錯誤；失重在地球上也很普遍，它只是視重(即彈力)小于重力的現(xiàn)象，C錯誤；正是由于地球引力的存在，才使航天器和航天員有可能做環(huán)繞地球的圓周運動

2、，D正確． 2．(2019·浙江六校聯(lián)考)在水平桌面上用書本做成一個斜面，斜面與水平桌面的夾角為θ，把一個計算器放在書本上并保持靜止，已知計算器質(zhì)量為m，計算器與書本間的動摩擦因數(shù)為μ，則(　　) A．計算器對書本的摩擦力方向沿斜面向上 B．計算器對書本的壓力等于計算器的重力mg C．計算器受到的摩擦力為μmgcos θ D．計算器受到的摩擦力為mgsin θ 解析：選D.計算器受到三個力：重力mg、書本對它的彈力FN、書本對它的摩擦力Ff，由平衡條件可知，F(xiàn)N＝mgcos θ，F(xiàn)f＝mgsin θ，計算器對書本的壓力等于mgcos θ，故B、C不對，D正確；書本對計算器的摩擦力F

3、f方向沿斜面向上，由牛頓第三定律知計算器對書本的摩擦力方向沿斜面向下，A錯誤． 3．(2019·杭州調(diào)研)一個小孩從滑梯上滑下的運動可看做勻加速直線運動，第一次小孩單獨從滑梯上滑下，運動時間為t1，第二次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，運動時間為t2，則(　　) A．t1＝t2　　　　　　　 B．t1t2 D．無法判斷t1與t2的大小 解析：選A.設滑梯與水平面的夾角為θ，則 第一次時a1＝＝gsin θ－μgcos θ， 第二次時a2＝＝gsin θ－μgcos θ，所以a1＝a2，與質(zhì)量無關(guān)． 又x＝at2，t與m也無關(guān)，A正確．

4、 4．一個物塊置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F隨時間t變化的關(guān)系如圖(a)所示，速度v隨時間t變化的關(guān)系如圖(b)所示．取g＝10 m/s2，求： (1)1 s末物塊所受摩擦力的大小f1； (2)物塊在前6 s內(nèi)的位移大小x； (3)物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ. 解析：(1)從題圖(a)中可以讀出，當t＝1 s時， f1＝F1＝4 N； (2)由題圖(b)知物塊在前6 s內(nèi)的位移大小 x＝ m＝12 m； (3)從題圖(b)中可以看出，在t＝2 s至t＝4 s的過程中，物塊做勻加速運動，加速度大小為 a＝＝ m/s2＝2 m/s2 由牛頓第二定律得F2－μmg

5、＝ma F3＝f3＝μmg 所以m＝＝ kg＝2 kg μ＝＝＝0.4. 答案：(1)4 N　(2)12 m　(3)0.4 【課后達標檢測】 一、選擇題 1．(多選)小明參加開放性科學實踐活動后，從6層乘坐電梯到達1層，走出電梯，準備回家．對于小明在電梯中由6層到1層的過程，下列說法中正確的是(　　) A．小明一直處于超重狀態(tài) B．小明一直處于失重狀態(tài) C．小明的速度大小發(fā)生了變化 D．小明的加速度方向發(fā)生了變化 答案：CD 2.(2019·浙江猜題卷)如圖所示，在阻力可以忽略的冰面上，質(zhì)量為60 kg的男同學和質(zhì)量為50 kg的女同學用一根輕繩做“拔河”游戲．當女同

6、學的加速度大小為0.60 m/s2時，男同學的加速度大小是(　　) A．0　　　　　　　　　　　 B．0.50 m/s2 C．0.60 m/s2 D．0.72 m/s2 答案：B 3．一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大?。苷_描述F與a之間的關(guān)系的圖象是(　　) 答案：C 4.如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向向右做勻加速直線運動(m1在光滑地面上，m2在空中)．已知力F與水平方向的夾角為θ

7、.則m1的加速度大小為(　　) A. B. C. D. 解析：選A.把m1、m2看做一個整體，在水平方向上加速度相同，由牛頓第二定律可得Fcos θ＝(m1＋m2)a，所以a＝，選項A正確． 5.(2019·麗水質(zhì)檢)如圖所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速運動．小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動摩擦因數(shù)為μ，則在這個過程中，木塊受到的摩擦力大小是(　　) A．μmg B. C．μ(M＋m)g D. 解析：選B.m與M無相對滑動，故a相同．對m、M整體F＝(M＋m)·a，故a＝，m與整體加速度相同也為a

8、，對m∶Ff＝ma，即Ff＝，又由牛頓第二定律隔離m，F(xiàn)f＝ma，故B正確． 6.(2019·麗水質(zhì)檢)靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用，該力隨時間變化的關(guān)系如圖所示，則(　　) A．物體在2 s內(nèi)的位移為零 B．4 s末物體將回到出發(fā)點 C．2 s末物體的速度為2 m/s D．物體一直在朝同一方向運動 解析：選D.0～1 s內(nèi)物體勻加速運動，1～2 s內(nèi)沿原方向勻減速直線運動，2 s末速度為零，然后重復上述過程，D正確． 7.若貨物隨升降機運動的v－t圖象如圖所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機的支持力F與時間t關(guān)系的圖象可能是(　　) 解析：選B.根據(jù)v

9、－t圖象可知升降機的運動情況：加速下降→勻速下降→減速下降→加速上升→勻速上升→減速上升，根據(jù)牛頓第二定律F－mg＝ma可判斷支持力F的變化情況：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故選項B正確． 8．(2019·紹興質(zhì)檢)如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m.現(xiàn)用水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，一起沿水平面運動．若改為水平力F′拉A，使A、B也保持相對靜止，一起沿水平面運動，則F′不得超過(　　) A．2F B. C．3F D. 解析：選B.用水平力F拉B時，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，這實際上是將要滑動，但尚未滑動的一種

10、臨界狀態(tài)，從而可知此時A、B間的摩擦力即為最大靜摩擦力． 先用整體法考慮，對A、B整體：F＝(m＋2m)a 再將A隔離可得A、B間最大靜摩擦力為：Ffm＝ma 解得：Ffm＝ 若將F′作用在A上，隔離B，B能與A一起運動，而A、B不發(fā)生相對滑動的最大加速度a′＝ 再用整體法考慮，對A、B整體：F′＝(m＋2m)a′ 解得：F′＝.所以選項B正確． 9.(2019·浙江名校聯(lián)盟檢測)如圖所示，斜面體 b 的質(zhì)量為M，放在粗糙的水平地面上．一質(zhì)量為m的滑塊 a 以一定的初速度沿著有摩擦的斜面向上滑，然后又返回，整個過程中b相對地面沒有移動．由此可知(　　) A．地面對b一直有向右的

11、摩擦力 B．地面與b間無摩擦力作用 C．地面對b的摩擦力方向先向左后向右 D．地面對b的支持力一直小于(M＋m)g 解析：選D.不論滑塊向上滑行，還是向下滑行，其加速度方向均沿斜面向下而保持不變，則對斜面和滑塊整體而言，水平方向有向左的加速度，故地面對b一直有向左的摩擦力，而豎直方向有向下的加速度而處于失重狀態(tài)，則地面對b的支持力一直小于(M＋m)g. 10．(2019·寧波質(zhì)檢)如圖甲所示，物塊的質(zhì)量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點沿粗糙的水平面向右運動，某時刻后恒力F突然反向，整個過程中物塊速度的平方隨位置坐標變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g

12、＝10 m/s2.下列選項中正確的是(　　) A．2～3 s內(nèi)物塊做勻減速運動 B．在t＝1 s時刻，恒力F反向 C．恒力F大小為10 N D．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5 解析：選B.由運動學公式v2－v＝2ax可知，v2－x圖象中圖線的斜率為2a，所以在前5 m內(nèi)，物塊以大小為10 m/s2的加速度做減速運動，減速時間為1 s．5～13 m的運動過程中，物塊以4 m/s2的加速度做加速運動，加速時間為2 s，即物塊在1～3 s內(nèi)做加速運動，A錯誤，B正確．根據(jù)牛頓第二定律可知，在減速的過程中，F(xiàn)＋μmg＝ma1，加速過程中F－μmg＝ma2，代入數(shù)據(jù)可解得F＝7 N，μ

13、＝0.3，所以C、D錯誤． 二、非選擇題 11．質(zhì)量為3 kg的物體放在水平地面上，在水平恒力F的作用下做勻加速直線運動，4 s末撤去此水平恒力F.物體運動的v－t圖象如圖所示．求： (1)物體在0～4 s的加速度大小； (2)物體在4～10 s的位移大?。? (3)物體所受的摩擦力大?。? 解析：設加速運動時間為t1，減速運動時間為t2，運動過程最大速度為v1 (1)0～4 s內(nèi)的加速度大小a1＝得a1＝3 m/s2； (2)4～10 s的加速度大小a2＝得a2＝2 m/s2 4～10 s的位移大小x2＝a2t得x2＝36 m； (3)由牛頓第二定律Ff＝ma2 得Ff

14、＝6 N. 答案：(1)3 m/s2　(2)36 m　(3)6 N 12.(2019·浙江十校聯(lián)考)鮮蛋儲運箱中放有光滑的塑料蛋托架，架上有整齊排列的卵圓形凹槽，將蛋放在槽中，可避免互相擠壓、碰撞并能減震．假設蛋和槽的橫面為圓形，如圖所示，圖中O為圓心，A、B兩點為水平槽口，α角為半徑OA與水平線AB的夾角．問： (1)已知蛋的質(zhì)量為m，當運蛋的汽車以加速度a向前加速前進時，槽對蛋的作用力多大？ (2)已知汽車輪胎與柏油路面的動摩擦因數(shù)為μ，當運蛋的汽車緊急剎車時，為避免蛋從槽中滾出，圖中α應滿足的條件．(可用三角函數(shù)表示) 解析：蛋與凹槽的接觸面為曲面，接觸曲面上每一點均對蛋有支持

15、力．當運蛋的汽車靜止或勻速運動時，曲面對蛋的支持力豎直向上．當運蛋的汽車加速運動時，曲面對蛋的支持力將偏離豎直方向，偏轉(zhuǎn)角度的大小與加速度大小有關(guān)．當加速度增大到某一數(shù)值時，只有凹槽的A點或B點對蛋有作用力，支持力將偏離豎直方向(90°－α)的角，這時蛋處于將從槽中滾出而未滾出的臨界狀態(tài)． (1)鮮蛋受兩個力的作用：重力mg，槽對蛋的作用力F，其合力為ma，如圖甲． 則槽對蛋的作用力F＝m. (2)由題圖得，當槽對蛋的作用力F′的方向與水平方向間的夾角超過α時(如圖乙)，蛋將從槽中滾出． 為避免蛋從槽中滾出，應有cot α＞ 又汽車緊急剎車時的加速度由下式?jīng)Q定μMg＝Ma′ 綜合以上兩式得α應滿足的條件是cot α＞μ. 答案：(1)m　(2)μ＜cot α - 6 -