（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練12 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（一）（含解析）新人教版

考點(diǎn)規(guī)范練12　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(一) 一、單項(xiàng)選擇題 1.甲、乙兩球質(zhì)量分別為m1、m2,從同一地點(diǎn)(足夠高)同時(shí)由靜止釋放。兩球下落過(guò)程所受空氣阻力大小Ff僅與球的速率v成正比,與球的質(zhì)量無(wú)關(guān),即Ff=kv(k為正的常量)。兩球的v-t圖像如圖所示。落地前,經(jīng)時(shí)間t0兩球的速度都已達(dá)到各自的穩(wěn)定值v1、v2。則下列判斷正確的是(　　) A.釋放瞬間甲球加速度較大 B.m1m2=v2v1 C.甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量 D.t0時(shí)間內(nèi)兩球下落的高度相等 2.(2018·天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)期中)在探究超重和失重規(guī)律時(shí),某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作。傳感器和計(jì)算機(jī)相連,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時(shí)間t變化的圖像,則下列圖像中可能正確的是(　　) 3.(2018·天津靜海一中期末)如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m0的斜劈,其斜面傾角為θ,一質(zhì)量為m的物體放在其光滑斜面上,現(xiàn)用一水平力F推斜劈,恰使物體m與斜劈間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),則斜劈對(duì)物體m的彈力大小為(　　) ①mgcos θ?、趍gcosθ?、踡Fm0+mcosθ　④mFm0+msinθ A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 二、多項(xiàng)選擇題 4.如圖甲所示,A、B兩物體疊放在光滑水平面上,對(duì)B物體施加一水平變力F,F-t關(guān)系圖像如圖乙所示,兩物體在變力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),且始終相對(duì)靜止,則(　　) A.t時(shí)刻,兩物體之間的摩擦力最大 B.t時(shí)刻,兩物體的速度方向開始改變 C.t~2t時(shí)間內(nèi),物體做減速運(yùn)動(dòng) D.0~2t時(shí)間內(nèi),物體A所受的摩擦力方向始終與變力F的方向相同 5.(2018·天津一中月考)如圖所示,A、B兩物塊疊放在水平桌面上,已知物塊A的質(zhì)量為2 kg,物塊B的質(zhì)量為1 kg,而A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2?？梢杂羞x擇地對(duì)B施加水平推力F1和豎直向下的壓力F2,已知重力加速度為10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.若F1=3.6 N,F2=5 N,則A、B相對(duì)靜止一起做勻加速運(yùn)動(dòng) B.若F1=5.4 N,F2=20 N,則A、B相對(duì)靜止一起做勻加速運(yùn)動(dòng) C.若F2<10 N,無(wú)論F1多大,都不能使物塊A運(yùn)動(dòng)起來(lái) D.若F2>10 N,無(wú)論F1多大,都不能使物塊A、B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 三、非選擇題 6.如圖所示,一兒童玩具靜止在水平地面上,一名幼兒用沿與水平面成30°角的恒力拉著它沿水平地面運(yùn)動(dòng),已知拉力F=6.5 N,玩具的質(zhì)量m=1 kg,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=2.0 s,玩具移動(dòng)了距離x=23 m,這時(shí)幼兒將手松開,玩具又滑行了一段距離后停下。(g取10 m/s2) (1)求玩具與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 (2)松開后玩具還能滑行多遠(yuǎn)? (3)當(dāng)力F與水平方向夾角θ為多少時(shí)拉力F最小? 7.如圖所示,靜止在光滑水平面上的斜面體,質(zhì)量為m0,傾角為α,其斜面上有一靜止的滑塊,質(zhì)量為m,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g?，F(xiàn)給斜面體施加水平向右的力使斜面體加速運(yùn)動(dòng),求: (1)若要使滑塊與斜面體一起加速運(yùn)動(dòng),圖中水平向右的力F的最大值; (2)若要使滑塊做自由落體運(yùn)動(dòng),圖中水平向右的力F的最小值。 考點(diǎn)規(guī)范練12　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(一) 1.C　解析釋放瞬間,兩球受到的阻力均為0,此時(shí)加速度相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)到最后達(dá)到勻速時(shí),重力和阻力大小相等,mg=kv,則m1m2=v1v2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由圖像可知v1>v2,因此甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量,選項(xiàng)C正確;下落高度等于圖線與時(shí)間軸圍成的面積,可知甲球下落高度大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.D　解析對(duì)人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析可知,人在加速下蹲的過(guò)程中,有向下的加速度,處于失重狀態(tài),此時(shí)人對(duì)傳感器的壓力小于人的重力的大小;在減速下蹲的過(guò)程中,加速度方向向上,處于超重狀態(tài),此時(shí)人對(duì)傳感器的壓力大于人的重力的大小,A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 3.D　解析兩者一起向左勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)物體進(jìn)行受力分析,如圖所示: 則根據(jù)牛頓第二定律及平衡條件可得: FNcosθ=mg FNsinθ=ma 解得:FN=mgcosθ 將兩物體看作一個(gè)整體, F=(m0+m)a FNsinθ=ma 所以解得FN=mF(m0+m)sinθ, 綜上所述本題正確答案為D。 4.CD　解析對(duì)A、B系統(tǒng),整體水平方向只受變化的推力作用,由圖像可知,力F先向右減小,然后再向左增大,則由牛頓第二定律可知,系統(tǒng)的加速度先減小再增大;A所受合力為B對(duì)A的摩擦力,由牛頓第二定律可知,Ff=ma,由于a先減小后增大,則摩擦力先減小后增大,在t時(shí)刻加速度為零,摩擦力最小,為零,故A錯(cuò)誤;由圖像可知,0~t時(shí)間內(nèi)兩物體向右做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),t~2t時(shí)間內(nèi)兩物體向右做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),t時(shí)刻兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不變,故B錯(cuò)誤,C正確;因兩物體一直相對(duì)靜止,故在運(yùn)動(dòng)中加速度相同,而A由摩擦力提供加速度,整體由F提供,故A受到的摩擦力一直與F同向,故D正確。 5.BC　解析若F1=3.6N,F2=5N,設(shè)A、B相對(duì)靜止一起做勻加速運(yùn)動(dòng),則加速度為a=F1-μ1[F2+(mA+mB)g]mA+mB=3.6-0.1×(5+10×3)3m/s2=0.13m/s2,此時(shí)A、B之間的摩擦力:F1-FfAB=mBa,解得FfAB=10.73N>μ2(F2+mBg)=3N,則此時(shí)兩物塊已經(jīng)相對(duì)滑動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若F1=5.4N,F2=20N,假設(shè)A、B相對(duì)靜止一起做勻加速運(yùn)動(dòng),則加速度為a=F1-μ1[F2+(mA+mB)g]mA+mB=5.4-0.1×(20+10×3)3m/s2=0.43m/s2,此時(shí)A、B之間的摩擦力:F1-FfAB=mBa,解得FfAB=15.83N<μ2(F2+mBg)=6N,則此時(shí)兩物塊相對(duì)靜止一起做勻加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;若F2=10N,則A、B之間的最大靜摩擦力:FfAB=μ2(F2+mBg)=4N,A與地面之間的最大靜摩擦力FfA地=μ1(F2+mAg+mBg)=4N,則當(dāng)若F2<10N,則FfAB<FfA地,則無(wú)論F1多大,都不能使物塊A運(yùn)動(dòng)起來(lái),選項(xiàng)C正確;若F2>10N,則FfAB>FfA地,則F1到達(dá)一定值時(shí),可使物塊A、B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6.解析(1)玩具做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由位移公式可得x=12at2,解得a=3m/s2, 對(duì)玩具,由牛頓第二定律得Fcos30°-μ(mg-Fsin30°)=ma 解得μ=33。 (2)松手時(shí),玩具的速度v=at=23m/s 松手后,由牛頓第二定律得μmg=ma' 解得a'=1033m/s2 由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得 玩具的位移x'=0-v2-2a'=335m。 (3)設(shè)拉力與水平方向的夾角為θ,玩具要在水平面上運(yùn)動(dòng),則Fcosθ-Ff>0 Ff=μFN 在豎直方向上,由平衡條件得FN+Fsinθ=mg 解得F>μmgcosθ+μsinθ 因?yàn)閏osθ+μsinθ=1+μ2sin(60°+θ) 所以當(dāng)θ=30°時(shí),拉力最小。 答案(1)33　(2)335 m　(3)30° 7.解析(1)當(dāng)滑塊與斜面體一起向右加速時(shí),力F越大,加速度越大,當(dāng)F最大時(shí),斜面體對(duì)滑塊的靜摩擦力達(dá)到最大值Ffm,滑塊受力如圖所示。 設(shè)一起加速的最大加速度為a,對(duì)滑塊應(yīng)用牛頓第二定律得: FNcosα+Ffmsinα=mg① Ffmcosα-FNsinα=ma② 由題意知Ffm=μFN③ 聯(lián)立解得a=μcosα-sinαcosα+μsinαg 對(duì)整體受力分析F=(m0+m)a 聯(lián)立解得F=(m0+m)g(μcosα-sinα)μsinα+cosα。 (2)要使滑塊做自由落體運(yùn)動(dòng),滑塊與斜面體之間沒(méi)有力的作用,滑塊的加速度為g,設(shè)此時(shí)m0的加速度為am0,則對(duì)斜面體:F=m0am0 當(dāng)水平向右的力F最小時(shí),二者沒(méi)有相互作用但仍接觸,則有12gt212am0t2=tanα,即gam0=tanα,聯(lián)立解得F=m0gtanα。 答案(1)(m0+m)g(μcosα-sinα)μsinα+cosα　(2)m0gtanα 4