【物理】2020届一轮复习人教版牛顿运动定律综合应用（一）课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版牛顿运动定律综合应用（一）课时作业

‎2020届一轮复习人教版 牛顿运动定律综合应用（一） 课时作业 ‎ [基础训练]‎ ‎1．从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球到达最高点的时刻为t1，下落到抛出点的时刻为t2.若空气阻力的大小恒定，则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图线是(　　)‎ 答案：C　解析：小球在上升过程中做匀减速直线运动，其加速度为a1＝，下降过程中做匀加速直线运动，其加速度为a2＝，即a1>a2，且所分析的是速率与时间的关系，C正确．‎ ‎2．(2018·江西新余四中模拟)图示为索道输运货物的情景．已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢底板之间的动摩擦因数为0.30.当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平底板的正压力为其重力的1.15倍，那么这时重物对车厢底板的摩擦力大小为(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　)‎ A．0.35mg B．0.30mg ‎ C．0.23mg D．0.20mg 答案：D　解析：由于重物对车厢内水平底板的正压力为其重力的1.15倍，在竖直方向上，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma竖直，解得a竖直＝0.15g，设水平方向上的加速度为a水平，则＝tan 37°＝，解得a水平＝0.20g，对重物受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律得f＝ma水平＝0.20mg，故D正确．‎ ‎3．(2018·广西质检)如图所示，A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，物体B与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物体A与B之间的动摩擦因数μ2＝0.2.已知物体A的质量m＝2 kg，物体B的质量M＝3 kg，重力加速度取g＝10 m/s2.现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，则恒力的最大值是(物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)‎ A．20 N B．15 N C．10 N D．5 N 答案：B 解析：对A、B整体，由牛顿第二定律，Fmax－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a；对物体A，由牛顿第二定律，μ2mg＝ma；联立解得Fmax＝(m＋M)(μ1＋μ2)g，代入相关数据得Fmax＝15 N，选项B正确．‎ ‎4．(多选)如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M>m，滑轮质量及摩擦均不计，则下列说法正确的是(　　)‎ A．细线上的拉力一定大于mg B．细线上的拉力一定小于Mg C．细线上的拉力等于g D．天花板对定滑轮的拉力等于(M＋m)g 答案：AB　解析：设两物体运动的加速度大小均为a，细线上的拉力为T，分别对物体A和B进行受力分析并结合牛顿第二定律有：对A，Mg－T＝Ma，对B，T－mg＝ma，整理可得T＝Mg－Ma＝mg＋ma，T＝g.对定滑轮进行受力分析可知，天花板对定滑轮的拉力等于2T.‎ ‎5．(2018·湖北宜昌一调)(多选)物体A和B相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则(　　)‎ A．A、B间无摩擦力的作用 B．B受到滑动摩擦力的大小为(mA＋mB)gsin θ C．B受到的静摩擦力的大小为mAgsin θ D．取走A后，B将匀加速下滑 答案：BC　解析：以A为研究对象，A处于平衡状态，因此有f＝mAgsin θ，所以A受到B对A沿斜面向上的摩擦力作用，A错误；以整体为研究对象，根据平衡状态有：(mA＋mB)gsin θ＝fB，B正确；A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力大小相等，故有：f′＝f＝mAgsin θ，C正确；由分析知：(mA＋mB)gsin θ＝fB，又根据滑动摩擦力公式有：fB＝μ(mA＋mB)gcos θ，得：μ＝tan θ，取走物体A后，物体B受滑动摩擦力为μmBgcos θ，代入μ＝tan θ得，μmBgcos θ＝mBgsin θ，即物体B受力平衡，则物体B仍能做匀速直线运动，D错误．‎ ‎6．(2018·湖南郴州一测)(多选)如图甲所示，质量为5 kg的小物块以初速度v0＝11 m/s从底角为θ＝53°的固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F，第二次无恒力F.图中的两条线段a、b分别表示存在恒力F和无恒力F时小物块沿斜面向上运动的vt图线．不考虑空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，下列说法中正确的是(　　)‎ A．恒力F的大小为5 N B．恒力F的大小为10 N C．物块与斜面间的动摩擦因数为 D．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5‎ 答案：AD　解析：根据vt图象中斜率等于加速度可知：aa＝＝ m/s2＝－10 m/s2，ab＝＝ m/s2＝－11 m/s2，不受恒力F时，物体只受重力和摩擦力作用，加速度较大，则根据牛顿第二定律可得：mab＝－mgsin 53°－μmgcos 53°，代入数据得：μ＝0.5；有F作用时：maa＝F－mgsin 53°－μmgcos 53°，代入数据解得：F＝5 N，A、D正确．‎ ‎7．设均匀球体在空气中下落时，空气对球体的阻力的大小只与球的最大截面积成正比．如图所示，某同学用轻质细绳l1连接球A与球B，再用轻质细绳l2将球B悬挂于上方某位置，当两球处于平衡状态时，球A与水平地面的距离为18 m，此时两细绳拉力的大小分别为2 N、3 N．已知球A与球B的半径之比为1∶2，当地重力加速度为10 m/s2.第一次，若只剪断细绳l1，A球经2 s落地．第二次，若只剪断细绳l2，A球经多长时间落地？(结果保留两位有效数字)‎ 答案：2.3 s　解析：设球A与球B的质量分别为mA、mB.对球A受力分析得T1＝mAg 静止时对整体受力分析得T2＝mAg＋mBg 第一次剪断细绳l1后，球A加速下落，根据运动学公式得h＝a1t 对球A受力分析得mAg－fA＝mAa1‎ 代入数据求得mA＝0.2 kg、mB＝0.1 kg、a1＝9 m/s2、fA＝0.2 N 根据题意＝＝，解得fB＝0.8 N 第二次剪断细绳l2后，球A与球B一起加速下落 对整体受力分析得mAg＋mBg－fA－fB＝(mA＋mB)a2‎ 根据运动学公式得h＝a2t 代入数据求得tB＝ s≈2.3 s.‎ ‎[能力提升]‎ ‎8．(2018·广东金山中学期末)如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是(　　)‎ A．若粘在A木块上面，绳的拉力不变 B．若粘在A木块上面，绳的拉力减小 C．若粘在C木块上面，A、B间摩擦力增大 D．若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小 答案：D 解析：橡皮泥不管粘在哪一个物体上，系统加速度都减小，若粘在A上，分析C的受力可知，绳拉力增大，选项A、B错误；若粘到C上，分析A、B整体受力可知绳拉力减小，分析物体A受力可知，A、B间的静摩擦力减小，选项C错误，D正确．‎ ‎9．如图甲所示，一个m＝3 kg的物体放在粗糙水平地面上，从t＝0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动，在0～3 s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示．已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等，则(　　)‎ A．在0～3 s时间内，物体的速度先增大后减小 B．2 s末物体的速度最大，最大速度为8 m/s C．2 s末F最大，F的最大值为12 N D．前2 s内物体做匀变速直线运动，力F大小保持不变 答案：D 解析：物体在前3 s内始终做加速运动，第3 s内加速度减小说明物体的速度增大得慢了，但仍是加速运动，故A错误；因为物体速度始终增大，故3 s末物体的速度最大，在at图象上图线与时间轴所围图形的面积表示速度的变化量，Δv＝10 m/s，物体由静止开始加速运动，故最大速度为10 m/s，故B错误；前2 s内物体的加速度不变，做匀变速直线运动，由于摩擦力不变，所以力F大小保持不变，D正确；由F合＝ma知前2 s内的合外力为12 N，由于受摩擦力作用，故力F大于12 N，C错误．‎ ‎10．(2018·湖南长沙长郡中学月考)某同学近日做了这样一个实验：将一个小铁块(可看成质点)以一定的初速度，沿倾角可在0°～90°之间任意调整的木板向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为x，若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角α的关系如图所示．取g＝10 m/s2.求：(结果如果是根号，可以保留)‎ ‎ ‎ ‎(1)小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)当α＝60°时，小铁块达到最高点后，又回到出发点，小铁球速度将变为多大？‎ 答案：(1)5 m/s (2) m/s 解析：(1)当α＝90°时，x＝1.25 m，则v0＝＝ m/s＝5 m/s.当α＝30°时，x＝1.25 m，a＝＝ m/s2＝10 m/s2.‎ 由牛顿第二定律得a＝gsin 30°＋μgcos 30°，解得μ＝.‎ ‎(2)当α＝60°时，上滑的加速度a1＝gsin 60°＋μgcos 60°，下滑的加速度a2＝gsin 60°－μgcos 60°.‎ 因为v2＝2ax，‎ 则v1＝v0＝v0＝ m/s.‎ ‎11．质量均为4 kg的物体A、B用一劲度系数k＝200 N/m的轻质弹簧连接，将它们竖直静止放在水平面上．如图甲所示，现将一竖直向上的变力F作用在A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.40 s物体B刚要离开地面．取g＝10 m/s2.‎ ‎(1)求物体B刚要离开地面时，物体A的速度大小vA；‎ ‎(2)在图乙中作出力F随物体A的位移大小l变化(到物体B刚要离地为止)的关系图象．‎ 答案：(1)2 m/s　(2)见解析图 解析：(1)静止时mAg＝kx1‎ 当物体B刚要离开地面时有mBg＝kx2‎ 可得x1＝x2＝0.2 m 物体A的位移大小为x1＋x2＝at2‎ 此时A的速度大小vA＝at 联立解得a＝5 m/s2，vA＝2 m/s.‎ ‎(2)设弹簧弹力大小为F弹，则在弹簧由压缩到恢复原长过程中，k(x1－l)＝F弹，F－mAg＋F弹＝mAa；在弹簧由原长到伸长到B刚要离地过程中，k(l－x1)＝F弹，F－F弹－mAg＝mAa.而mAg＝kx1‎ 综上所述，力F与物体A的位移大小l之间的关系为F＝mAa＋kl 当l＝0时，力F最小，且Fmin＝mAa＝20 N 当l＝x1＋x2时，力F最大，且Fmax＝mA(2g＋a)＝100 N F与位移大小l之间为一次函数关系，Fl图象如图所示.‎