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创新设计2017江苏物理一轮练习:第3章 能力3 牛顿运动定律的综合应用(一) WORD版含解析.doc

上传人:高**** 文档编号:202057 上传时间:2024-05-26 格式:DOC 页数:8 大小:261KB
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资源描述

1、能力课时3牛顿运动定律的综合应用(一)一、单项选择题1一物块静止在粗糙的水平桌面上,从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用,假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间关系的图象是()解析设物体所受滑动摩擦力为Ff,在水平拉力F作用下,物体做匀加速直线运动,由牛顿第二定律,FFfma,FmaFf,所以能正确描述F与a之间关系的图象是C。答案C2.如图1所示,光滑水平面上,质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做匀加速运动,木块间的轻质弹簧劲度系数为k,原长为L。则此时木块A、B间的距离为()

2、图1AL BLCL DL解析对木块A、B整体,根据牛顿第二定律可得F(Mm)a,对木块A有kxma,解得:x,木块A、B间的距离为LxLL,故选项B正确。答案B3.质量为0.1 kg的小球,用细线吊在倾角为37的斜面上,如图2所示。系统静止时绳与斜面平行,不计一切摩擦。当斜面体向右匀加速运动时,小球与斜面刚好不分离,则斜面体的加速度为()图2Agsin Bgcos Cgtan D.解析因小球与斜面刚好不分离,所以小球受力如图所示,由图知tan ,则a,D正确。答案D4如图3所示,甲、乙两图中水平面都是光滑的,小车的质量都是M,人的质量都是m,甲图人推车、乙图人拉绳(绳与滑轮的质量和摩擦均不计)

3、的力都是F,对于甲、乙两图中车的加速度大小说法正确的是()图3A甲图中车的加速度大小为B甲图中车的加速度大小为C乙图中车的加速度大小为D乙图中车的加速度大小为解析以人和车整体为研究对象,甲图合力为0,加速度为0,乙图2F(Mm)a乙,所以a乙,故选项C正确。答案C5以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图象可能正确的是()解析不受空气阻力的物体,运动过程中加速度不变,vt图象为图中虚线所示。受空气阻力大小与速率成正比关系的物体,上升过程中:mgkvma,ag,开始时加速度最大,

4、上升过程中a始终大于g,vt图象斜率均大于虚线斜率,只有选项D符合题意。答案D6.如图4所示,一根轻弹簧竖直立在水平地面上,下端固定。小球从高处自由落下,落到弹簧上端,将弹簧压缩至最低点。能正确反映上述过程中小球的加速度的大小随下降位移x变化关系的图象是下列图中的()图4解析小球先做自由落体运动,加速度ag不变,接触弹簧后,agx,a与x是线性关系,C、D错误;根据小球运动的特点,小球刚接触弹簧时,加速度ag,此时速度不为零,小球将弹簧压缩至最低点时,速度为零,加速度最大,ag,所以B错误,A正确。答案A二、多项选择题7(2016东北三省四市联考)某物体质量为1 kg,在水平拉力作用下沿粗糙水

5、平地面做直线运动,其速度时间图象如图5所示,根据图象可知 ()图5A物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力B物体在第3 s内所受的拉力大于1 NC在03 s内,物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反D物体在第2 s内所受的拉力为零解析由题图可知,第2 s内物体做匀速直线运动,即拉力与摩擦力平衡,所以选项A、D错误;第3 s内物体的加速度大小为1 m/s2,根据牛顿第二定律可知物体所受合外力大小为1 N,所受拉力大于1 N,选项B正确;物体运动过程中,拉力方向始终和速度方向相同,摩擦力方向始终和运动方向相反,选项C正确。答案BC8.如图6所示,固定的倾斜直杆与水平方向成60角,杆上套有一个圆环,圆

6、环通过一根轻绳与一个小球相连接。当环沿杆下滑时,球与环保持相对静止,轻绳与竖直方向成30角。下列说法正确的是()图6A环一定匀加速下滑B环可能匀速下滑C环与杆之间一定没有摩擦D环与杆之间一定存在摩擦解析如图所示,小球受到的重力mg与轻绳的拉力FT的合力沿斜面向下,30,则F,根据牛顿第二定律有Fma,得ag。由于球与环保持相对静止,所以环的加速度也是ag,环一定沿杆向下做匀加速运动,选项A正确,B错误;对球、环整体,假设环与杆之间一定存在摩擦,根据牛顿第二定律有(Mm)gsin 60Ff(Mm)a,得Ff(Mm)g0,选项D正确,C错误。答案AD三、非选择题9(2016江苏无锡一模)粗糙的水平

7、地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图7甲和图乙所示。取重力加速度g10 m/s2。求:图7(1)前2 s内物体运动的加速度和位移;(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数。解析(1)由vt图象可知,物体在前2 s内做匀加速直线运动,前2 s内物体运动的加速度为a m/s22 m/s2前2 s内物体运动的位移为xat24 m(2)对物体进行受力分析,如图所示。对于前2 s,由牛顿第二定律得FFfma,Ffmg2 s之后物体做匀速直线运动,由平衡条件得FFf由Ft图象知F15 N,F5 N代入数据解得m5 kg,0.1。答案(1)2 m/s24 m

8、(2)5 kg0.110.如图8所示,一条轻绳上端系在车的左上角的A点,另一条轻绳一端系在车左端B点,B点在A点的正下方,A、B距离为b,两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球,轻绳AC长度为b,轻绳BC长度为b。两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg。图8 (1)轻绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大?(要求画出受力图)(2)在不拉断轻绳的前提下,求车向左运动的最大加速度是多大。(要求画出受力图)解析(1)轻绳BC刚好被拉直时,小球受力如图甲所示。因为ABBCb,ACb,故轻绳BC与轻绳AB垂直,cos ,45。由牛顿第二定律,得mgtan ma。可得ag。 (2)小车向左的加速度增大

9、,AB、BC绳方向不变,所以AC轻绳拉力不变,BC轻绳拉力变大,BC轻绳拉力最大时,小车向左的加速度最大,小球受力如图乙所示。乙由牛顿第二定律,得Tmmgtan mam。因这时Tm2mg,所以最大加速度为am3g。答案(1)g图见解析(2)3g图见解析11.如图9所示,一质量m0.4 kg的小物块,以v02 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L10 m已知斜面倾角30,物块与斜面之间的动摩擦因数。重力加速度g取10 m/s2。图9(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?解析(1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得Lv0tat2vv0at联立式,代入数据得a3 m/s2v8 m/s(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得Fcos mgsin FfmaFsin FNmgcos 0又FfFN联立式得F由数学知识得cos sin sin(60)由式可知对应最小F的夹角30联立式,代入数据得F的最小值为Fmin N答案(1)3 m/s28 m/s(2)30 N

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