高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層作業(yè)（九）應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“三類”?？紗栴}含答案-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

課時(shí)分層作業(yè)(九)　應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“三類”?？紗栴}基礎(chǔ)性題組 1．一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示．(t1～t2時(shí)間內(nèi)圖像為直線)乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示．重力加速度大小為g.以下判斷正確的是(　　)A．0～t1時(shí)間內(nèi)，v增大，FN＞mgB．t1～t2時(shí)間內(nèi)，v減小，FN＜mgC．t2～t3時(shí)間內(nèi)，v增大，FN＜mgD．t2～t3時(shí)間內(nèi)，v減小，FN＞mg2．[2022·廣東佛山1月質(zhì)檢]隨著運(yùn)營(yíng)路線的拓展，高鐵逐漸成為人們出行的重要方式．如圖是某列車從減速進(jìn)站到以一定的速度離開車站的這段時(shí)間內(nèi)的速度—時(shí)間圖像，下列說法正確的是(　　)A．進(jìn)站時(shí)列車的加速度大小為3.75 m/s2B．列車在加速與減速兩階段運(yùn)動(dòng)的位移相同C．若列車總質(zhì)量不變，則加速時(shí)列車所受的合外力更大D．若列車以80 m/s的速度勻速駛過該站，則少耗費(fèi)575 s的運(yùn)行時(shí)間3．(多選)如圖所示，粗糙的水平地面上放著一個(gè)質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體，斜面部分光滑，底面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，輕質(zhì)彈簧一端與固定在斜面上的輕質(zhì)擋板相連，另一端連接一質(zhì)量為m的小球，彈簧的勁度系數(shù)為k.斜面體在水平向右的恒力F作用下，和小球一起以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)過程小球沒離開斜面).重力加速度為g，以下說法正確的是 (　　)A．水平恒力大小為(M＋m)aB．地面對(duì)斜面體的摩擦力為μ(M＋m)gC．彈簧的形變量為D．斜面對(duì)小球的支持力為mg cos θ＋ma sin θ4．如圖甲所示，光滑斜面傾角為θ，用一水平外力F推著物體，逐漸增大F，物體沿斜面做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2.(1)求物體的質(zhì)量m.(2)若斜面足夠長(zhǎng)，且撤去推力時(shí)物體的速度是沿斜面向上的12 m/s，求撤去推力后第3 s內(nèi)物體的位移．(3)要使物體在斜面上保持靜止，所施加的最小推力是多大？方向如何？ 5．[2022·湖北武漢檢測(cè)](多選)如圖所示，水平地面上有三個(gè)靠在一起的物塊P、Q和R，質(zhì)量分別為m、2m和3m，物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ.用大小為F的水平外力推物塊P使物塊運(yùn)動(dòng)，設(shè)Q和R之間的相互作用力F1與P和Q之間的相互作用力F2大小之比為k.則下列判斷正確的是(　　)A．若μ≠0，則k＝ B．若μ≠0，則k＝C．若μ＝0，則k＝ D．若μ＝0，則k＝綜合性題組6．(多選)將一質(zhì)量不計(jì)的光滑桿傾斜地固定在水平面上，如圖甲所示，現(xiàn)在桿上套一光滑的小球，小球在一沿桿向上的拉力F的作用下沿桿向上運(yùn)動(dòng)．該過程中小球所受的拉力以及小球的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙、丙所示．g取10 m/s2.則下列說法正確的是(　　)A．在2～4 s內(nèi)小球的加速度大小為0.5 m/s2B．小球質(zhì)量為 2 kgC．桿的傾角為30°D．小球在0～4 s內(nèi)的位移為8 m 7．如圖甲所示，質(zhì)量為0.6 kg的物塊靜止在水平面上，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，t＝0時(shí)刻給物塊一個(gè)與水平方向成θ＝30°斜向右上方的拉力，使物塊向右運(yùn)動(dòng)，其加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，重力加速度為g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)拉力的最大值；(2)2 s末撤去拉力，則物塊在水平面上還能滑行多遠(yuǎn)？課時(shí)分層作業(yè)(九)　應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決“三類”?？紗栴}1．解析：由x - t圖像的斜率表示速度可知，在0～t1時(shí)間內(nèi)速度增加，即乘客加速下降，乘客的加速度豎直向下，所以乘客處于失重狀態(tài)，則FN＜mg，A錯(cuò)誤；在t1～t2時(shí)間內(nèi)速度不變，即乘客勻速下降，則FN＝mg，B錯(cuò)誤；在t2～t3時(shí)間內(nèi)速度減小，即乘客減速下降，乘客的加速度豎直向上，所以乘客處于超重狀態(tài)，則FN>mg，C錯(cuò)誤，D正確．答案：D2．解析：在v - t圖像中，圖像斜率表示加速度，圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，分析知A、B錯(cuò)誤；由F＝ma及減速階段加速度大可知減速時(shí)列車所受的合外力更大，C錯(cuò)誤；由圖可知列車總位移x＝m，Δt＝s＝575 s，D正確．答案：D3．解析：以小球和斜面體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，并進(jìn)行受力分析，結(jié)合題意可知地面對(duì)斜面體的摩擦力為f＝μ(M＋m)g，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律有F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a，解得F＝(M＋m)a＋μ(M＋m)g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；沿斜面方向和垂直斜面方向上分解小球的加速度，應(yīng)用牛頓第二定律有kx－mg sin θ＝ma cos θ，mg cos θ－N＝ma sin θ，解得彈簧的形變量為x＝，斜面對(duì)小球的支持力N＝mg cos θ－ma sin θ，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．答案：BC4．解析：(1)當(dāng)外力為零時(shí)，加速度為6 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得mg sin θ＝ma，解得sin θ＝0.6當(dāng)外力為20 N時(shí)，加速度為2 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得F cos θ－mg sin θ＝ma′解得m＝2 kg.(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得x＝＝－3 m所以位移大小為3 m，方向沿斜面向下．(3)要使物體能靜止在斜面上，根據(jù)平衡條件知，當(dāng)推力垂直于支持力，即沿斜面向上時(shí)，推力最小，為F＝mg sin θ＝12 N.答案：(1)2 kg　(2)3 m，方向沿斜面向下(3)12 N，沿斜面向上5．解析：三個(gè)物塊靠在一起，在水平外力F的作用下將以相同加速度向右運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體應(yīng)用牛頓第二定律有F－6μmg＝6ma，解得加速度大小a＝，對(duì)R進(jìn)行分析可得，Q和R之間的相互作用力為F1＝3ma＋3μmg＝F，對(duì)P進(jìn)行分析可得，P與Q之間相互作用力F2＝F－μmg－ma＝F－μmg－F＋μmg＝F，所以可得k＝＝＝，即k的值與μ是否為零無關(guān)，選項(xiàng)B、D正確．答案：BD6．解析：由v - t圖像的斜率得：在2～4 s內(nèi)小球的加速度大小為a＝＝ m/s2＝0.5 m/s2，故A正確；由圖可知，在0～2 s時(shí)間內(nèi)小球做勻速運(yùn)動(dòng)，F1＝5 N時(shí)，由平衡條件有F1－mg sin α＝0①在2～4 s內(nèi)小球做勻加速運(yùn)動(dòng)，F2＝5.5 N，由牛頓第二定律有：F2－mg sin α＝ma②代入數(shù)據(jù)解得：m＝1 kg；sin α＝0.5，故α＝30°，故B錯(cuò)誤，C正確；小球在0～4 s內(nèi)的位移為x＝ m＝5 m，故D錯(cuò)誤．答案：AC7．解析：(1)由圖乙可知，物塊運(yùn)動(dòng)的加速度最大為am＝6 m/s2，對(duì)物塊，由牛頓第二定律得：Fmcos θ－μ(mg－Fmsin θ)＝mam代入數(shù)據(jù)求得拉力的最大值：Fm＝5.6 N.(2)a - t圖線與時(shí)間軸所圍的面積為速度的增量，因此2 s末物塊的速度：v＝×6×2 m/s＝6 m/s撤去拉力后，物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a′＝μg＝m/s2，因此2 s末撤去拉力后，物塊在水平面上還能滑行的距離：s＝＝ m＝5.4 m.答案：(1)5.6 N　(2)5.4 m

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