(全国版)2019版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律11牛顿运动定律综合应用能力训练

11牛顿运动定律的综合应用（1）(2017·上海松江区一模)如下图，小车静止在圆滑的水平面上，车上固定一倾斜的直杆，直杆顶端固定着小球，当小车向左做匀加快运动时，球受杆的作使劲的方向可能沿图中的( )A．OA方向B．OB方向C．OC方向D．OD方向答案A分析小球和小车的加快度同样，所以小球在重力和杆的作使劲两个力的作用下也沿水平向左的方向加快运动，加快度水平向左，依据牛顿第二定律F＝ma可知，加快度的方向与协力的方向同样，故小球所受的协力方向水平向左，依据力的合成知识可知，直杆对小球的作使劲只可能沿OA方向，故A正确，B、C、D错误。2．(2017·山东师大附中质检)(多项选择)如下图，质量为m＝1kg的物体与水平川面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2)( )A．物体经10s速度减为零B．物体经2s速度减为零C．物体速度减为零后将保持静止D．物体速度减为零后将向右运动答案BCF＋Ff分析物体遇到向右的滑动摩擦力，Ff＝μFN＝μG＝3N，依据牛顿第二定律得，a＝m2＋322v010＝1m/s＝5m/s，方向向右，物体减速到0所需的时间t＝a＝5s＝2s，B正确，A错误。减速到零后，F<Ff，物体处于静止状态，不再运动，C正确，D错误。13.(2017·呼和浩特模拟)如下图，起落机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，起落机静止时弹簧伸长量为10cm，运动时弹簧伸长量为9cm，则起落机的运动状态可能是(g＝10m/s2)( )A．以a＝1m/s2的加快度加快上涨B．以a＝1m/s2的加快度加快降落C．以a＝9m/s2的加快度减速上涨D．以a＝9m/s2的加快度减速降落答案B分析依据运动时弹簧伸长量为9cm，小于静止时弹簧伸长量为10cm，可知起落机的加快度向下，则起落机的运动状态可能是以a＝1m/s2的加快度加快降落；也可能是以a＝1m/s2的加快度减速上涨，B正确。乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅行者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加快度a上行，如下图。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运转)。则( )A．小物块遇到的摩擦力方向平行斜面向上B．小物块遇到的摩擦力方向平行斜面向下1C．小物块遇到的滑动摩擦力为2mg＋maD．小物块遇到的静摩擦力为ma答案A分析小物块相对斜面静止，所以小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力。缆车以加快度a上行，小物块的加快度也为，以物块为研究对象，则有f－sin30°＝，f＝1＋，aFmgmaF2mgma2方向平行斜面向上，故A正确，B、C、D错误。(2017·南通模拟)(多项选择)如下图，A、B两球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面圆滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬时，以下说法正确的选项是( )A．两个小球的刹时加快度均沿斜面向下，大小均为gsinθB．B球的受力状况未变，刹时加快度为零C．A球的刹时加快度沿斜面向下，大小为2gsinθD．弹簧有缩短的趋向，B球的刹时加快度向上，A球的刹时加快度向下，刹时加快度都不为零答案BC分析设弹簧的弹力大小为，由均衡条件可知，＝sinθ，烧断细线以后瞬时，弹FFmg簧弹力不变，故B球受力状况不变，加快度为零，B正确，A、D错误；以A为研究对象，由牛顿第二定律可得＋sinθ＝A，解得A＝2sinθ，C正确。Fmgmaag6．(2017·临沂高三检测)如下图，在倾角为θ＝30°的圆滑斜面上，物块A、B质量分别为和2。物块A静止在轻弹簧上边，物块B用细线与斜面顶端相连，、紧挨在一同mmAB但A、B之间无弹力。已知重力加快度为g，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬时，以下说法正确的选项是()A．物块A的加快度为0Bg．物块A的加快度为3gC．物块B的加快度为0D．物块B的加快度为2答案B1分析剪断细线前，弹簧的弹力：F弹＝mgsin30°＝2mg，细线剪断的瞬时，弹簧的弹力13mgsin30°－Fg不变，仍为F＝2mg；剪断细线瞬时，对A、B系统，加快度为：a＝弹＝3，弹3m3g即A和B的加快度均为3，B正确。7．声音在空气中的流传速度v与空气的密度ρ、压强p相关。以下速度的表达式(k为比率系数，无单位)中正确的选项是()A．＝pB．＝kpkρρvvC．v＝kρD．v＝kpρp答案B分析速度的单位为m/s，所以看哪个表达式能导出这个单位即为正确。由各物理量单位之间的关系确立算式能否正确。压强Fkg·m/s2kgp可由公式p＝求得，则其单位为2＝2。Smm·sm3p22密度ρ可由公式ρ＝V求得，则其单位为kg/m。由题意知k无单位，则kρ的单位为m/s，kpkρ明显不是速度的单位，A错误。同理可知ρ的单位为m/s，B正确。p的单位为s/m，也不是速度的单位，kg，不是速度的单位，D错误。C错误。kpρ的单位为2m·s如下图，两根长度分别为L1和L2的圆滑杆AB和BC在B点垂直焊接，当按图示方式固定在竖直平面内时，将一滑环从B点由静止开释，分别沿BA和滑到杆的底端经历的BC时间同样，则这段时间为( )A.2L1L2B.2L1L2gg2222C.2L1＋L2D.2L1＋L2ggL1＋2L答案C分析设BA和BC倾角分别为α和β，依据牛顿第二定律得：滑环沿BA下滑的加快度sinαsinβ＝gsinα，沿BC下滑的加快度为a2＝＝gsinβ。设下滑时间为t，由为a1＝mm12122222题有：L1＝2a1t，L2＝2a2t。由几何知识有：sinα＝cosβ，联立以上各式解得t＝1g，故C正确。9.(2016·江苏高考)(多项选择)如下图，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最4终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C．若猫增大拉力，鱼缸遇到的摩擦力将增大D．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面答案BD分析将桌布从鱼缸下拉出的过程，鱼缸相对桌布向左运动，所以桌布对它的摩擦力方向向右，A错误；设动摩擦因数为μ，鱼缸在桌布对它的滑动摩擦力的作用下做初速度为零的匀加快运动，加快度大小为μ，设经过t1时间鱼缸滑离桌布，滑离时的速度为v，则vg＝μgt1；鱼缸滑到桌面上后，做匀减速运动，加快度大小也为μg，所以鱼缸在桌面上运动v的时间t2＝μg，所以t1＝t2，B正确；若猫增大拉力，鱼缸遇到的摩擦力仍为滑动摩擦力，大小为μmg，保持不变，C错误；若猫减小拉力，则鱼缸与桌布间的摩擦力有可能小于滑动摩擦力，则鱼缸与桌布一同运动，进而滑出桌面，D正确。(2014·全国卷Ⅰ)如下图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态，现使小车从静止开始向左加快，加快度从零开始渐渐增大到某一值，而后保持此值，小球稳固地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳固在竖直地点时对比。小球的高度( )A．必定高升B．必定降低C．保持不变D．高升或降低由橡皮筋的劲度系数决定答案A5分析设橡皮筋的原长为l0，橡皮筋的伸长量为x，小球到架子悬点的高度为。对小h球受力剖析如下图，静止时：kx1＝，加快时：kx2cosθ＝。得1＝0＋1＝0＋mg，2mgmghlxlkhmg＝(l0＋x2)cosθ＝l0cosθ＋k，故h1>h2。小球高升，A正确。(2017·天水一模)(多项选择)如下图，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m＝1kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不行伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰巧为零。在剪断轻绳的瞬时(g取10m/s2)，以下说法中正确的选项是( )A．小球受力个数不变B．小球立刻向左运动，且a＝8m/s2C．小球立刻向左运动，且a＝10m/s2D．若剪断的是弹簧，则剪断瞬时小球加快度为零答案BD分析在剪断轻绳前，小球受重力、绳索的拉力以及弹簧的弹力处于均衡，依据共点力均衡得，弹簧的弹力：F＝mgtan45°＝10×1N＝10N，剪断轻绳的瞬时，弹簧的弹力仍旧为N，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用。小球的受力个数发生改变，故A错误；小球所受的最大静摩擦力为：Ff＝μmg＝0.2×10N＝2N，依据牛顿第二定律得小球的加快度为：a＝F－Ff＝10－2m/s2＝8m/s2，协力方向向左，所以向左运动，故B正确，m1错误；剪断弹簧的瞬时，轻绳对小球的拉力瞬时为零，此时小球所受的协力为零，则小球的加快度为零，故D正确。12．(2017·广东肇庆二模)设雨点着落过程中遇到的空气阻力与雨点(可当作球形)的横截面积S成正比，与着落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，此中k为比率常数，且雨点最后都做匀速运动。已知球的体积公式为V＝4πr3(r为半径)。若两个雨点的半径之比为1∶362，则这两个雨点的落地速度之比为( )A．1∶2B．1∶2C．1∶4D．1∶8答案A224分析当雨点做匀速直线运动时，重力与阻力相等，即f＝mg，故k×πr×v＝ρ×3πr3g，即v2＝4ρrg，因为两个雨点的半径之比为1∶2，则落地速度之比为1∶2，A正确。3k(2017·广东深圳二模)如下图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时恰巧能推进该物块。已知风对物块的推力F正比于Sv2，此中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变成2v0时，恰巧能推进用同一资料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为( )A．64mB．32mC．8mD．4m答案A分析设质量为的正方体物块的边长为a，物块被匀速推进，依据均衡条件，有＝，mFf2＝，此中＝222＝μ＝μ＝μρ3，解得＝kv020，0＝kav0，aga，此刻风速变成vNmgFkSvfNmgμρg故恰巧能推进的物块边长为本来的4倍，故体积为本来的64倍，质量为本来的64倍，故A正确。14．(2017·天津五区县联考)如图甲所示，圆滑平台右边与一长为L＝2.5m的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一小滑块以初速度v0＝5m/s滑上木板，恰巧滑到木板右端静止。现让木板右端抬高，如图乙所示，使木板与水平川面的夹角θ＝37°，让滑块以同样的初速度滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)滑块与木板之间的动摩擦因数μ；(2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。7答案(1)0.5(2)1＋52s分析(1)设滑块质量为m，木板水平常滑块加快度大小为a，则对滑块有μmg＝ma，滑2块恰巧滑到木板右端静止，则2v0＝0.5。0gL(2)当木板倾斜时，设滑块上滑时的加快度大小为a，上滑的最大距离为s，上滑的时间1为t1，有2μmgcosθ＋mgsinθ＝ma1,0－v0＝－2a1s,0＝v0－a1t11解得s＝1.25m，t1＝2s。设滑块下滑时的加快度大小为2，下滑的时间为t2，有sinθ－μcosθ＝2，＝amgmgmas122a2t25解得t2＝2s，滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t＝t1＋t2＝1＋5s。2(2017·广西钦州质检)质量m＝1kg的物体在F＝20N的水平推力作用下，从足够长的粗拙斜面的底端A点由静止开始沿斜面运动，物体与斜面间动摩擦因数为μ＝0.25，斜面固定不动，与水平川面的夹角α＝37°，力F作用4s后撤去，撤去力F后5s物体正好经过斜面上的B点(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)。求：撤去力F时物体的速度；力F作用下物体发生的位移；AB之间的距离。答案(1)20m/s(2)40m(3)52.5m8分析(1)对物体受力剖析如下图。将G和F分解，有FN＝Fsinα＋mgcosα＝20×0.6N＋10×0.8N＝20N，Fcosα－μFN－mgsinα＝ma1，解得a1＝5m/s2，4s