【物理】2020届一轮复习人教新课标牛顿运动定律的应用课时练（解析版) 10页

‎2020年高考物理课时过关练：牛顿运动定律的应用（解析版)‎ ‎1．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮。绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m=10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）‎ A．5m/s2 B．10m/s2 C．15m/s2 D．25m/s2‎ ‎2．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　 　）‎ A．时物块的速率为 B．时物块的动量大小为 C．时物块的动量大小为 D．时物块的速度为零 ‎3．如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力，可行的办法是(　　)‎ A．减小A物块的质量 B．增大B物块的质量 C．增大倾角θ D．增大动摩擦因数μ ‎4．在倾角为θ=30°的长斜面上有一滑块，从静止开始沿斜面下滑，滑块质量m=2 kg，它与斜面间动摩擦因数为μ，滑块受到的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即Ff=kv。滑块从静止下滑的速度图象如图所示，图中直线a是t=0时v-t图象的切线。则μ和k的值为（g取10 m/s2）（ ） ‎ A．μ=0.23，k=3‎ B．μ=0.58，k=4‎ C．μ=0.23，k=5‎ D．μ=0.58，k=6‎ ‎5．(多选)如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,长方体盒子底面水平,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q相接触.现将斜劈A在斜面体C上由静止释放,以下说法正确的是(　　)‎ A．若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则P对球B有压力 B．若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力 C．若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力 D．若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q对球B有压力 ‎6．（多选）在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v=2m/s运行，质量为m=0.5kg的工件以v0=1m/s的初速度从位置A滑上传送带。工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取g=10m/s2，则下列说法中正确的是( )‎ A．工件经0.5s停止相对滑动 B．正常运行时传送带上相邻工件相距0.5m C．摩擦力对每个工件做正功为0.75J D．每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为1 J ‎7．（多选）如图所示，在一平底凹槽内弹射器将一钢珠（可视为质点）从挡板A处以8m/s的速度水平向右弹射出去，凹槽两端挡板A、B相距6m，钢珠每次与挡板碰撞后均以原速率被反弹回去，现已知钢珠最终停在距B挡板2m处，且钢珠只与A挡板碰撞了一次，则钢珠与凹槽间的动摩擦因数可能为（取g=10m/s2）（   ）‎ A．0.2 B．0.4 C．0.12 D．0.16‎ ‎8．（多选）如图所示,小滑块从A处由静止开始沿斜面下滑,经过静止的粗糙水平传送带后以速率v0离开C点.若传送带沿逆时针方向转动而其他条件不变,则下列说法正确的是 (　　)‎ A．传送带静止时,滑块在传送带上做匀速直线运动 B．传送带静止时,滑块在传送带上一直做匀减速直线运动 C．传送带转动时,滑块离开C点的速率一定为v0‎ D．传送带转动时,滑块离开C点的速率可能小于v0‎ ‎9．（多选）如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个恒力F拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（ ）‎ A．若加速度很小，竖直挡板对球的弹力可能为零 B．若加速度很大，斜面对球的弹力可能为零 C．斜面对球的弹力大小与加速度大小无关 D．斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma ‎10．如图所示,质量为M的木箱放在水平地面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?(重力加速度为g)‎ ‎11．如图所示,质量为m的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体的质量为M,斜面与物块间无摩擦,地面光滑.现在对斜面体施加一个水平推力F,要使物块相对斜面体静止,力F应为多大?(重力加速度为g)‎ ‎12．如图所示,A、B两木块的质量分别为mA、mB,在水平推力F作用下沿水平面以加速度a (未知)向右运动,且两木块与水平面间的动摩擦因数均为μ(未知),重力加速度为g,求以下几种情况下,A、B间的弹力FN各为多大:‎ ‎(1)μ=0,a≠0;‎ ‎(2)μ≠0,a=0;‎ ‎(3)μ≠0,a≠0.‎ ‎ 参考答案 ‎1．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在重物不离地面的条件下，绳子张力，猴子向上爬的过程受绳子拉力和重力作用，故猴子所受合外力，所以，猴子向上爬的加速度，即最大加速度为5m/s2，A正确，BCD三项错误．‎ ‎2．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、前两秒，根据牛顿第二定律，，则的速度规律为：，则时，速率为，故A正确； B、时，速率为，则动量为，故B错误； C、，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，，所以时的速度为，动量为，时速度为，故CD错误。‎ ‎3．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当用斜面向上的拉力F拉A，两物体沿斜面匀加速上升时，对整体运用牛顿第二定律求出加速度，再对B研究，根据牛顿第二定律求出轻线上的张力，分析增加轻线上的张力的办法。‎ ‎【详解】‎ 根据牛顿第二定律，对整体：‎ ‎ ‎ 解得： ‎ 对B：T-mBgsinθ-μmBgcosθ=mBa 得到轻线上的张力为： ‎ 则要增加T，可减小A物的质量，或增大B物的质量。‎ 故应选：A。‎ ‎【点睛】‎ 本题是连接体问题，两个物体的加速度相同，采用整体法与隔离法交叉使用的方法，考查灵活选择研究对象的能力。‎ ‎4．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 对物体受力分析，受重力G、支持力FN、风力F风和滑动摩擦力F滑；由图可知v=0时，‎ ‎；根据牛顿第二定律，有mgsinθ-μmgcosθ=ma0解得μ=0.23；当a=0时，v最大，此时有：mgsinθ=μmgcosθ+kv最大；v最大=2m/s，解得：k=3.0N•s/m；故选A.‎ ‎【点睛】‎ 此题图中直线是t=0时刻速度图线的切线，v-t图象中斜率代表加速度；根据速度图线最终滑块做匀速运动，根据平衡条件列出等求解．‎ ‎5．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当斜面光滑，斜劈A由静止释放，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下。所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力。知P点对球无压力，Q点对球有压力。故A错误；当斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面上滑，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下。所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力，故B错误；斜劈A沿斜面匀速下滑，知B球处于平衡状态，受重力和底部的支持力平衡。所以P、Q对球均无压力。故C正确。斜劈A沿斜面加速下滑，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律，知B球的合力方向沿斜面向下。所以B球受重力、底部的支持力、以及Q对球的弹力。故D正确。故选CD。‎ ‎【点睛】‎ 斜劈A在斜面体C上静止不动，则B受重力和支持力平衡。当斜面光滑，斜劈A和B球具有相同的加速度沿斜面向上减速，通过对B球进行受力分析，判断P、Q对球有无压力。当斜面粗糙，按照同样的方法，先判断出整体的加速度方向，再隔离对B进行受力分析，从而判断P、Q对球有无压力。‎ ‎6．AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当工件的速度等于传送带的速度时，停止相对滑动，则由牛顿第二定律及速度公式可求得时间，由前后两工件的运动情况可求得两工件间的距离；摩擦力与对地位移的乘积为摩擦力所做的功．摩擦力与相对位移的乘积等于产生的内能。‎ ‎【详解】‎ A．工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动，加速度大小由：μmg=ma得：‎ a=μg=0.2×10m/s2=2m/s2‎ 加速运动的时间：‎ ‎，‎ 故A正确；‎ B．在0.5s内传送带相对地的位移即是正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为：‎ d=vt=2×0.5m=1m，‎ 故B错误；‎ C．由动能定理得摩擦力对每个工件做正功为：‎ ‎，‎ 故C正确；‎ D．工件对地位移为：‎ 传送带对地位移为 x2=vt=1m 则工件相对传送带的位移大小为：‎ ‎ ‎ 因摩擦产生的内能为：‎ ‎ ，‎ 故D错误。‎ ‎7．AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据物块只与A挡板碰撞了一次，可知物块运动的路程有两种可能：一是与B板碰一次，x=2×6m+4m=16m；二是与B板碰两次，x=3×6m+2m=20m；由公式v2=2ax可得a=；当x=16m时解得加速度a=2m/s2；当x=20m时解得a=1.6m/s2，由牛顿第二定律F=ma和f=F=μmg知，μ==0.2或μ==0.16，故AD正确。故选AD。‎ ‎【点睛】‎ 对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁；本题也可以直接根据动能定理求解．‎ ‎8．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 传送带静止时，物体在传送带上一直受向左的摩擦力作用而做匀减速运动；选项A错误，B正确；若传送带逆时针转动，滑块在传送带上将一直减速运动，与传送带静止状态相同；故滑块离开C点的速率一定为v0；故C正确，D错误；故选BC。‎ ‎9．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 小球受到的重mg、斜面的支持力FN1、竖直挡板的水平弹力FN2，设斜面的倾斜角为α，则竖直方向有：FN1cosα=mg；因为mg和夹角α不变，无论加速度如何变化，FN1不变且不可能为零，水平方向有：FN2-FN1sinα=ma，则可知，若加速度越大，竖直挡板的水平弹力越大，故AB错误；C正确；‎ 根据牛顿第二定律可知，斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma，故D正确。故选CD。‎ ‎【点睛】‎ 本题结合力的正交分解考查牛顿第二定律，正确的分析受力与正确的分解力是关键，注意将力分解到水平和竖直方向是解题的关键。‎ ‎10．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 以箱子为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求出地面对箱子的支持力，再根据牛顿第三定律求出箱对地面的压力．‎ ‎【详解】‎ 对球求受力分析，球受重力和杆对球向上的摩擦力 由牛顿第二定律得：，且 解得：‎ 对木箱受力分析：受到重力、支持力和球对杆向下的摩擦力 根据平衡条件得：‎ 根据牛顿第三定律：‎ ‎【点睛】‎ 本题考查了牛顿第二定律的基本运用，隔离对小球和箱子受力分析，求出摩擦力的大小是解决本题的关键．‎ ‎11．(M+m)gtan θ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先对物体受力分析，由牛顿第二定律求得加速度，再对整体分析即可求得推力F．‎ ‎【详解】‎ 物块受两个力：重力mg、支持力FN，且两力的合力方向水平向左，如图所示 由牛顿第二定律可得：‎ 解得：‎ 再选整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ ‎【点睛】‎ 本题考查牛顿第二定律的应用，要注意正确选择研究对象，做好受力分析，采用隔离法和整体法结合研究比较简洁．‎ ‎12．(1) 　(2) 　(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先对整体A、B分析，运用牛顿第二定律求出整体的加速度，再隔离对B分析，运用牛顿第二定律求出A对B的作用力．‎ ‎【详解】‎ ‎(1)若，以A、B整体为研究对象 根据牛顿第二定律有：‎ 然后隔离出B为研究对象，根据牛顿第二定律有：‎ 联立解得：‎ ‎(2)若，以A、B整体为研究对象 根据平衡条件有：‎ 然后隔离出B为研究对象，根据平衡条件有：‎ 联立解得：‎ ‎(3)若，以A、B整体为研究对象 根据牛顿第二定律有：‎ 然后隔离出B为研究对象，根据牛顿第二定律有：‎ 联立解得：‎ ‎【点睛】‎ 本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用．‎