【三維設(shè)計】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測11 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用（一）

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1、 課時跟蹤檢測(十一)　牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用(一) 高考?？碱}型：選擇題＋計算題 1．在下列運(yùn)動過程中，人處于失重狀態(tài)的是(　　) A．小朋友沿滑梯加速滑下 B．乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi) C．宇航員隨飛船繞地球做圓周運(yùn)動 D．運(yùn)動員何沖離開跳板后向上運(yùn)動 2．一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射，其速度和時間的關(guān)系圖線如圖1所示，則(　　) 圖1 A．t3時刻火箭距地面最遠(yuǎn) B．t2～t3的時間內(nèi)，火箭在向下降落 C．t1～t2的時間內(nèi)，火箭處于失重狀態(tài) D．0～t3的時間內(nèi)，火箭始終處于失重狀態(tài) 3．一個小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動可看作勻加速直線運(yùn)動，第一次

2、小孩單獨(dú)從滑梯上滑下，運(yùn)動時間為t1，第二次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，運(yùn)動時間為t2，則(　　) A．t1＝t2　　　　　　　　 B．t1t2 D．無法判斷t1與t2的大小 4.如圖2所示，質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長的固定斜面上滑，斜面傾角為θ，物塊與該斜面間的動摩擦因數(shù)μ>tan θ，圖3中表示該物塊的速度v和所受摩擦力Ff隨時間t變化的圖線(以初速度v0的方向?yàn)檎较?，可能正確的是(　　) 圖2 圖3 5.如圖4所示，小車質(zhì)量為M，小

3、球P的質(zhì)量為m，繩質(zhì)量不計。水平地面光滑，要使小球P隨車一起勻加速運(yùn)動(相對位置如圖4所示)，則施于小車的水平作用力F是(θ已知)(　　) A．mgtan θ B．(M＋m)gtan θ 圖4 C．(M＋m)gcot θ D．(M＋m)gsin θ 6.如圖5所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速運(yùn)動。小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動摩擦因數(shù)為μ，則在這個過程中，木塊受到的摩擦力大小是(　　)

4、 圖5 A．μmg B. C．μ(M＋m)g D．ma 7.如圖6所示，質(zhì)量m＝1 kg、長L＝0.8 m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平。板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.4?，F(xiàn)用F＝5 N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F的作用時間至少為(取g＝10 m/s2)(　　) A．0.8 s B．1.0 s 圖6 C. s D. s 8．(2012·豫南九校聯(lián)考)如圖7所示，質(zhì)量為M的劈體ABDC放在水平地面上，表面AB、AC均光滑，且AB∥CD，BD⊥CD，AC與水平面成角θ。質(zhì)量為m的物體(上表

5、面為半球形)以水平速度v0沖上BA后沿AC面下滑，在整個運(yùn)動的過程中，劈體M始終不動，P為固定的弧形光滑擋板，擋板與軌道間的寬度略大于半球形物體m的半徑，不計轉(zhuǎn)彎處的能量損失，則下列說法中正確的是(　　) 圖7 A．水平地面對劈體M的摩擦力始終為零 B．水平地面對劈體M的摩擦力先為零后向右 C．劈體M對水平地面的壓力大小始終為(M＋m)g D．劈體M對水平地面的壓力大小先等于(M＋m)g，后小于(M＋m)g 9．如圖8甲所示，物塊的質(zhì)量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿

6、粗糙的水平面向右運(yùn)動，某時刻后恒力F突然反向，整個過程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g＝10 m/s2。下列選項中正確的是(　　) 圖8 A．2 ～3 s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動 B．在t＝1 s時刻，恒力F反向 C．恒力F大小為10 N D．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.3 10．如圖9所示，一輛小車靜止在水平地面上，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過細(xì)線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，小車未動時細(xì)線恰好在豎直方向上?，F(xiàn)使小車向右運(yùn)動，全過程中M始終未相對桿bc移動，M、m與小車保持相對靜止，已知a1∶a2∶a3∶a4＝1∶2∶4∶8

7、，M受到的摩擦力大小依次為F1、F2、F3、F4，則以下結(jié)論正確的是(　　) 圖9 A．F1∶F2＝1∶2 B．F2∶F3＝1∶2 C．F3∶F4＝1∶2 D．tan α＝2tan θ 11．(2012·西安八校聯(lián)考)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況，甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。質(zhì)量m＝50 kg的甲同學(xué)站在體重計上，乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過程中，體重計示數(shù)隨時間變化的情況，并作出了如圖10所示的圖象，已知t＝0時電梯靜止不動，從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層。求： 圖10 (1)電梯啟動和制動時的

8、加速度大小； (2)該大樓的樓層高度。 12．如圖11所示，固定在水平面上的斜面傾角θ＝37°，長方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m＝1.5 kg的小球B通過一細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與斜面垂直，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.50。現(xiàn)將木塊由靜止釋放，木塊將沿斜面下滑。 圖11 求在木塊下滑的過程中小球?qū)δ緣KMN面的壓力。(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答 案 課時跟蹤檢測(十一) 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用(一) 1．選ACD　物體處于失重狀態(tài)指的是在物體具有向下的加速度情況下，物體對支撐面的壓力或者繩子的拉

9、力小于物體的重力的現(xiàn)象。當(dāng)小朋友沿滑梯加速下滑時，具有向下加速度，滑梯對人的支持力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)；乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi)，加速度在水平方向，對乘客受力分析可得在豎直方向汽車對乘客的作用力平衡了人的重力，人不處于失重狀態(tài)；宇航員隨飛船繞地球做圓周運(yùn)動，宇航員處于完全失重狀態(tài)；運(yùn)動員離開跳板后僅受重力作用處于完全失重狀態(tài)。選項A、C、D正確。 2．選A　由速度圖象可知，在0～t3內(nèi)速度始終大于零，表明這段時間內(nèi)火箭一直在上升，t3時刻速度為零，停止上升，高度達(dá)到最高，離地面最遠(yuǎn)，A正確，B錯誤。t1～t2的時間內(nèi)，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭應(yīng)處于超重狀態(tài)，而

10、在t2～t3時間內(nèi)火箭在減速上升，具有向下的加速度，火箭處于失重狀態(tài)，故C、D錯誤。 3．選A　設(shè)滑梯與水平面的夾角為θ，則 第一次時a1＝＝gsin θ－μgcos θ， 第二次時a2＝ ＝gsin θ－μgcos θ， 所以a1＝a2，與質(zhì)量無關(guān)。 又x＝at2，t與m也無關(guān)，A正確。 4．選AC　物塊的運(yùn)動情況是先向上做減速運(yùn)動，所受滑動摩擦力為μmgcos θ，方向沿斜面向下，達(dá)到最高點(diǎn)后由于μ>tan θ即mgsin θ<μmgcos θ，滑塊不會向下滑動，而是保持靜止，靜摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsin θ，小于上滑時的摩擦力μmgcos θ，所以A、C正確。

11、 5.選B　小球與小車共同沿水平方向做勻加速運(yùn)動，對小球受力分析如圖所示。由牛頓第二定律得mgtan θ＝ma，故a＝gtan θ。對球和車整體，由牛頓第二定律得F＝(M＋m)a，即F＝(M＋m)gtan θ。B正確。 6．選BD　m與M無相對滑動，故a相同。對m、M整體F＝(M＋m)·a，故a＝，m與整體加速度相同也為a，對m：Ff＝ma，即Ff＝，又由牛頓第二定律隔離m，F(xiàn)f＝ma，故B、D正確。 7．選A　板在F作用下做加速運(yùn)動F－μmg＝ma1， a1＝1 m/s2，v2＝2a1x1， F撤去后物體做減速運(yùn)動，μmg＝ma2，a2＝4 m/s2。 速度減為零v2＝2a2x2。

12、 當(dāng)板的重心越過桌子邊緣會自動翻下桌子， 則有x1＋x2＝。 ＋＝，v＝0.8 m/s， t1＝＝0.8 s，故A項正確。 8．選D　取物體m和劈體M為一整體，因物體m先在BA上勻速向左滑動，后沿AC面勻加速下滑，而劈體M始終靜止不動，故在物體m勻速運(yùn)動階段，水平地面對劈體M的摩擦力為零，地面對劈體的支持力大小為(M＋m)g；在物體m勻加速下滑階段，整體處于失重狀態(tài)，地面對劈體的支持力大小小于(M＋m)g，因整體具有水平向左的加速度，故地面對劈體M的摩擦力水平向左，綜上所述，A、B、C均錯誤，D正確。 9．選BD　由運(yùn)動學(xué)公式v2－v02＝2ax可知，v2－x圖象中圖線的斜率為2a

13、，所以在前5 m內(nèi)，物塊以10 m/s2的加速度做減速運(yùn)動，減速時間為1 s。5～13 m的運(yùn)動過程中，物塊以4 m/s2的加速度做加速運(yùn)動，加速時間為2 s，即物塊在1～3 s內(nèi)做加速運(yùn)動，A錯誤，B正確。根據(jù)牛頓第二定律可知，在減速的過程中，F(xiàn)＋μmg＝ma1，加速過程中F－μmg＝ma2，代入數(shù)據(jù)可解得F＝7 N，μ＝0.3，所以C錯誤，D正確。 10．選ACD　已知a1∶a2∶a3∶a4＝1∶2∶4∶8，在題干第(1)圖和第(2)圖中摩擦力F＝Ma，則F1∶F2＝1∶2。在第(3)、第(4)圖中摩擦力F3＝(M＋m)a3，F(xiàn)4＝(M＋m)a4，F(xiàn)3∶F4＝1∶2。第(3)、(4)圖中

14、a3＝gtan θ，a4＝gtan α。則tan α＝2tan θ。 11．解析：(1)對于啟動過程有F1－mg＝ma1 解得a1＝2 m/s2 對于制動過程有mg－F3＝ma3 解得a3＝2 m/s2 (2)電梯勻速運(yùn)動的速度v＝a1t1＝2 m/s 從圖中讀得，電梯勻速上升的時間t2＝26 s 電梯減速運(yùn)動的時間t3＝1 s 所以總位移x＝vt2＋(t1＋t3)＝54 m 層高h(yuǎn)＝＝3 m 答案：(1)2 m/s2　2 m/s2　(2)3 m 12．解析：由于木塊與斜面間有摩擦力的作用，所以小球B與木塊間有壓力的作用，并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運(yùn)動。將小球和木塊看做一個整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律可得 (M＋m)gsin θ－μ(M＋m)gcos θ＝(M＋m)a 代入數(shù)據(jù)得a＝2.0 m/s2 選小球?yàn)檠芯繉ο?，設(shè)MN面對小球的作用力為FN， 根據(jù)牛頓第二定律有mgsin θ－FN＝ma 代入數(shù)據(jù)得FN＝6.0 N 根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)N面的壓力大小為6.0 N，方向沿斜面向下 答案：6.0 N，方向沿斜面向下 6