2022高考物理一轮复习-课时作业九-牛顿运动定律的综合应用新人教版.doc

2022高考物理一轮复习 课时作业九 牛顿运动定律的综合应用新人教版2022高考物理一轮复习 课时作业九 牛顿运动定律的综合应用新人教版年级：姓名：- 11 -牛顿运动定律的综合应用(建议用时40分钟)1应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的有()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度【解析】选D。物体由静止开始向上运动时，物体和手掌先一起加速向上，物体处于超重状态，之后物体和手掌分离前，应减速向上，物体处于失重状态，故A、B均错误；在物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D正确。2(2021荆州模拟)竖直向上飞行的子弹，到达最高点后又返回原处，假设运动过程中子弹受到阻力与速率成正比，则在整个过程中，加速度和速度的大小变化可能是()A加速度始终变小，速度先变小后变大B加速度始终变大，速度先变小后变大C加速度先变小后变大，速度先变小后变大D加速度先变大后变小，速度先变小后变大【解析】选A。空气阻力的大小与速率成正比，在上升过程中速度不断减小，则阻力不断减小，根据a，可知加速度不断减小；在下降的过程中，速度不断增大，阻力不断变大，根据a，可知加速度仍不断变小，选项A正确。3(2021郑州模拟)如图所示，质量分别为m和2m的两物体P和Q叠放在倾角30的固定斜面上，Q与斜面间的动摩擦因数为，它们从静止开始沿斜面加速下滑，P恰好能与Q保持相对静止，设P与Q间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则P与Q间的动摩擦因数为()ABCD2【解析】选C。对P、Q整体，由牛顿第二定律有(m2m)gsin30(m2m)gcos30(m2m)a，设P与Q之间的动摩擦因数为，P恰好与Q保持相对静止，静摩擦力恰好达到最大，对P，由牛顿第二定律有mgsin 30mgcos30ma，联立解得，选项C正确。4.如图所示，质量分别为m11 kg、m22 kg的滑块A和滑块B叠放在光滑水平地面上，A和B之间的动摩擦因数0.5，拉力F作用在滑块A上，拉力F从0开始逐渐增大到7 N的过程中，下列说法正确的是()A当F5 N时，A、B发生了相对滑动B始终保持相对静止C从一开始就发生了相对滑动D开始相对静止，后来发生相对滑动【解析】选B。隔离对B分析，当A、B间静摩擦力达到最大值时，A、B刚要发生相对滑动，则：a2.5 m/s2，再对整体：F(m1m2)a32.5 N7.5 N。知当拉力达到7.5 N时，A、B才发生相对滑动，所以拉力F从0开始逐渐增大到7 N的过程中，A、B始终保持相对静止，故A、C、D错误，B正确。5(创新题)(多选)“蛟龙”号载人潜水器计划于2020年6月至2021年6月执行环球航次。“蛟龙”号可以征服全球99.8%的海底世界，假设在某次实验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内全过程的深度曲线(a)和速度图象(b)，则下列说法中正确的是()A.图中h3代表本次下潜的最大深度B全过程中最大加速度是0.025 m/s2C潜水员感到超重发生在34 min和68 min的时间段内D48 min“蛟龙”号处于完全失重状态【解题指导】（1）速度时间图象的斜率表示加速度；（2）速度时间图象和位移时间图象具有对应性，是同一运动的不同表述。【解析】选A、C。图中h3代表本次下潜的最大深度，全过程中最大加速度是a m/s20.033 m/s2，选项A正确、B错误；潜水员感到超重发生在34 min和68 min的时间段内，即为减速向下和加速上升的过程，该过程加速度方向向上，选项C正确；46 min“蛟龙”号处于静止状态，受力平衡，选项D错误。6.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点。竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60，C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点。则()Aa球最先到达M点Bb球最先到达M点Cc球最先到达M点Db球和c球都可能最先到达M点【解析】选C。如图所示，令圆环半径为R，则c球由C点自由下落到M点用时满足Rgt，所以tc；对于a球令AM与水平面成角，则a球下滑到M用时满足AM2R sin g sin t，即ta2；同理b球从B点下滑到M点用时也满足tb2(r为过B、M且与水平面相切于M点的竖直圆的半径，rR)。综上所述可得tbtatc。7.(创新题)“新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象。如果在一些易传播的环境中启用机器人替代人工操作的话，就可以有效防控病毒传播，其中送餐服务就是机器人应用的一个领域，只要设置好路线、安放好餐盘，它就会稳稳地举着托盘，到达指定的位置送餐，如图所示。若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距x43 m的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动，加速过程的加速度大小a12 m/s2，速度达到v2 m/s后匀速，之后适时匀减速，恰好把食物平稳送到目标位置，整个送餐用时t23 s。若载物平台呈水平状态，食物的总质量m2 kg，食物与平台无相对滑动，g取10 m/s2，试求：(1)机器人加速过程位移的大小x；(2)匀速运动持续的时间t0；(3)减速过程中平台对食物的平均作用力F的大小。【解析】(1)加速过程位移x1解得x11 m(2)设机器人减速时的加速度为a2，匀速的时间为t0，则由题可知t1xx1vt0tt1t0解得t020 s，a21 m/s2(3)平台对食物竖直方向的支持力FNmg水平方向的摩擦力Ffma2故平台对食物的作用力大小F代入数据解得F2 N答案：(1)1 m(2)20 s(3)2 N8.(2021乐山模拟)图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备,图乙为150 kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象,g取10 m/s2,下列判断正确的是 ()A.前10 s悬线的拉力恒为1 500 NB.46 s末材料离地面的距离为22 mC.010 s材料处于失重状态D.在3036 s钢索最容易发生断裂【解析】选B。由题图乙可知前10 s内材料的加速度a=0.1 m/s2,由F-mg=ma可知悬线的拉力为1 515 N,选项A错误;由图象面积可得整个过程上升的高度是28 m,下降的高度为6 m,46 s末材料离地面的距离为22 m,选项B正确;因3036 s材料加速度向下,材料处于失重状态,Fmg,钢索最容易发生断裂,选项C、D错误。9.如图所示，甲、乙两物体质量分别为m12 kg，m23 kg，叠放在水平桌面上。已知甲、乙间的动摩擦因数为10.6，物体乙与平面间的动摩擦因数为20.5，现用水平拉力F作用于物体乙上，使两物体一起沿水平方向向右做匀速直线运动，如果运动中F突然变为零，则物体甲在水平方向上的受力情况(g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A大小为12 N，方向向右B大小为12 N，方向向左C大小为10 N，方向向右D大小为10 N，方向向左【解析】选D。当F突变为零时，可假设甲、乙两物体一起沿水平方向运动，则它们运动的加速度可由牛顿第二定律求出，由此可以求出甲所受的摩擦力，若此摩擦力小于它与乙间的最大静摩擦力，则假设成立，反之不成立。假设甲、乙两物体一起沿水平方向运动，则由牛顿第二定律得Ff2(m1m2)aFf22(m1m2)g由得：a5 m/s2物体甲的受力如图所示，可得甲受的摩擦力为Ff1m1a10 N因为最大静摩擦力Ffm1m1g12 N，Ff1Ffm所以假设成立，甲受的摩擦力大小为10 N，方向向左，选项D正确。10.如图所示，A、B的质量分别为mA2 kg，mB4 kg，盘C的质量mC6 kg，现悬挂于天花板O处，处于静止状态。当用火柴烧断O处的细线瞬间，木块A、B、C的加速度分别是aA、aB、aC，B对C的压力大小是FBC(g取10 m/s2)，则()AaAaBaCg，FBC0BaA0，aBaCg，FBC0CaAaB0，aC3g，FBC60 NDaA0，aBaC12 m/s2，FBC12 N【解析】选D。烧断细线前细线的拉力为T(mAmBmC)g120 N弹簧的弹力大小FmAg20 N烧断细线后瞬间，弹簧的弹力没有改变，则A的受力情况没有改变，其合力仍为零，根据牛顿第二定律得A的加速度aA0对BC整体，根据牛顿第二定律得aBC m/s212 m/s2对C由牛顿第二定律可得FBCmCgmCaBC解得FBC12 N。故A、B、C错误，D正确。【加固训练】如图，物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动。已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长。在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度分别为( )A.aAg，aB5gB.aAaBgC.aAg，aB3gD.aA0，aB2g【解析】选D。对滑轮分析：F2Tma，又m0，所以T3mg，对A分析：由于Tmg cos ，将一直匀加速到底端而且加速度不变；当木块上滑时满足mg sin mg cos ，木块先匀加速运动，在速度与传送带速度相等后将匀速运动，两种均不符合运动图象，故传送带逆时针转动，A错误；只有当木块的速度大于传送带的速度时，木块所受的摩擦力沿传送带向上，故传送带的速度大小等于v0，故B正确；木块在0t0时间内，滑动摩擦力沿传送带向下，木块匀加速下滑，由牛顿第二定律有mg sin mg cos ma1，解得：a1g sin g cos ，由题图乙可知，a1，联立解得：tan ，故C正确；木块与传送带共速后，由牛顿第二定律有：mg sin mg cos ma2，解得：a2g sin g cos ，代入值得：a22g sin ，故D错误。12.(2019江苏高考)如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：(1)A被敲击后获得的初速度大小vA；(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB；(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。【解题指导】（1）A被敲击后，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为，由于mg2mg，因此木板B一定不动；（2）B被敲击,A做加速运动，B做减速运动，直到二者速度相等时，一起在水平面上做减速运动直到停下。【解析】(1)由牛顿运动定律知，A加速度的大小aAg由匀变速直线运动规律有2aALv解得vA(2)设A、B的质量均为m对齐前，B所受合外力大小F3mg由牛顿运动定律FmaB，得aB3g对齐后，A、B所受合外力大小F2mg由牛顿运动定律F2maB，得aBg(3)设敲击B后经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA、xB，A加速度的大小等于aA则vaAt，vvBaBtxAaAt2，xBvBtaBt2且xBxAL解得vB2。答案：(1)(2)3gg(3)2