【优化探究】2022届高三物理一轮复习知能检测：3-3牛顿运动定律的综合应用-.docx

随堂演练1.(2022年铜陵模拟)如图是某跳水运动员最终踏板的过程：设运动员从高处落处处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下运动到最低点(B位置)对于运动员从A位置运动到B位置的过程中，下列说法正确的是()A运动员到达最低点时处于失重状态B运动员到达最低点时处于超重状态C在这个过程中，运动员的速度始终在增大D在这个过程中，运动员的加速度始终在增大解析：运动员接触跳板(A位置)时，运动员只受重力，加速度方向向下，速度向下，则跳板的形变量增加，跳板对运动员的弹力增大，加速度减小，所以运动员做加速度减小的加速运动；当跳板的弹力增大到大小等于运动员的重力时，加速度为零，速度达到最大；运动员连续向下运动，跳板的形变量连续增大，弹力增大，运动员的加速度方向向上且在增大，所以运动员做加速度增大的减速运动；综上所述，运动员到达最低点时的加速度方向向上，所以此时运动员处于超重状态，故A错误、B正确；从A到B的过程中，运动员的速度先增大后减小，故C错误；运动员的加速度先减小后增大，故D错误答案：B2.让钢球从某一高度竖直落下进入透亮液体中，右图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置则下列说法正确的是()A钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动B钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动C钢球在液体中所受的阻力先大于重力，后等于重力D钢球在液体中所受的阻力先小于重力，后等于重力解析：由题图可知，钢球先做减速运动，后做匀速运动，选项A、B均错；由运动状况可知受力状况，故选项C正确、选项D错误答案：C3(2022年淮北模拟)如图所示，弹簧测力计外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽视不计，挂钩吊着一质量为m的重物现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为()AmgBFC.F D.g解析：弹簧测力计的示数等于弹簧的弹力，设为F.先将弹簧测力计和重物看成一个整体，利用牛顿其次定律可得：F(mm0)g(mm0)a.然后以重物为争辩对象利用牛顿其次定律可得：Fmgma联立两式可得FF，故选项C正确答案：C4.(2022年高考江苏单科)如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升，夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是()A.B.C.(mM)gD.(mM)g解析：整体法Fm(Mm)g(Mm)am，隔离法，对木块，2fMgMam，解得Fm.答案：A限时检测(时间：45分，满分：100分)命题报告老师用书独具学问点题号超重或失重1、2、3、7整体法和隔离法5、6、8牛顿运动定律和图象的结合4牛顿运动定律的实际应用9多过程问题的分析10、11、12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1有一种新型交通工具如图，乘客的座椅能始终保持水平，当此车加速上坡时，乘客是()处于失重状态处于超重状态受到向前的摩擦力受到向后的摩擦力ABC D解析：当车加速上坡时，乘客和车具有相同的加速度，将斜向上的加速度沿竖直和水平两个方向正交分解，由牛顿其次定律得，人受到向前的摩擦力，支持力大于重力，处于超重状态，故选C.答案：C2(2022年宣城模拟)几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10 层直接回到1层并用照相机进行了相关记录，如图所示他们依据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是()A依据图2和图3可估测出电梯向上启动时的加速度B依据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C依据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D依据图4和图5可估测出电梯向下启动时的加速度解析：由图1可知该同学的体重约为47 kg，依据图1、图2可估算出电梯向上启动时的加速度，依据图1、图5可估算出电梯向下制动时的加速度，而依据图2与图3和图4与图5无法估算加速度，C正确答案：C3一枚火箭由地面竖直向上放射，其速度和时间的关系图线如图所示，则()At3时刻火箭距地面最远Bt2t3的时间内，火箭在向下降落Ct1t2的时间内，火箭处于失重状态D0t3的时间内，火箭始终处于失重状态解析：由速度图象可知，在0t3内速度始终大于零，表明这段时间内火箭始终在上升，t3时刻速度为零，停止上升，高度达到最高，离地面最远，A正确，B错误t1t2的时间内，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭应处于超重状态，而在t2t3时间内火箭在减速上升，具有向下的加速度，火箭处于失重状态，故C、D错误答案：A4如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处滑轮的质量和摩擦都可以不计货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力FT之间的函数关系如图乙所示由图可以推断下列说法不正确的是()A图线与纵轴的交点M的值aMgB图线与横轴的交点N的值FTmgC图线的斜率等于物体的质量mD图线的斜率等于物体质量的倒数1/m解析：由牛顿其次定律得FTmgma，变形得到与图对应的函数关系式ag，可知A、B、D选项都正确答案：C5(2022年六安模拟)如图所示，质量为10 kg的物体拴在一个被水平拉伸的轻质弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体处于静止状态若小车以1 m/s2的加速度水平向右运动，则(g取10 m/s2)()A物体相对小车向左滑动B物体受到的摩擦力增大C物体受到的摩擦力大小不变D物体受到的弹簧拉力增大解析：由于弹簧处于拉伸状态，物体处于静止状态，可见，小车对物体供应了水平向左的静摩擦力，大小为5 N，则物体和小车间的最大静摩擦力Ffm5 N；若小车以1 m/s2的加速度向右匀加速运动，则弹簧还处于拉伸状态，其弹力不变，仍为5 N，由牛顿其次定律可知FFfma，Ff5 NFfm，则物体相对小车静止，弹力不变，摩擦力的大小不变，选项C正确答案：C6如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2 kg的物体A，处于静止状态若将一个质量为3 kg的物体B轻放在A上的一瞬间，则B对A的压力大小为(g取10 m/s2)()A30 N B0C15 N D12 N解析：在B轻放在A上的瞬间，对整体用牛顿其次定律得mBg(mAmB)a，再对B用牛顿其次定律得mBgFNmBa，解得FN12 N据牛顿第三定律可知B对A的压力大小为12 N故选D.答案：D7(2022年高考山东理综改编)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示以下推断正确的是()A前3 s内货物处于失重状态B最终2 s内货物只受重力作用C前3 s内与最终2 s内货物的平均速度相同D第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒解析：前3 s物体加速上升，货物处于超重状态，A选项错误；最终2 s内货物减速上升其加速度大小为a3 m/s2g，B选项错误；前3 s和后2 s平均速度均为3 m/s，C选项正确；第3 s末至第5 s末的过程中货物匀速上升，机械能增加，D选项错误答案：C8一辆小车静止在水平地面上，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过线悬吊着小物体m，m在小车的水平底板上，小车未动时，细线恰好在竖直方向上，现使小车向右运动，全过程中M始终未相对杆bc移动，M、m与小车保持相对静止，如图四种状况中，小车的加速度之比为a1a2a3a41248，M受到的摩擦力大小依次为Ff1、Ff2、Ff3、Ff4，则以下结论不正确的是()AFf1Ff212BFf2Ff312CFf3Ff412 Dtan 2tan 解析：已知a1a2a3a41248，在题第(1)图和第(2)图中摩擦力FfMa，则Ff1Ff212.在第(3)图和第(4)图中摩擦力Ff3(Mm)a3，Ff4(Mm)a4，Ff3Ff412.第(3)、(4)图中，a3gtan ，a4gtan ，则tan 2tan .答案：B9(2022年阜阳模拟)图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有ADDE10 m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开头沿滑道AE向下做直线滑动，g取10 m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为()A. s B2 sC. s D2 s解析：设斜面的倾角为，则agsin ，所以AE2ADsin ，由于AEat2，即2ADsin gt2sin ，所以t2 s，故选B.答案：B10如图所示，质量为M的劈体ABDC放在水平地面上，表面AB、AC均光滑，且ABCD，BDCD，AC与水平面成角，质量为m的物体(上表面为半球形)以水平速度v0冲上BA后沿AC面下滑，在整个运动的过程中，劈体M始终不动，P为固定的弧形光滑挡板，挡板与轨道间的宽度略大于半球形物体m的半径，不计转弯处的能量损失，则下列说法中正确的是()A. 水平地面对劈体M的摩擦力始终为零B水平地面对劈体M的摩擦力先为零后向右C劈体M对水平地面的压力大小始终为(Mm)gD劈体M对水平地面的压力大小先等于(Mm)g，后小于(Mm)g解析：取物体m和劈体M为一整体，因物体m先在BA上匀速向左滑动，后沿AC面匀加速下滑，而劈体M始终静止不动，故在物体m匀速运动阶段，水平地面对劈体M的摩擦力为零，地面对劈体的支持力大小为(Mm)g，在物体m匀加速下滑阶段，整体处于失重状态，地面对劈体的支持力大小小于(Mm)g，因整体具有水平向左的加速度，故地面对劈体M的摩擦力水平向左，综上所述，A、B、C均错误，D正确答案：D二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)航模爱好小组设计出一架遥控飞行器，其质量m2 kg，动力系统供应的恒定升力F28 N试飞时，飞行器从地面由静止开头竖直上升设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t18 s时到达高度H64 m求飞行器所受阻力Ff的大小；(2)其次次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器毁灭故障，飞行器马上失去升力求飞行器能达到的最大高度h.解析：(1)由Hat得：a2 m/s2由FFfmgma得：Ff4 N(2)前6 s向上做匀加速运动最大速度：vat212 m/s上升的高度：h1at36 m然后向上做匀减速运动加速度a212 m/s2上升的高度h2 6 m所以上升的最大高度：hh1h242 m.答案：(1)4 N(2)42 m12(15分)如图所示，在倾角37的固定斜面上放置一质量M1 kg、长度L3 m的薄平板AB，平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为7 m在平板的上端A处放一质量m0.6 kg的滑块，开头时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速度释放设平板与斜面、滑块与斜面间的动摩擦因数均为0.5，求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差t.(已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)解析：对平板，由于Mgsin 37(Mm)gcos 37，故滑块在平板上滑动时，平板静止不动对滑块：在平板上滑行时加速度a1gsin 376 m/s2到达B点时速度v6 m/s用时t11 s.滑块由B至C时的加速度a2gsin 37gcos 372 m/s2设滑块由B至C所用时间为t2由LBCvt2a2t，解得t21 s对平板，滑块滑离后才开头运动，加速度agsin 37gcos 372 m/s2设平板滑至C端所用时间为t由LBCat2，解得t s滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为tt(t1t2) s2 s0.65 s.答案：0.65 s