高考物理一轮总复习课时规范练13 牛顿运动定律的综合应用.docVIP

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课时规范练13牛顿运动定律的综合应用

《课时规范练》P354

一、基础对点练

1.(连接体问题)如图所示,滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑,滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B,下滑时,物体B相对于A静止,则下滑过程中()

A.B的加速度为gsinθ

B.绳的拉力为G

C.绳的方向保持竖直

D.绳的拉力为G

答案:A

解析:A、B相对静止,即两物体的加速度相同,以A、B整体为研究对象受力分析可知,系统的加速度为gsinθ,所以选项A正确;再以B为研究对象进行受力分析,如图所示,根据平行四边形定则可知,绳子的方向与斜面垂直,拉力大小等于Gcosθ,故选项B、C、D错误。

2.(连接体问题)某列车由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()

A.F B.19F20 C.F19

答案:C

解析:设列车的加速度为a,每节车厢的质量为m,每节车厢受到的阻力为Ff,对后38节车厢,由牛顿第二定律有F-38Ff=38ma;设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,对后2节车厢,由牛顿第二定律得F1-2Ff=2ma,联立解得F1=F19

3.(动力学图象问题)货物运输过程中,一物体沿倾角为30°的粗糙斜面从顶端以某初速度沿斜面下滑。如图所示,物体运动的位移x与时间t的关系图象是一段抛物线。其中,水平直线A是图象t2=2s时刻的切线,直线B是图象在0时刻的切线,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是()

A.下滑过程中物体做加速度逐渐减小的减速运动,最后做匀速运动

B.t1时刻为1s

C.t2时刻的瞬时速度为2.5m/s

D.物体与斜面间的动摩擦因数为3

答案:B

解析:x-t图象是一段顶点在上的抛物线,即x=v0t-12at2,物体做匀减速直线运动,选项A错误;因为2s时速度减为0,位移/s,a=2.5m/s2,又直线B的斜率k=v0=5mt1,得t1

4.(连接体问题)如图所示,足够长的倾角θ=37°的光滑斜面体固定在水平地面上,一根轻绳跨过定滑轮,一端与质量为m1=1kg的物块A连接,另一端与质量为m2=3kg的物块B连接,绳与斜面保持平行。所有摩擦均忽略不计,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。开始时,用手按住A,使B悬于空中,释放后,在B落地之前,下列说法正确的是()

A.绳的拉力大小为30N

B.绳的拉力大小为6N

C.物块B的加速度大小为6m/s2

D.如果将B物块换成一个竖直向下大小为30N的力,对物块A的运动没有影响

答案:C

解析:对B隔离分析,由牛顿第二定律得m2g-FT=m2a,对A、B整体分析,由牛顿第二定律得m2g-m1gsinθ=(m1+m2)a,联立解得a=6m/s2,FT=12N,故A、B错误,C正确;如果将B物块换成一个竖直向下大小为30N的力,对A由牛顿第二定律得F-m1gsinθ=m1a,解得a=24m/s2,前后加速度不一样,对物块A的运动有影响,故D错误。

5.(动力学中的临界极值问题)(多选)如图所示,一小车的内表面ab和bc光滑且互相垂直,bc与水平方向的夹角为37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,已知小车在水平方向上做匀加速直线运动,要使小球始终不脱离小车,则()

A.若小车向左加速,加速度不能超过35

B.若小车向左加速,加速度不能超过34

C.若小车向右加速,加速度不能超过53

D.若小车向右加速,加速度不能超过43

答案:BD

解析:若小车向左加速,当ab面对小球恰好无作用力时,加速度最大,根据牛顿第二定律mgtan37°=ma1,解得a1=34g,所以若小车向左加速,加速度不能超过34g,A错误,B正确;若小车向右加速运动,当bc面对小球恰好无作用力时,加速度最大,根据牛顿第二定律mgtan53°=ma2,解得a2=43

6.(极值问题)(多选)汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示,图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器。假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止时,Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零。汽车以加速度a向左匀加速启动,重力加速度g取10m/s2,tan15°=0.27,下列情况说法正确的是()

A.当a=2m/s2时,P有示数,Q无示数

B.当a=2m/s2时,P有示数,Q有示数

C.当a=3m/s2时,P有示数,Q有示数

D.当a=3m/s2时,P无示数,Q有示数

答案:AD

解析:仅N传感器有示数时,有tan15°=mamg