2025版高考物理一轮复习课后限时集训9牛顿运动定律的综合应用含解析新人教版.docVIP

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课后限时集训(九)牛顿运动定律的综合应用

(建议用时：40分钟)

[基础对点练]

题组一：超重、失重现象

1．下面关于失重和超重的说法，正确的是()

A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大

B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程

C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程

D．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态

C[加速度方向向下，物体处于失重状态，加速度方向向上，物体处于超重状态，超重和失重并非物体的重力增大或减小，而是使悬绳(或支持面)的弹力增大或减小，故A、D均错误。电梯加速向上运动时，物体处于超重状态，电梯减速下降时，物体也处于超重状态，电梯减速上升时，物体处于失重状态，故B错误，C正确。]

2.如图所示，一位同学站在机械指针体重计上，突然下蹲到静止。依据超重和失重现象的分析方法，推断整个下蹲过程体重计上指针示数的改变状况是()

A．先小于体重，后大于体重，最终等于体重

B．先大于体重，后小于体重，最终等于体重

C．先小于体重，后等于体重

D．先大于体重，后等于体重

A[此同学受到重力和体重计的支持力的作用。起先重心加速下降，处于失重状态，则支持力小于重力；后来重心减速下降，处于超重状态，则支持力大于重力，最终静止时等于重力。因此，体重计的示数将先小于体重，后大于体重，最终等于体重。A选项正确。]

3．(2024·赣州检测)电梯顶上悬挂一根劲度系数是200N/m的弹簧，弹簧的原长为20cm，在弹簧下端挂一个质量为0.4kg的砝码。当电梯运动时，测出弹簧长度变为23cm，g取10m/s2，则电梯的运动状态及加速度大小为()

A．匀加速上升，a＝2.5m/s2

B．匀减速上升，a＝2.5m/s2

C．匀加速上升，a＝5m/s2

D．匀减速上升，a＝5m/s2

C[由牛顿其次定律得k(l－l0)－mg＝ma，解得a＝5m/s2，电梯匀加速上升，选项C正确，A、B、D错误。]

题组二：动力学中整体法、隔离法的应用

4.(多选)如图所示，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推动物块P，记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为

A．若μ≠0，则k＝eq\f(5,6) B．若μ≠0，则k＝eq\f(3,5)

C．若μ＝0，则k＝eq\f(1,2) D．若μ＝0，则k＝eq\f(3,5)

BD[若μ≠0，选取P、Q、R三个物体作为探讨对象，受力状况如图甲所示，依据牛顿其次定律有F－μ(m＋2m＋3m)g＝(m＋2m＋3m)a，解得a＝eq\f(F,6m)－μg；以Q与R为探讨对象，Q和P之间相互作用力为F1，受力状况如图乙所示，依据牛顿其次定律有F1－μ(2m＋3m)g＝(2m＋3m)a，解得F1＝eq\f(5,6)F；以R为探讨对象，R和Q之间的作用力为F2，受力状况如图丙所示，依据牛顿其次定律有F2－μ·3mg＝3ma，解得F2＝eq\f(1,2)F，则R和Q之间相互作用力F2与Q与P之间相互作用力F1大小之比k＝eq\f(F2,F1)＝eq\f(3,5)，A错误，B正确。若μ＝0，以P、Q、R三个物块为探讨对象，依据牛顿其次定律有F＝(m＋2m＋3m)a′，解得a′＝eq\f(F,6m)；以Q与R为探讨对象，依据牛顿其次定律有F′1＝(2m＋3m)a′，解得F′1＝eq\f(5,6)F，以R为探讨对象，依据牛顿其次定律有F′2＝3ma′，解得F′2＝eq\f(1,2)F，则R和Q之间相互作用力F′2与Q与P之间相互作用力F′1大小之比k′＝eq\f(F′2,F′1)＝eq\f(3,5)，C错误，D正确。

甲乙丙]

5.(2024·黄冈质检)如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻细线悬吊着一个小球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ。小车的加速度渐渐增加，M始终和小车保持相对静止，当加速度增加到2a

A．横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍

B．横杆对M的弹力增加到原来的2倍

C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍

D．细线的拉力增加到原来的2倍

A[对小球和物块组成的整体，分析受力如图甲所示，依据牛顿其次定律得，水平方向：Ff＝(M＋m)a，竖直方向：FN＝(M＋m)g，则当加速度增加到2a时，横杆对M的摩擦力Ff增加到原来的2倍，横杆对M的弹力等于两个物体的总重力，保持不变，故A正确，B错误；以小球为探讨对象，分析受力状况如图乙