高考物理 考前回归教材限时训练十 牛顿运动定律的综合应用

2013年高考物理考前回归教材之限时训练十牛顿运动定律的综合应用时间:45分钟满分:100分一、选择题8×8′=64′图11.如图1所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体,已知mA=6kg、mB=2kg,A、B间动摩擦因数μ=0.2,在物体A上系一细线,细线所能承受的最大拉力是20N,现水平向右拉细线,g取10m/s2,则A.当拉力F12N时,A静止不动B.当拉力F12N时,A相对B滑动C.当拉力F=16N时,B受A的摩擦力等于4ND.无论拉力F多大,A相对B始终静止解析:设A、B共同运动时的最大加速度为a,最大拉力为F对B:μmAg=mBa,a==6m/s2对A、B:F=mA+mBa=48N当FF=48N时,A、B相对静止.因为地面光滑,故A错,当F大于12N而小于48N时,A相对B静止,B错.当F=16N时,其加速度a=2m/s2.对B:Ff=4N,故C对.因为细线的最大拉力为20N,所以A、B总是相对静止,D对.答案:CD图22.如图2所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,m1m2,A、B间水平连接着一轻质弹簧秤.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后B的加速度大小为a1,弹簧秤示数为F1;如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧秤示数为F2.则以下关系式正确的是A.a1=a2,F1F2B.a1=a2,F1F2C.a1a2,F1=F2D.a1a2,F1F2解析:整体法 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,无论用F拉A,还是拉B,F=m1+m2a均成立,所以稳定后A的加速度a1和B的加速度a2相等.F拉B时,对A分析,F1=m1a,F拉A时,对B分析,F2=m2a,因m1m2,故F1F2,所以选项A正确.答案:A图33.如图3所示,当车厢向前加速前进时,物体M静止于竖直车厢壁上,当车厢加速度增加时,则①静摩擦力增加②车厢竖直壁对物体的弹力增加③物体M仍保持相对于车厢的静止状态④物体的加速度也增加A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④答案:B图44.在一正方形小盒内装一小圆球,盒与球一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑,如图4所示.若不计摩擦,当θ角增大时,下滑过程圆球对方盒前壁压力FN及对方盒底面的压力FN′将如何变化′变小,FN变小′变小,FN为零′变小,FN变大′不变,FN变大图5解析:系统球和小盒在垂直于斜面方向无加速度,该方向合外力为零.对小球有:FN′=mgcosθ,故当θ增大时,FN′变小.在平行于斜面方向的加速度a=gsinθ,在该方向物体处于“完全失重”状态,所以小球对小盒前壁的压力FN始终为零,与θ大小无关.答案:B图65.如图6所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面斜面与水平面成θ角,最后竖直向上运动.则在这三个阶段的运动中,细线上张力的大小情况是解析:设细线上的张力为F1.要求F1,选受力少的物体m1为研究对象较好;此外还必须知道物体m1的加速度a,要求加速度a,则选m1、m2整体为研究对象较好.在水平面上运动时:F1-μm1g=m1a①F-μm1+m2g=m1+m2a②联立①②解得:F1=在斜面上运动时:F1-m1gsinθ-μm1gcosθ=m1a③F-m1+m2gsinθ-μm1+m2gcosθ=m1+m2a④联立③④解得:F1=图7同理可得,竖直向上运动时,细线上的张力F1仍是答案:C6.如图7所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量分别为m1和m2的物体,m1放在地面上,当m2的质量发生变化时,m1的加速度a的大小与m2的关系图象大体如下图中的答案:D图87.如图8所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为解析:弹簧的弹力与框架的重力平衡,故小球受的合外力为M+mg.对m由牛顿第二定律得:M+mg=ma,所以该瞬间a=g.答案:D图98.如图9所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量均为2kg,它们处于静止状态.若突然将一个大小为10N,方向竖直向下的力施加在物块A上,则此瞬间,A对B的压力大小为:g=10m/s2A.10NB.20NC.25ND.30N解析:对AB整体分析,当它们处于静止状态时,弹簧的弹力等于整体AB的重力,当施加力F的瞬间,弹力在瞬间不变,故A、B所受合力为10N,则a=F合/2m=2.5m/s2,后隔离A物块受力分析,得F+mg-FN=ma,解得FN=25N,所以A对B的压力大小也等于25N.答案:C二、计算题3×12′=36′图109.有5个质量均为m的相同木块,并列地放在水平地面上,如图10所示,已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,当木块1受到水平力F的作用时,5个木块同时向右做匀加速运动,求:1匀加速运动的加速度.2第4块木块所受合力.3第4块木块受到第3块木块作用力的大小.解析:1选5个木块组成的系统为研究对象,设每一木块受到的滑动摩擦力为Ff,则系统所受外力的合力是:F合=F-5Ff=F-5μmg系统的质量是5m,由牛顿第二定律得:F-5μmg=5ma故系统的加速度是a==-μg2选第4块木块为研究对象,由牛顿第二定律可直接求得合力F4合=ma=-μmg图113选第4、第5两木块组成的系统为研究的对象,水平受力如图11所示,由牛顿第二定律得:FN34-2Ff=2ma,故第4块木块受到第3块木块的作用力为:FN34=2ma+2Ff=2m-μg+2μmg=F答案:1-μg2-μmg3F图1210.如图12所示,火车箱中有一倾角为30°的斜面,当火车以10m/s2的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体m还是与车箱相对静止,求物体m所受的摩擦力的大小和方向.图13解析:解法1:m受三个力作用:重力mg,弹力FN,静摩擦力的方向难以确定,我们可假定这个力不存在,那么如图13所示,mg与FN在水平方向只能产生大小F=mgtanθ的合力,此合力只能产生gtan30°=的加速度.小于题目给定的加速度,合力不足,故斜面对物体的静摩擦力向下.由牛顿第二定律列方程:FNcos30°-Ffsin30°=mg①FNsin30°+Ffcos30°=ma②由①②联立得Ff=5-1mN,方向沿斜面向下.解法2:如图14所示,假定所受的静摩擦力沿斜面向上,用正交分解法有:图14FNcos30°+Ffsin30°=mg①FNsin30°-Ffcos30°=ma②①②联立得Ff=51-mN,为负值,说明Ff的方向与假定的方向相反,应是沿斜面向下.答案:5-1mN方向沿斜面向下11.如图15所示,倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上.图151要使小球对斜面无压力,求斜面体运动的加速度范围.并说明其方向.2要使小球对细绳无拉力.求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向.3若已知α=60°,m=2kg,当斜面体以a=10m/s2向右做匀加速运动时,绳对小球拉力多大?g取10m/s2解析:为确定小球对斜面无压力或对细绳无拉力时斜面体的加速度,应先考虑小球对斜面或细绳的弹力刚好为零时的受力情况,再求出相应加速度.取小球、细绳和斜面体这个整体为研究对象,分析整体的受力情况,再确定斜面体的加速度范围.图161球对斜面刚好无压力时,细绳与斜面平行,小球只受重力mg和细绳拉力FT的作用,如图16所示.正交分解FT,由牛顿第二定律得解出a0=g?cotα所以在斜面向右运动的加速度a≥a0=g?cotα时,小球对斜面无压力.图172当球对细绳刚好无拉力时,小球只受重力mg和斜面支持力FN,如图17所示.正交分解FN后,可知FN的竖直分力与重力平衡,FN的水平分力使m向左加速运动.所以在球对细绳无拉力作用时,若要使球与斜面体以相同的加速度运动,则斜面体必须以a=a0=g?tnaα向左加速运动;图18如果斜面体向左运动的加速度aa0,则小球会相对斜面向右上方滑动,但要注意,若球能滑到细绳悬点上方,细绳会对球再次产生拉力作用.3由1可知,球对斜面恰好无压力时,a0=g?cot60°=×解出小球所受细绳拉力FT=mg=20N,拉力方向与水平方向夹角θ=45°.答案:1a≥gcotα方向向右2a=gtanα方向向左320N与水平方向成45°角