（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第3章 牛顿运动定律专题突破练-人教高三物理试题

牛顿运动定律(限时：40分钟)对点强化1动力学中的传送带模型1(多选)如图1所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数<tan ，则图中能客观地反映小木块的运动情况的是() 【导学号：96622391】图1BD小木块刚放上之后的一段时间内所受摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律可得：mgsin mgcos ma1，因传送带足够长，且<tan ，故当小木块与传送带同速以后，小物块受沿斜面向上的摩擦力，由牛顿第二定律得：mgsin mgcos ma2，有a1>a2，故B、D正确，A、C错误2如图2所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间不可能是()图2A.B.C. D.B因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则Lgt2，得：t，C正确；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则Lt，有：t，D正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则vL，有：t，A正确；木块不可能一直匀速至右端，B错误3一小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞的子弹击中并从物块中穿过，如图3甲所示固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块被击中后的位移s随时间t的变化关系如图乙所示(图象前3 s内为二次函数，34.5 s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向)已知传送带的速度v1保持不变，g取10 m/s2.甲乙图3(1)求传送带速度v1的大小；(2)求t0时刻物块速度v0的大小【解析】(1)由s­t的图象可知，物块被击穿后，先向左减速，2 s末减到v0，然后向右加速，3 s末后与传送带共速v12 m/s，以后随传送带一起做匀速运动(2)2 s3 s内，物块向右匀加速运动，加速度大小ag，v1at102 s内，物块向左匀减速运动，加速度大小ag解得t0时刻物块的速度v0at24 m/s.【答案】(1)2 m/s(2)4 m/s对点强化2动力学中的“滑块、滑板”模型4(多选)如图4所示，质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块t0时刻起，给木块施加一水平恒力F，分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列选项中可能符合运动情况的是()【导学号：96622392】图4AC木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度大小相等，故A正确；木块可能相对木板向前滑，即木块的加速度大于木板的加速度，都做匀加速直线运动，故C正确，B、D错误5(多选)(2017·徐州模拟)如图5所示，光滑水平面上放着质量为M的木板，木板左端有一质量为m的木块现对木块施加一水平向右的恒力F，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离下列说法正确的是()图5A若仅增大木板的质量M，则时间t增大B若仅增大木块的质量m，则时间t增大C若仅增大恒力F，则时间t增大D若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则时间t增大BD由牛顿第二定律得，木块的加速度a1g，木板的加速度a2，则La1t2a2t2，t.若仅增大木板的质量M，木块的加速度不变，木板的加速度减小，则时间t减小，选项A错误；若仅增大木块的质量m，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，选项B正确；若仅增大恒力F，则木块的加速度增大，木板的加速度不变，则t减小，选项C错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，选项D正确6(多选)如图6甲所示，在水平地面上有一长木板B，其上叠放木块A.假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法中正确的是()【导学号：96622393】甲乙图6AA的质量为0.5 kgBB的质量为1.5 kgCB与地面间的动摩擦因数为0.2DA、B间的动摩擦因数为0.2AC当F3 N时，A、B均静止，表明B与地面间最大静摩擦力为3 N；当3 N<F9 N时，A、B一起以相同加速度运动，aF2g，由图象斜率知mAmB1.5 kg，又F3 N时，a0，代入关系式得20.2；当F>9 N时，A的加速度为aA1g，根据图象可知10.4，B的加速度为aB，由图象斜率知mB1 kg，mA0.5 kg，A、C对对点强化3动力学中的图象问题7(多选)(2017·南通模拟)如图7甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g取10 m/s2.下列选项正确的是() 【导学号：96622394】甲乙图7A05 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F反向C恒力F大小为10 ND物块与水平面间的动摩擦因数为0.3BD根据题图乙可知，物块先匀减速运动到x5 m处，此时速度减为零，之后向右做匀加速直线运动，加速运动到x13 m处时速度达到8 m/s，设物块在匀减速运动时的加速度大小为a1，在匀加速运动时的加速度大小为a2，则a1 m/s210 m/s2，a2 m/s24 m/s2，所以物块做匀减速运动的时间为t1 s，在t1 s时刻，恒力F反向，选项A错误，B正确；根据牛顿第二定律有Fmgma1，Fmgma2，联立并代入数据可得，F7 N，0.3，选项C错误，D正确8如图8所示，质量分别为m1、m2的物块A、B用一轻质绳相连置于粗糙水平面上，用一水平力F(Fkt，k为大于0的常数)向右拉A，已知A、B与水平面间的动摩擦因数相等且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，绳的承受力足够大，则下列关于绳中弹力大小T随时间t的变化关系的选项中正确的是()图8A当m1gFkt时，绳中无弹力，C错；当(m1m2)gkt>m1g时，由力的平衡知Tm1gkt，即T与时间成线性关系，当F>(m1m2)g时，A、B一起向右加速，a，而Tm2gm2a，联立得Tkt，即T随时间变化的图线是一条过原点的直线，A对，B、D错9(多选)如图9甲所示，水平面上有一倾角为的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和N.若T­a图象如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度g取10 m/s2.则()甲乙图9Aa m/s2时，N0B小球质量m0.1 kgC斜面倾角的正切值为D小球离开斜面之前，N0.80.06a(N)ABC小球离开斜面之前，以小球为研究对象，进行受力分析，可得Tcos Nsin ma，Tsin Ncos mg，联立解得Nmgcos masin ，Tmacos mgsin ，所以T­a图象呈线性关系，由题图乙可知a m/s2时，N0，选项A正确；当a0时，T0.6 N，此时小球静止在斜面上，其受力如图(a)所示，所以mgsin T；当a m/s2时，斜面对小球的支持力恰好为零，其受力如图(b)所示，所以mgcot ma，联立可得tan ，m0.1 kg，选项B、C正确；将和m的值代入Nmgcos masin 得N0.80.06a(N)，选项D错误(a)(b)对点强化4动力学中的多过程问题10“辽宁舰”在海上进行“歼15”舰载机起降训练，如图10所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l11.6×102 m的水平跑道和长度为l220 m的倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h4.0 m一架质量为m2.0×104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F1.2×105 N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的.假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，g取10 m/s2.【导学号：96622395】(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s，外界还需要在整个水平跑道阶段对飞机施加助推力，求助推力F推的大小图10【解析】(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力的作用，设加速度大小为a1，末速度大小为v1，运动时间为t1，有F合Ffma1vv2a1l1v1a1t1其中v00，f0.1mg，代入已知数据可得a15.0 m/s2，v140 m/s，t18.0 s飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面方向的分力作用，设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿斜面方向有F合Ffmgsin ma2，其中sin vv2a2l2代入已知数据可得a23.0 m/s2，v2 m/s41.5 m/s.(2)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a1、末速度大小为v1，有F合F推Ffma1vv2a1l1飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面方向的分力作用没有变化，加速度大小a2a23.0 m/s2vv2a2l2根据题意，v2100 m/s，代入已知数据解得F推5.2×105 N.【答案】(1)8.0 s41.5 m/s(2)5.2×105 N11如图11甲所示，可视为质点的A、B两物体置于一静止长纸带上，纸带左端与A、A与B间距均为d0.5 m，两物体与纸带间的动摩擦因数均为10.1，与地面间的动摩擦因数均为0.2.现以恒定的加速度a2 m/s2向右水平拉动纸带，重力加速度g取10 m/s2，求：甲乙图11(1)A物体在纸带上的滑动时间；(2)在图乙的坐标系中定性画出A、B两物体的v­t图象；(3)两物体A、B停在地面上的距离【解析】(1)两物体在纸带上滑动时均有1mgma1当物体A滑离纸带时ata1td由以上二式可得t11 s(2)如图所示(3)物体A离开纸带时的速度v1a1t1两物体在地面上运动时均有2mgma2物体A从开始运动到停在地面上过程中的总位移x1物体B滑离纸带时ata1t2d物体B离开纸带时的速度v2a1t2物体B从开始运动到停在地面上过程中的总位移x2两物体A、B最终停止时的间距xx2dx1由以上各式可得x1.25 m.【答案】(1)1 s(2)见解析(3)1.25 m