高考物理一輪復習課時分層作業(yè)（九）應用牛頓運動定律解決“三類”?？紗栴}含答案

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課時分層作業(yè)(九)　應用牛頓運動定律解決“三類”?？紗栴}基礎性題組  1．一質量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移x與時間t的關系圖像如圖所示．(t1～t2時間內圖像為直線)乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示．重力加速度大小為g.以下判斷正確的是(　　)A．0～t1時間內，v增大，FN＞mgB．t1～t2時間內，v減小，FN＜mgC．t2～t3時間內，v增大，FN＜mgD．t2～t3時間內，v減小，FN＞mg2．[2022·廣東佛山1月質檢]隨著運營路線的拓展，高鐵逐漸成為人們出行的重要方式．如圖是某列車從減速進站到以一定的速度離開車站的這段時間內的速度—時間圖像，下列說法正確的是(　　)A．進站時列車的加速度大小為3.75 m/s2B．列車在加速與減速兩階段運動的位移相同C．若列車總質量不變，則加速時列車所受的合外力更大D．若列車以80 m/s的速度勻速駛過該站，則少耗費575 s的運行時間3．(多選)如圖所示，粗糙的水平地面上放著一個質量為M、傾角為θ的斜面體，斜面部分光滑，底面與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，輕質彈簧一端與固定在斜面上的輕質擋板相連，另一端連接一質量為m的小球，彈簧的勁度系數(shù)為k.斜面體在水平向右的恒力F作用下，和小球一起以加速度a向右做勻加速直線運動(運動過程小球沒離開斜面).重力加速度為g，以下說法正確的是 (　　)A．水平恒力大小為(M＋m)aB．地面對斜面體的摩擦力為μ(M＋m)gC．彈簧的形變量為D．斜面對小球的支持力為mg cos θ＋ma sin θ4．如圖甲所示，光滑斜面傾角為θ，用一水平外力F推著物體，逐漸增大F，物體沿斜面做變加速運動，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2.(1)求物體的質量m.(2)若斜面足夠長，且撤去推力時物體的速度是沿斜面向上的12 m/s，求撤去推力后第3 s內物體的位移．(3)要使物體在斜面上保持靜止，所施加的最小推力是多大？方向如何？        5．[2022·湖北武漢檢測](多選)如圖所示，水平地面上有三個靠在一起的物塊P、Q和R，質量分別為m、2m和3m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)都為μ.用大小為F的水平外力推物塊P使物塊運動，設Q和R之間的相互作用力F1與P和Q之間的相互作用力F2大小之比為k.則下列判斷正確的是(　　)A．若μ≠0，則k＝    B．若μ≠0，則k＝C．若μ＝0，則k＝    D．若μ＝0，則k＝綜合性題組6．(多選)將一質量不計的光滑桿傾斜地固定在水平面上，如圖甲所示，現(xiàn)在桿上套一光滑的小球，小球在一沿桿向上的拉力F的作用下沿桿向上運動．該過程中小球所受的拉力以及小球的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙、丙所示．g取10 m/s2.則下列說法正確的是(　　)A．在2～4 s內小球的加速度大小為0.5 m/s2B．小球質量為 2 kgC．桿的傾角為30°D．小球在0～4 s內的位移為8 m 7．如圖甲所示，質量為0.6 kg的物塊靜止在水平面上，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為，t＝0時刻給物塊一個與水平方向成θ＝30°斜向右上方的拉力，使物塊向右運動，其加速度隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，重力加速度為g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)拉力的最大值；(2)2 s末撤去拉力，則物塊在水平面上還能滑行多遠？      課時分層作業(yè)(九)　應用牛頓運動定律解決“三類”?？紗栴}1．解析：由x - t圖像的斜率表示速度可知，在0～t1時間內速度增加，即乘客加速下降，乘客的加速度豎直向下，所以乘客處于失重狀態(tài)，則FN＜mg，A錯誤；在t1～t2時間內速度不變，即乘客勻速下降，則FN＝mg，B錯誤；在t2～t3時間內速度減小，即乘客減速下降，乘客的加速度豎直向上，所以乘客處于超重狀態(tài)，則FN>mg，C錯誤，D正確．答案：D2．解析：在v - t圖像中，圖像斜率表示加速度，圖像與坐標軸圍成的面積表示位移，分析知A、B錯誤；由F＝ma及減速階段加速度大可知減速時列車所受的合外力更大，C錯誤；由圖可知列車總位移x＝m，Δt＝s＝575 s，D正確．答案：D3．解析：以小球和斜面體組成的系統(tǒng)為研究對象，并進行受力分析，結合題意可知地面對斜面體的摩擦力為f＝μ(M＋m)g，對系統(tǒng)應用牛頓第二定律有F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a，解得F＝(M＋m)a＋μ(M＋m)g，選項A錯誤，B正確；沿斜面方向和垂直斜面方向上分解小球的加速度，應用牛頓第二定律有kx－mg sin θ＝ma cos θ，mg cos θ－N＝ma sin θ，解得彈簧的形變量為x＝，斜面對小球的支持力N＝mg cos θ－ma sin θ，選項C正確，D錯誤．答案：BC4．解析：(1)當外力為零時，加速度為6 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得mg sin θ＝ma，解得sin θ＝0.6當外力為20 N時，加速度為2 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得F cos θ－mg sin θ＝ma′解得m＝2 kg.(2)根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可得x＝＝－3 m所以位移大小為3 m，方向沿斜面向下．(3)要使物體能靜止在斜面上，根據(jù)平衡條件知，當推力垂直于支持力，即沿斜面向上時，推力最小，為F＝mg sin θ＝12 N.答案：(1)2 kg　(2)3 m，方向沿斜面向下(3)12 N，沿斜面向上5．解析：三個物塊靠在一起，在水平外力F的作用下將以相同加速度向右運動，對整體應用牛頓第二定律有F－6μmg＝6ma，解得加速度大小a＝，對R進行分析可得，Q和R之間的相互作用力為F1＝3ma＋3μmg＝F，對P進行分析可得，P與Q之間相互作用力F2＝F－μmg－ma＝F－μmg－F＋μmg＝F，所以可得k＝＝＝，即k的值與μ是否為零無關，選項B、D正確．答案：BD6．解析：由v - t圖像的斜率得：在2～4 s內小球的加速度大小為a＝＝ m/s2＝0.5 m/s2，故A正確；由圖可知，在0～2 s時間內小球做勻速運動，F1＝5 N時，由平衡條件有F1－mg sin α＝0①在2～4 s內小球做勻加速運動，F2＝5.5 N，由牛頓第二定律有：F2－mg sin α＝ma②代入數(shù)據(jù)解得：m＝1 kg；sin α＝0.5，故α＝30°，故B錯誤，C正確；小球在0～4 s內的位移為x＝ m＝5 m，故D錯誤．答案：AC7．解析：(1)由圖乙可知，物塊運動的加速度最大為am＝6 m/s2，對物塊，由牛頓第二定律得：Fmcos θ－μ(mg－Fmsin θ)＝mam代入數(shù)據(jù)求得拉力的最大值：Fm＝5.6 N.(2)a - t圖線與時間軸所圍的面積為速度的增量，因此2 s末物塊的速度：v＝×6×2 m/s＝6 m/s撤去拉力后，物塊做勻減速運動的加速度大小為：a′＝μg＝m/s2，因此2 s末撤去拉力后，物塊在水平面上還能滑行的距離：s＝＝ m＝5.4 m.答案：(1)5.6 N　(2)5.4 m