2020年高考物理一轮复习第三单元牛顿运动定律单元检测含解析新人教版

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1、牛顿运动定律一、选择题1.(2018伍佑中学调研)如图所示,某杂技演员在做手指玩圆盘的表演。设该盘的质量为m,手指与盘之间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘底处于水平状态且不考虑盘的自转,重力加速度为g,则下列说法中正确的是()。A.若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力沿该手指方向B.若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,则盘受到手指水平向右的静摩擦力C.若盘随手指一起水平做匀加速运动,则手指对盘的作用力大小不可超过1+2mgD.若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则手指对盘的摩擦力大小一定为mg【解析】若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则盘受到重力作用和

2、手指的作用,二力平衡,即手指对盘的作用力大小等于mg,方向竖直向上,A项错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,盘相对手指静止,不受静摩擦力的作用,B项错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则盘受到向右的静摩擦力,但并没有发生相对滑动,所以受到的摩擦力fmg,手指对盘的作用力F(mg)2+(mg)2=1+2mg,C项正确,D项错误。【答案】C2.(2018贵州安顺中学模拟)如图所示,A、B两个物块的重力分别是GA=3 N,GB=4 N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力,有可能是()。A.3 N和4 NB

3、.5 N和6 NC.1 N和2 ND.5 N和2 N【解析】当弹簧由于被压缩而产生2N的弹力时,由受力平衡及牛顿第三定律可知,天花板受到的拉力为1N,地板受到的压力为6N;当弹簧由于被拉伸而产生2N的弹力时,可得天花板受到的拉力为5N,地板受到的压力为2N,D项正确。【答案】D3.(2019湖南株洲五校联考)物体A、B分别静止在倾角为1、2的光滑斜面上,它们的质量分别为mA、mB,用沿斜面方向向上的拉力F拉物体A、B,所得加速度a与拉力F的关系图线如图中A、B所示,则()。A.12,mAmBB.12,mAmBC.1mBD.12,mAmB【解析】用沿斜面方向向上的拉力F拉物体时,根据牛顿第二定律

4、,有F-mgsin=ma,即a=1mF-gsin,因此在a-F图象中,斜率表示物体质量的倒数,所以mA2。【答案】B4.(2018福建福州元洪中学测试)如图甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时,木板B的加速度a与拉力F关系图象如图乙所示,则小滑块A的质量为()。A.4 kgB.3 kgC.2 kgD.1 kg【解析】当F=8N时,加速度a=2m/s2,对整体分析,由牛顿第二定律有F=(mA+mB)a,代入数据解得mA+mB=4kg,当F大于8N时,A、B发生相对滑动,根据牛顿第二定律,对B有a=F-mAgmB=1mBF-mAgmB

5、,由图乙可知,图线的斜率k=1mB=aF=1,解得mB=1kg,从而可得滑块A的质量mA=3kg,B项正确。【答案】B5.(2018南昌十中模拟)如图甲所示,一斜面倾角=30,斜面AB长L=5 m,质量m=2 kg的小物体(可以看作质点)从斜面顶端A由静止释放,斜面与小物体间的动摩擦因数=36,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则()。A.小物体受四个力作用B.小物体的加速度大小为2 m/s2C.小物体下滑到斜面底端B时的速度大小为2 m/sD.小物体下滑到斜面底端B所用时间为2 s【解析】对小物体受力分析如图乙所示,小物体受重力mg、斜面支持力FN、摩擦力Ff三个力作用,A项错误;垂直斜面

6、方向,由平衡条件得mgcos=FN,沿斜面方向上,由牛顿第二定律得mgsin-Ff=ma,又Ff=FN,解得a=gsin-gcos=2.5m/s2,B项错误;小物体下滑到斜面底端B时的速度大小vB=2aL=5m/s,C项错误;设运动时间为t1,根据位移公式可知t1=vBa=2s,D项正确。【答案】D6.(2018太原育英中学月考)(多选)如图所示,A、B、C三个小球的质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,A球另一端用细线悬挂在倾角为的光滑斜面上,整个系统均静止,现将A上面的细线烧断,使A的上端失去拉力,则在烧断细线瞬间()。A.A、B、C的加速度的大小分别

7、为aA=1.5gsin 、aB=1.5gsin 、aC=0B.A、B、C的加速度的大小分别为aA=gsin、aB=2gsin 、aC=0C.A、B间轻绳的拉力大小为0.5mgsin D.B、C间弹簧的弹力大小为2mgsin 【解析】烧断细线瞬间,弹簧弹力不变,因此aC=0,以A、B为研究对象,根据牛顿第二定律,有3mgsin=2ma,显然aA=aB=1.5gsin,A项正确,B项错误;以A为研究对象,根据牛顿第二定律,有mgsin+T=ma,A、B间轻绳的拉力大小为0.5mgsin,C项正确;以C为研究对象,根据力的平衡可知,弹力大小为mgsin,D项错误。【答案】AC7.(2018江西十校模

8、拟)如图所示,质量相同的两物体A、B,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,连接物体A的细线与斜面C平行,物体B与A处于同一水平高度,此时物体A恰好静止在倾角为37的斜面C上。某时刻剪断细线,使物体A、B开始运动,C仍然静止。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2,则在剪断细线后()。A.物体A、B运动到水平面的时间相等B.A的加速度大小为2 m/s2C.A受到的摩擦力与剪断细线前相同D.地面对C的摩擦力比剪断细线前大【解析】设A物体在斜面上受到的最大静摩擦力为f,根据平衡条件,有mgsin37+f=mg,解得f=25mg,

9、剪断细线,对A有mgsin37-f=ma,解得a=2m/s2,B项正确;剪断细线后,B做自由落体运动,加速度大于A的加速度,两物体位于同一高度,运动到水平面时,A的位移较大,故物体A、B运动到水平面的时间不相等,A项错误;A受到的摩擦力与剪断细线前大小相同,方向相反,C项错误;剪断细线前,以A、C为研究对象,地面对C的摩擦力大小f1=Tcos37=mgcos37=45mg,剪断细线后,以A、C整体为研究对象,设地面对C的摩擦力为f2,在水平方向上有f2=macos37=425mg,故地面对C的摩擦力比剪断细线前小,D项错误。【答案】B8.(2019合肥九中模拟)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电

10、机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的加速度大小a随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,两次提升的高度相同,提升用时相等(均为2t0)。对于第次和第次提升过程的加速度之比为()。A.a1a2=45B.a1a2=23C.a1a2=34D.a1a2=56【解析】矿车上升所用的时间为2t0,根据第次的提升过程,提升的高度h=12a1(2t0)2,第次提升过程,加速过程所用时间为t0,匀速过程所用时间也为t0,匀速运动的速度v=a2t0,根据题意,有h=12a1(2t0)2=12a2t02+a2t02,所以a1a2=34,C项正确。【答案】C9.(2018江苏徐州质检)(多

11、选)如图所示,一足够长的木板静止在粗糙的水平面上,t=0时刻滑块从木板的左端以速度v0水平向右滑行,木板与滑块间存在摩擦,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列描述滑块的v-t图象中可能正确的是()。【解析】设滑块质量为m,木板质量为M,滑块与木板间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数为2,若1mg2(M+m)g,则滑块滑上木板后向右做匀减速运动,加速度a1=1g,木板向右做匀加速运动,当二者速度相等后,一起以a2=2g的加速度匀减速到停止,且a1a2,B项可能。【答案】BD10.(2019湖南株洲模拟)(多选)甲、乙两辆车在同一水平直道上运动,其运动的位移时间图象如图所示,则下列说法中正确

12、的是()。10.(2019湖南株洲模拟)(多选)甲、乙两辆车在同一水平直道上运动,其运动的位移时间图象如图所示,则下列说法中正确的是()。A.甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动B.乙车在010 s内的平均速度大小为0.8 m/sC.在010 s内,甲、乙两车相遇两次D.若乙车做匀变速直线运动,则图线上P点所对应的瞬时速度大小一定大于0.8 m/s【解析】题图为位移时间图象,甲车先向负方向做匀速直线运动后静止在x=2m处,乙向负方向做速度逐渐增大的运动,A项错误;乙车在10s内的位移大小为8m,所以平均速度大小为0.8m/s,B项正确;在位移时间图象上交点表示相遇,所以10s内两车相遇了两

13、次,C项正确;若乙车做匀变速运动,P点为中间位置的点,根据匀变速运动规律可知v平均=vt2vx2,所以P点对应的速度一定大于0.8m/s,D项正确。【答案】BCD二、非选择题11.(2018贵州贵阳高三检测)在平直乡村公路上一辆卡车正以12 m/s 的速度前进,有货物从车上掉下一段时间后,司机才从后视镜中发现有货物掉下,立即关闭油门做匀减速直线运动,卡车开始做匀减速直线运动的同时,在其后16 m处一辆摩托车上的人立即拾到货物从静止出发,以2 m/s2的加速度同方向追赶卡车,已知摩托车在该路段能达到的最大速度只能为8 m/s,卡车车轮与路面间的动摩擦因数为0.2。(1)求卡车做匀减速运动的位移大

14、小。(2)摩托车至少经过多长时间追上货车?【解析】(1)已知卡车的初速度v1=12m/s,卡车做匀减速运动的加速度大小为a1,根据牛顿第二定律有mg=ma1,加速度大小a1=2m/s2卡车做匀减速运动的时间t1=v1a1=6s卡车做匀减速运动的位移x1=12v1t1=36m。(2)已知该摩托车的加速度a2=2m/s2,最大速度v2=8m/s,摩托车做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为t2=v2a2=4s,x2=12v2t2=16m之后摩托车以最大速度做匀速直线运动,到卡车停止运动时,其匀速运动位移x3=v2(t1-t2)=16m由于x2+x3x1+x0,故卡车停止运动时,摩托车没有追上卡

15、车,然后摩托车继续以最大速度匀速运动追赶货车,由匀速运动公式得(x1+x0)-(x2+x3)=v2t3代入数据解得t3=2.5s摩托车追上卡车的时间t=t1+t3=8.5s。【答案】(1)36m(2)8.5s12.(2019合肥九中模拟)如图所示,与水平面成=30角的传送带正以v=3 m/s的速度匀速运行,A、B两端相距l=13.5 m。现每隔1 s把质量m=1 kg的工件(视为质点)轻放在传送带上,工件在传送带的带动下向上运动,工件与传送带间的动摩擦因数=235,重力加速度取g=10 m/s2,结果保留2位有效数字。(1)求相邻工件间的最小距离和最大距离。(2)满载与空载相比,传送带需要增加

16、多大的牵引力?【解析】(1)设工件在传送带上加速运动时的加速度为a,有mgcos-mgsin=ma代入数据解得a=1.0m/s2刚放上又一个工件时,该工件离前一个工件的距离最小,且最小距离dmin=12at2解得dmin=0.5m当工件匀速运动时两相邻工件相距最远,则dmax=vt=3.0m。(2)由于工件加速时间t1=va=3.0s,因此传送带上总有三个(n1=3)工件正在加速,故所有做加速运动的工件对传送带的总滑动摩擦力f1=3mgcos在滑动摩擦力作用下工件移动的位移x=v22a=4.5m传送带上做匀速运动的工件数n2=l-xdmax=3当工件与传送带相对静止后,每个工件受到的静摩擦力f0=mgsin,所有做匀速运动的工件对传送带的总静摩擦力f2=n2f0与空载相比,传送带需增大的牵引力F=f1+f2联立解得F=33N。【答案】(1)0.5m3m(2)33N7