高考物理一轮复习 第3章 第3节 课时提能练9　牛顿运动定律的综合应用

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1．(2017·冀州模拟)如图3­3­12所示，物体A放在粗糙板上随板一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，且板始终保持水平，位置Ⅰ、Ⅱ在同一水平高度上，则( )
【导学号：92492139】
图3­3­12
A．物体在位置Ⅰ、Ⅱ受到的支持力都大于重力
B．物体在位置Ⅰ、Ⅱ受到的支持力都小于重力
C．物体在位置Ⅰ受到的支持力小于重力，位置Ⅱ时受到的支持力大于重力
D．物体在位置Ⅰ受到的支持力大于重力，位置Ⅱ时受到的支持力小于重力
B [因物体在竖直平面内做匀速圆周运动，在位置Ⅰ，物体受重力、支持力和向右的摩擦力，合力指向圆心，故重力大于支持力；在位置Ⅱ，物体受重力、支持力和向左的摩擦力，合力也指向圆心，故重力大于支持力；因此B正确，A、C、D错误．]
2．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
D [手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D正确．]
3．(2017·广西模拟)如图3­3­13所示，A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，物体B与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物体A与B之间的动摩擦因数μ2＝0.2.已知物体A的质量m＝2 kg，物体B的质量M＝3 kg，重力加速度g取10 m/s2.现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，则恒力的最大值是(物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
【导学号：92492140】
图3­3­13
A．20 N B．15 N
C．10 ND．5 N
B [对物体A、B整体，由牛顿第二定律，Fmax－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a；对物体A，由牛顿第二定律，μ2mg＝ma；联立解得Fmax＝(m＋M)(μ1＋μ2)g，代入相关数据得Fmax＝15 N，选项B正确．]
4．如图3­3­14所示，物体A、B质量分别为m1、m2，水平推力F作用在物块C上，三者相对静止，一起向右以a＝5 m/s2的加速度匀加速运动，不计各处摩擦，g取10 m/s2，则m1∶m2为( )
图3­3­14
A．1∶2B．1∶3
C．2∶1D．3∶1
C [设A、B间细绳的拉力大小为T，则有T＝m2g，对A根据牛顿第二定律得T＝m1a，解得eq \f(m1,m2)＝eq \f(2,1)，所以选项C正确．]
5．如图3­3­15所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是( )
图3­3­15
A.eq \f(2fm＋M,M)
B.eq \f(2fm＋M,m)
C.eq \f(2fm＋M,M)－(m＋M)g
D.eq \f(2fm＋M,m)＋(m＋M)g
A [由题意知当M恰好不能脱离夹子时，M受到的摩擦力最大，F取最大值，设此时提升加速度为a，由牛顿第二定律得，
对M有：2f－Mg＝Ma①
对m有：F－2f－mg＝ma②
联立①②两式解得F＝eq \f(2fM＋m,M)，选项A正确．]
6．如图3­3­16所示，滑块A在倾角为30°的斜面上沿斜面下滑的加速度a为2.0 m/s2，若在A上放一个重为10 N的物体B，A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在A上加竖直向下大小为10 N的恒力F，A沿斜面下滑的加速度为a2，则( )
【导学号：92492141】
图3­3­16
A．a1>2 m/s2，a22μ(m1＋m2)g.
(3)纸板抽出前，砝码运动的距离
x1＝eq \f(1,2)a1teq \\al(2,1)
纸板运动的距离d＋x1＝eq \f(1,2)a2teq \\al(2,1)
纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离
x2＝eq \f(1,2)a3teq \\al(2,2)，l＝x1＋x2
由题意知a1＝a3，a1t1＝a3t2
代入数据解得F＝22.4 N.
【答案】 (1)μ(2m1＋m2)g (2)F＞2μ(m1＋m2)g (3)22.4 N