新教材2023届新高考物理一轮复习练案(九) 牛顿运动定律的综合应用.docx
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1、一轮分层练案(九)牛顿运动定律的综合应用1.如图所示,质量为m2的物块B放在光滑的水平桌面上,其上放置质量为m1的物块A,用通过光滑定滑轮的细线将A与质量为M的物块C连接,释放C,A和B一起以加速度大小a从静止开始运动。已知A、B间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,则细线中的拉力大小为()AMgBM(ga)C(m1m2)a Dm1am1g【答案】C以C为研究对象,有MgFTMa,解得FTMgMa,故A、B错误;以A、B整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知FT(m1m2)a,故C正确;A、B间为静摩擦力,根据牛顿第二定律,对B有fm2a,对A有FTfm1a,ff,联立解得FTm1af,而f不一
2、定等于m1g,故D错误。2.中国高速铁路系统简称“中国高铁”,完全由我国科技工作者自主研发,是中国呈现给世界的一张靓丽名片,目前“中国高铁”通车里程达到3.5万公里,居世界第一位。为满足高速运行的需要,在高铁列车的前端和尾端各有一节机车,可以提供大小相等的动力。某高铁列车,机车和车厢共16节,假设每节机车和车厢的质量相等,运行时受到的摩擦和空气阻力相同,每节机车提供大小为F的动力。当列车沿平直铁道运行时,第10节(包含机车)对第11节的作用力大小和方向为()A.F向后 B.F向前C.F向后 D.F向前【答案】A假设机车和车厢的质量为m,摩擦和空气阻力为f,加速度为a,对于16节车厢有2F16f
3、16ma,第10节(包含机车)对第11节的作用力大小为f1,则对后六节车厢有F6ff16ma,解得f1F,第10节(包含机车)对第11节的作用力大小为F,方向向后,选项A正确。3(多选)质量分别为2 kg和3 kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F120 N、F210 N,则下列说法正确的是()A弹簧的弹力大小为16 NB若把弹簧换成轻质绳,则绳对物块的拉力大小为10 NC如果只有F1作用,则弹簧的弹力大小变为12 ND若F110 N、 F220 N,则弹簧的弹力大小不变【答案】AC弹簧不再伸长后,A、B具有相同的加速
4、度。对于整体AB,根据牛顿第二定律得F1F2(mAmB)a,代入数据解得a2 m/s2,对A,由牛顿第二定律得F1F弹mAa,代入数据解得F弹16 N,故A正确;若把弹簧换成轻质绳,则绳对物块的拉力大小仍然为16 N,故B错误;只有F1作用时,对整体AB,根据牛顿第二定律得F1(mAmB)a,解得a4 m/s2对A,由牛顿第二定律得F1F弹mAa,解得F弹12 N,故C正确;若F110 N、F220 N,对整体AB,根据牛顿第二定律得F2F1(mAmB)a,解得a2 m/s2,对A,由牛顿第二定律得F弹F1mAa,解得F弹14 N,故D错误。4.如图所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板
5、挡住。现用力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法正确的是()A若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零B若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零C斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD斜面对球的弹力不仅有,而且是一个定值【答案】D对球进行受力分析,球受到重力mg、斜面的支持力FN2、竖直挡板的水平弹力FN1,设斜面的倾斜角为,则竖直方向有FN2cos mg,因为mg和不变,所以无论加速度如何变化,FN2不变且不可能为零,选项B错误,选项D正确;水平方向有FN1FN2sin ma,因为FN2sin 0,所以即使加速度足够小,竖直挡板的水平弹力也不可能为零,
6、选项A错误;斜面和挡板对球的弹力的合力在水平方向的分力大小等于ma,在竖直向上方向的分力大小等于mg,因此大于ma,选项C错误。5(多选)机场使用的货物安检装置如图所示,绷紧的传送带始终保持v1 m/s的恒定速率运动,AB为传送带水平部分且长度L2 m,现有一质量为m1 kg的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端,可从B端沿斜面滑到地面。已知背包与传送带间的动摩擦因数0.5,g10 m/s2,下列说法正确的是()A背包从A运动到B所用的时间为2.1 sB背包从A运动到B所用的时间为2.3 sC背包与传送带之间的相对位移为0.3 mD背包与传送带之间的相对位移为0.1 m【答案】AD
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