课时提升作业九 必修1 33.docx

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课时提升作业九必修133

课时提升作业（九）

牛顿运动定律的综合应用

素能全练（建议：

20分钟　50分）

一、选择题（本题共5小题,每小题7分,共35分。

多选题已在题号后标出）

1.（2014·海淀区模拟）如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,下列说法正确的是（　　）

A.在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零

B.上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力

C.下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力

D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力

2.（2014·北京师大附中模拟）如图甲所示,用一水平外力F推物体,使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。

逐渐增大F,物体开始做变加速运动,其加速度a随F变化的图像如图乙所示。

取g=10m/s2。

根据图乙中所提供的信息不能计算出的是

（　　）

A.物体的质量

B.斜面的倾角

C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小

D.加速度为6m/s2时物体的速度

3.（多选）（2014·滨州模拟）2012年8月3日中国选手董栋在伦敦奥运会上夺得男子蹦床金牌,忽略空气阻力,下面关于蹦床运动的说法中正确的是（　　）

A.运动员下落到刚接触蹦床时,速度最大

B.运动到最低点时,床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力

C.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员的加速度先减小后增大

D.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员的速度先增大后减小

4.（2014·石家庄模拟）如图所示,沿直线运动的小车内悬挂的小球A和车水平底板上放置的物块B都相对车厢静止。

关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是（　　）

A.物块B不受摩擦力作用

B.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左

C.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右

D.因小车的运动方向不能确定,故物块B受的摩擦力情况无法判断

5.（2013·浙江高考）如图所示,水平木板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。

取重力加速度g=10m/s2。

下列判断正确的是（　　）

A.5s内拉力对物块做功为零

B.4s末物块所受合力大小为4.0N

C.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4

D.6～9s内物块的加速度大小为2.0m/s2

二、计算题（本题15分。

需写出规范的解题步骤）

6.中国的“辽宁号”航母属于“翘头舰”。

起飞跑道由水平部分和倾斜部分连接而成,如图所示。

设航空母舰上水平跑道长度为L1=1.6×102m,倾斜跑道长度L2=20m。

水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0m。

一架质量为m=2.0×104kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.2×105N,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0.1倍。

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10m/s2。

求：

（1）飞机在水平跑道运动的时间;

（2）飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小。

强化专练（建议：

25分钟）

强化点1：

动力学图像

1.（2014·郑州模拟）如图所示,一根轻绳跨过光滑定滑轮,两端分别系一个质量为m1、m2的物块。

m1放在地面上,m2离地面有一定高度。

当m2的质量发生改变时,m1的加速度a的大小也将随之改变。

以下的四个图像,最能准确反映a与m2间的关系的是（　　）

2.（2014·汕头模拟）如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。

初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。

若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图像（以地面为参考系）如图乙所示。

已知v2>v1,则（　　）

A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大

B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离最大

C.0～t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D.0～t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

强化点2：

整体法和隔离法

3.如图所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体A、B,中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动。

已知F1>F2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为（　　）

A.

　　　　　　　　　　B.

C.

D.

4.（多选）（2014·郑州模拟）如图所示,光滑的水平地面上有三块木块a、b、c,质量均为m,a、c之间用轻质细绳连接。

现用一水平恒力F作用在b上,三者开始一起做匀加速运动,运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面。

系统仍加速运动,且始终没有相对滑动。

则在粘上橡皮泥并达到稳定后,下列说法正确的是（　　）

A.无论粘在哪块木块上面,系统的加速度一定减小

B.若粘在a木块上面,绳的张力减小,a、b间摩擦力不变

C.若粘在b木块上面,绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小

D.若粘在c木块上面,绳的张力和a、b间摩擦力一定都增大

强化点3：

多过程问题

5.（多选）（2014·西安模拟）如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在粗糙的水平传送带上,物体距传送带左端的距离为L。

当传送带分别以v1、v2的速度逆时针转动（v1

A.F1

6.（2011·江苏高考）如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。

将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口。

现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变。

（重力加速度为g）

（1）求小物块下落过程中的加速度大小;

（2）求小球从管口抛出时的速度大小;

（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于

L。

答案解析

素能全练

1.【解析】选A。

把容器B竖直上抛,物体A和容器B都处于完全失重状态,在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零,选项A正确。

【加固训练】

电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动（如图所示）,以下说法正确的是（g取10m/s2）（　　）

A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为4m/s2

B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为4m/s2

C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2m/s2

D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2m/s2

【解析】选C。

电梯匀速运动时,对重物由平衡条件得mg=F,m=1kg,当弹簧测力计的示数变为8N时,对重物由牛顿第二定律得mg-F′=ma,得a=2m/s2,加速度方向向下,其运动情况可能向上减速或向下加速,故只有C正确。

2.【解析】选D。

沿斜面方向应用牛顿第二定律得：

Fcosθ-mgsinθ=ma,整理得到a-F关系式a=

F-gsinθ,由图像可求得该函数图线的斜率k=

=0.4,纵轴上的截距-gsinθ=-6,代入g值,由此可得倾角和质量的具体数值;进而求得a等于零时的力;由于物体做的是变加速直线运动,所以无法计算加速度为6m/s2时物体的速度。

故选D。

【加固训练】

（2014·扬州模拟）从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球从抛出点上升到最高点的时刻为t1,下落到抛出点的时刻为t2。

若空气阻力的大小恒定,则图中能正确表示被抛出小球的速率v随时间t的变化关系的图线是（　　）

【解析】选C。

小球在上升过程中做匀减速直线运动,其加速度为a1=

下降过程中做匀加速直线运动,其加速度为a2=

即a1>a2,且所分析的是速率与时间的关系,故选项C正确。

3.【解析】选C、D。

运动员在接触蹦床后开始受到蹦床的弹力的作用,但是此时的蹦床形变较小,弹力较小,人受到合力还是向下的,所以人还在做向下的加速运动,但是加速度的大小是在减小的,当弹力和人的重力相等时,人的速度达到最大,再向下运动时,弹力大于人的重力,合力向上,人开始做加速度增大的减速运动直到最后速度减为零。

综上所述可知,当弹力和人的重力相等时,速度最大,选项A错误;由牛顿第三定律可知运动到最低点时,床对运动员的作用力等于运动员对床的作用力,选项B错误;运动员的加速度先减小后增大,速度先增大后减小,选项C、D正确。

【总结提升】分析多过程问题的“三点”注意

（1）仔细审题,分析物体的受力及受力的变化情况,确定并划分出物体经历的每个不同的过程。

（2）逐一分析各个过程中的受力情况和运动情况,以及总结前一过程和后一过程的状态有何特点。

（3）前一个过程的结束就是后一个过程的开始,两个过程的交接点受力的变化、状态的特点是解题的关键。

4.【解析】选B。

小球A受力情况如图所示,由牛顿第二定律得小球的加速度水平向左且恒定,物块B与小球A的加速度相同,由牛顿第二定律可知物块B所受摩擦力大小恒定,方向水平向左,选项B正确。

5.【解题指南】解答本题可按以下思路进行：

（1）认真读图,从中得出物块受到的拉力和摩擦力的情况;

（2）当物块的运动比较复杂时,可以分段讨论;

（3）根据图像确定静摩擦力与滑动摩擦力。

【解析】选D。

由题可得：

物块所受的最大静摩擦力为4N,滑动摩擦力为3N,物块在4s末就开始运动了,故5s内拉力对物块做了功,A项错误;4s末物块所受拉力为4N,所受最大静摩擦力也为4N,合力大小为0,B项错误;物块与木板之间的滑动摩擦力为3N,物块对木板的压力为10N,物块与木板之间的动摩擦因数为0.3,C项错误;6～9s内拉力大小为5N,物块所受的滑动摩擦力为3N,合力为2N,由牛顿第二定律可得,物块的加速度大小为2.0m/s2,D项正确。

6.【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作用,设加速度大小为a1,末速度大小为v1,运动时间为t1,

根据牛顿第二定律F-f=ma1　（2分）

解得a1=5.0m/s2　（1分）

解得v1=

=

m/s=40m/s（2分）

所以飞机在水平跑道运动的时间t1=

=8.0s（2分）

（2）飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面向下的分力作用,沿斜面方向的加速度大小为a2,末速度大小为v2,重力沿斜面方向分力：

Gx=mg

=4.0×104N（2分）

飞机在斜面上的加速度

a2=

=

m/s2

=3m/s2　（2分）

因为

-

=2a2L2　（2分）

解得v2=

m/s=41.5m/s（2分）

答案：

（1）8.0s　

（2）41.5m/s

【总结提升】解决动力学问题的分析方法

解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是对运动过程较复杂的问题。

要针对运动过程的各个阶段进行以上两个方面的分析。

（1）运动分析：

一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分阶段处理,加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁。

（2）受力分析：

分析受力时,要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没有发生变化。

强化专练

1.【解析】选D。

当m2≤m1时,系统静止,a=0,当m2>m1时,对整体有m2g-m1g=（m1+m2）a,即a=g-

g,可见m2趋近于无穷大时,a趋近于g,选项D正确。

2.【解析】选B。

小物块滑上传送带后将做匀减速运动,t1时刻速度为零,此时小物块离A处的距离达到最大,选项A错误;然后在传送带滑动摩擦力的作用下向右做匀加速运动,t2时刻与传送带达到共同速度,此时小物块相对传送带滑动的距离最大,选项B正确;0～t2时间内,小物块受到的摩擦力方向始终向右,选项C错误;t2～t3时间内小物块不受摩擦力,选项D错误。

【加固训练】

（多选）如图甲所示,一个物体放在光滑的水平地面上。

在t=0时刻,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。

在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示,则（　　）

A.在0到t0时间内,力F大小恒定

B.在0到t0时间内,物体的位移逐渐变大

C.在0到t0时间内,物体的速度逐渐变大

D.在0到t0时间内,物体的速度逐渐变小

【解析】选B、C。

由a-t图像可知物体的加速度逐渐减小,对物体由牛顿第二定律得F=ma,故物体所受水平力F逐渐减小,选项A错误;由于物体的加速度与速度方向相同,物体做加速运动,速度、位移逐渐增大,选项B、C正确,D错误。

强化点2：

整体法和隔离法

3.【解析】选C。

取A、B及弹簧整体为研究对象,由牛顿第二定律得：

F1-F2=2ma,取B为研究对象：

kx-F2=ma,解得x=

选项C正确。

4.【解析】选A、C、D。

无论粘在哪块木块上面,系统质量增大,水平恒力F不变,对整体由牛顿第二定律得系统的加速度一定减小,选项A正确;若粘在a木块上面,对c有FTc=ma,a减小,故绳的张力减小,对b有F-Ff=ma,故a、b间摩擦力增大,选项B错误;若粘在b木块上面,对c有FTc=ma,对a、c整体有Ff=2ma,故绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小,选项C正确;若粘在c木块上面,对b有F-Ff=ma,则Ff=F-ma,a减小,Ff增大,对a有Ff-FTc=ma,则FTc=Ff-ma,Ff增大,a减小,FTc增大,选项D正确。

【加固训练】

（多选）如图所示,小车的质量为M,人的质量为m,人用恒力F拉绳,若人与车保持相对静止,且地面为光滑的,不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力可能是（　　）

A.0　　　　　　　　　　　　B.

F,方向向右

C.

F,方向向左D.

F,方向向右

【解析】选A、C、D。

取人和小车为一整体,由牛顿第二定律得：

2F=（M+m）a,

设车对人的摩擦力大小为Ff,方向水平向右,对人应用牛顿第二定律得：

F-Ff=ma。

可求得：

Ff=

F,由此可见：

当M=m时,Ff=0;

当M>m时,Ff>0,方向水平向右;

当M

5.【解析】选B、D。

绳剪断前物体的受力情况如图所示,由平衡条件得FN+

Fsinθ=mg,Ff=μFN=Fcosθ,解得：

F=

F的大小与传送带的速度无关,选项A错误,B正确;绳剪断后m在两种速度的传送带上的加速度相同,若L≤

则两次都是匀加速到达左端,t1=t2,若L>

则物体在传送带上先加速再匀速到达左端,在速度小的传送带上需要的时间更长,t1>t2,选项C错误,D正确。

6.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：

（1）明确小物块的受力情况,由牛顿第二定律列方程。

（2）结合牛顿第二定律和运动学公式求小球速度。

（3）根据平抛运动的规律进行分析。

【解析】

（1）设细线中的张力为T,

根据牛顿第二定律Mg-T=Ma,T-mgsin30°=ma

且M=km,联立解得a=

g

（2）设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度大小为a0,

根据牛顿第二定律-mgsin30°=ma0

由匀变速直线运动规律知v2=2aLsin30°,

-v2=2a0L（1-sin30°）

联立解得v0=

（k>2）

（3）由平抛运动规律x=v0t,Lsin30°=

gt2

解得x=L

（k>2）,则x<

L得证。

答案：

（1）

g　

（2）

（k>2）

（3）见解析

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