专项突破2 牛顿运动定律的四类问题 2023届高考物理一轮复习测试卷（含答案）.doc

第页共页专项突破牛顿运动定律的四类问题动力学中连接体板块临界值与极值传送带本试卷共页小题满分分考试用时分钟一单项选择题本题共小题每小题分共分在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的如图所示水平面上两物块的接触面水平二者叠放在一起在作用于上的水平恒定拉力的作用下沿地面向右做匀速运动某时刻撤去力后二者仍不发生相对滑动下列关于撤去前后的说法正确的是撤去之前受个力作用撤去之前受到个力作用撤去前后的受力情况不变间的动摩擦因数不小于与地面间的动摩擦因数如图两物体叠放在光滑水平桌面上轻质细绳一端连接另一端绕过定滑轮连接物体已知和的质量都是的质量是间的动摩擦因数是其它摩擦不计由静止释放下落一定高度的过程中未落地未撞到滑轮下列说法正确的是两物体发生相对滑动物体受到的摩擦力大小为物体的加速度大小是细绳的拉力大小等于如图所示质量分别为的两物块中间用轻弹簧相连与水平面间的动摩擦因数均为在水平推力作用下一起向右做匀加速直线运动当突然撤去推力的瞬间物块的加速度大小为如图甲所示长木板放在光滑的水平面上质量为的另一物体可看成质点以水平速度滑上原来静止的长木板的上表面由于间存在摩擦之后速度随时间变化情况如图乙所示下列说法正确的是取木板获得的动能为系统损失的机械能为木板的最小长度为间的动摩擦因数为如图所示质量为的木块放在质量为的木板上木块与木板间的动摩擦因数为木板与水平地面间的动摩擦因数为现对木板施加水平拉力为将木板从木块下方抽出水平拉力的最小值为第页共页如图所示是小攀做的一个实验他将一个质量的小木板放在光滑的水平地面上在木板上放着一个质量的小物体物块静止弹簧处于压缩状态弹力为现沿水平向左的方向对小木板施以作用力使木板由静止开始运动起来运动中力由逐渐增加到以下说法正确的是物体受到的摩擦力一直减小物体与小木板一直保持相对静止要让与之间始终保持相对静止他们间的动摩擦因数一定要大于等于小木板受到的拉力时受到的摩擦力为如图所示水平地面上有一车厢车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块压在竖直侧壁和水平的顶板上已知与接触面间的动摩擦因数均为车厢静止时两弹簧长度相同恰好不下滑最大静摩擦力等于滑动摩擦力重力加速度为现使车厢沿水平方向加速运动为保证仍相对车厢静止则车厢速度可能向左加速度可大于加速度一定向右不能超过加速度一定向左不能超过加速度一定向左不能超过二多项选择题本题共小题每小题分共分在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求全部选对的得分选对但不全的得分有选错的得分如图所示两物块的质量分别为和静止叠放在水平地面上间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为最大静摩擦力等于滑动摩擦力重力加速度为现对施加一水平拉力则当时都相对地面静止当时相对滑动当时的加速度为无论为何值的加速度不会超过如图水平传送带两端相距工件与传送带间的动摩擦因数工件滑上端瞬时速度达到端的瞬时速度设为则若传送带不动则若传送带以速度逆时针匀速转动若传送带以速度顺时针匀速转动若传送带以速度顺时针匀速转动如图甲所示倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行现将一质量的小物体轻轻放在传送带的端物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示末物体到达端取沿传送带向下为正方向则传送带两端的距离为传送带两端的距离为物体与传送带间的动摩擦因数物体与传送带间的动摩擦因数第页共页三实验题本题共小题每空分共分某同学利用图甲所示的装置测量当地的重力加速度绳和滑轮的质量忽略不计轮与轴之间的摩擦忽略不计用分度游标卡尺测量挡光片的挡光宽度示数如图乙所示将挡光片固定在物块上再用天平测量物块的质量分别为按照图甲所示安装器材测量光电门和挡光片的高度差为再将物块由静止释放竖直上升测得挡光片通过光电门的时间为请回答下列问题游标卡尺的示数为该地重力加速度的表达式为用测量量的符号表示该同学为了减小误差通过调整物块释放的位置来改变测出对应的通过光电门的时间得到若干组后在坐标纸上描点拟合直线则他描绘的是图像若将考虑挡光片的质量而测得的重力加速度值记为将忽略挡光片的质量而测得的重力加速度值记为则选填大于等于小于某物理兴趣小组利用图甲所示装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数实验步骤如下用天平测量物块和遮光片的总质量重物的质量用游标卡尺测量遮光片的宽度用毫米刻度尺测量两光电门之间的距离调整轻小定滑轮使细线将物块从光电门的左侧由静止释放用数字毫秒计分别测出遮光片通过光电门的时间和求出物块运动的加速度大小多次重复步骤得到的平均值根据上述实验数据求出物块与水平桌面间的动摩擦因数测量时游标卡尺的示数如图乙所示其示数为将步骤补充完整物块的加速度大小可用和表示为物块与水平桌面间的动摩擦因数可用和重力加速度大小表示为第页共页四计算题本题共小题题分题分题分共分如图所示与桌面间的动摩擦因数与地面间的距离原来静止求始终没有碰到滑轮取下落到地面之前求细线的拉力大小求在桌面上开始运动到静止总共运动的时间如图所示质量的木板静止在水平地面上在木板的左端放置一个质量的铁块大小可忽略铁块与木板间的动摩擦因数木板长用的水平恒力作用在铁上取若水平地面光滑计算说明铁块与木板间是否会发生相对滑动若木板与水平地面间的动摩擦因数求铁块运动到木板右端所用的时间如图所示倾角为的光滑斜面的下端有一水平传送带传送带正以的速度运动运动方向如图所示一个质量为的物体物体可以视为质点从高处由静止沿斜面下滑物体经过点时无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面都不计其速率变化物体与传送带间的动摩擦因数为传送带左右两端间的距离重力加速度则物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间物体在传送带上向左最多能滑到距多远处物体随传送带向右运动最后沿斜面上滑的最大高度第页共页答案解析答案大于水平解对有对有又大小相同解得则拉力为由得则有之后与地面接触静止受摩擦力作匀减速直线运动到静止有解得则则总时间解之间的最大静摩擦力为假设之间不发生相对滑动则对整体对解得因故之间不发生相对滑动对对据题意解得第页共页解对物体在斜面上运动有得物体滑至斜面底端时的速度物体在传送带上速度为零时离最远此时有解得物体在传送带上返回到与传送带共速有得知物体在到达点前速度与传送带相等又对物体从点到斜面最高点有带得答物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要物体在传送带上向左最多能滑到距物体随传送带向右运动最后沿斜面上滑的最大高度为解析分析结合物体的运动状态对物体进行受力分析结合两物体相对静止一起运动的临界条件分析接触面间的动摩擦因数的大小关系本题的关键是会结合物体的运动状态采用整体法与隔离法对物体受力分析明确物体相对静止的条件解答在撤去之前由题意可知两物体一起做匀速运动两物体的合外力为零隔离物体受力分析可知其受重力物体给它的支持力两个力的作用若物体对它有摩擦力作用则物体的合外力不为零隔离物体受力分析可知其受重力物体对它的压力地面给它的支持力及摩擦力水平向右的拉力五个力的作用故错误撤去之后由于水平地面对物体有向左的摩擦力作用整体分析可知整体的合外力向左根据牛顿第二定律可知两物体有向左的加速度隔离物体受力分析可得物体受重力物体对它的支持及水平向左的静摩擦力三个力的作用与撤去之前受力情况发生了变化故错误整体分析由牛顿第二定律可知加速度为设此时间的静摩擦力为隔离物体由牛顿第二定律有可得故正确故选解答假设不发生相对滑动整体的加速度为隔离对分析受到的摩擦力为可知假设成立即两物体不发生相对滑动所受的摩擦力为加速度为故错误正确隔离对分析根据牛顿第二定律得解得第页共页故错误故选分析对整体分析根据牛顿第二定律求出整体加速度隔离对分析求出摩擦力的大小与最大静摩擦力比较判断是否发生相对滑动再隔离分析求出拉力的大小本题考查了牛顿第二定律的基本运用通过整体法和隔离法判断出是否发生相对滑动是解决本题的关键分析先以整体为研究对象根据牛顿第二定律求出撤去推力前的加速度再对研究求解弹簧的弹力大小撤去推力的瞬间弹簧的弹力没有变化再根据牛顿第二定律分别求出两个物物体的加速度本题是瞬时问题一般先根据牛顿第二定律求出状态变化前弹簧的弹力抓住状态变化的瞬间弹簧的弹力没有变化再分析瞬间两个物体的加速度解答撤去前根据牛顿第二定律对弹簧整体有得对有得撤去的瞬间弹簧弹力不变大小仍为两物块受到的滑动摩擦力不变所以对物块由牛顿第二定律有得综上分析正确故选解析选由题给图像可知的加速度大小都为根据牛顿第二定律知二者质量相等木板获得的动能为选项错误系统损失的机械能选项错误由图像可求出二者相对位移为选项错误分析的受力根据牛顿第二定律可求出选项正确分析找出临界条件根据牛顿第二定律求出木块的加速度再对木板进行受力分析根据牛顿第二定律列出木板的加速度根据临界条件求出水平拉力的最小值本题主要考查了板块模型注意临界条件难度适中解答当与发生相对滑动时对应的临界状态是与间的摩擦力必定是最大静摩擦力此时的最大加速度为设在刚抽出时作用于的力为取为研究对象对受力分析则有故当被抽出时必有即所以则为将木板从木块下方抽出水平拉力的最小值为故错误正确故选分析根据题目给出的条件先判断出物体与木板发生滑动的条件然后结合受力分析与牛顿第二定律即可解答第页共页该题结合物体受到的摩擦力等于的临界条件与物体恰好要相对于木板滑动的临界条件考查牛顿第二定律的应用解题的关键就是能够正确分析物体的受力找出对应的临界条件解答由题当弹簧的弹力是向左时物体仍然静止在木板上所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于若要使物体相对于木板向右滑动则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于方向向左即小物体受到的合力至少为向左的的力物体的加速度为合同时物体与木板有相对运动时木板的加速度要大于物体的加速度当二者相等时为最小拉力则有即只有在拉力大于时物体才能相对于木板滑动所以在拉力小于或等于时物体相对于木板静止故与始终保持相对静止与他们间的动摩擦因数无关若物体与木板之间的摩擦力恰好为则物体只受到弹簧的弹力的作用此时物体的加速度为由于物体始终相对于木板静止所以此时整体在水平方向的受力为所以当力增大到时物体不受摩擦力作用则拉力小于之前摩擦力随拉力的增大而减小当拉力大于时摩擦力又随拉力的增大而增大故正确错误故选解析选开始时恰好不下滑对受力分析如图所示有弹解得弹此时弹簧处于压缩状态当车厢沿水平方向做加速运动时为了保证不下滑侧壁对的支持力必须大于等于根据牛顿第二定律可知加速度方向一定向右对受力分析如图所示有弹解得故选项正确错误分析根据之间的最大静摩擦力隔离对分析求出整体的临界加速度通过牛顿第二定律求出不发生相对滑动时的最大拉力然后通过整体法隔离法逐项分析本题考查牛顿第二定律的综合运用解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出不发生相对滑动时的最大拉力解答之间的最大静摩擦力为与地面间的最大静摩擦力为第页共页设拉力最小为时之间达到最大静摩擦力则对有对有解之得当时之间不会发生相对滑动而当时与地面间会发生相对滑动所以可能相对地面运动故错误由上分析可知当时相对滑动故正确当时以共同的加速度开始运动将看作整体由牛顿第二定律有解得故错误对分析其所受合力的最大值即的加速度不会超过故正确故选分析本题关键要分析工件的受力情况根据牛顿第二定律分析传送带运动与不动时加速度的关系即可由运动学公式得到解答若传送带不动工件的加速度由匀变速直线运动的速度位移公式得代入数据解得故正确若传送带以速度逆时针匀速转动工件的受力情况不变由牛顿第二定律得知工件的加速度仍为工件的运动情况跟传送带不动时的一样则故正确若传送带以速度顺时针匀速转动工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左做匀减速运动工件的加速度大小为根据得工件运动至端时的速度则故正确错误故选分析本题考查了牛顿第二定律的应用根据图示图象分析清楚物体的运动过程求出物体的加速度是解题的前提应用牛顿第二定律即可解题解答传送带两端的距离物体的位移图线与坐标轴围成图形的面积等于物体的位移由图示图象可知传送带两端的距离故错误正确由图示图象可知物体的加速度设物体与传送带间的动摩擦因数为对物体由牛顿第二定律得代入数据解得故正确错误故选第页共页分析游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数根据挡光片的宽度与挡光片通过光电门的时间表示出通过的速度通过轻绳连接具有共同加速度联立分析求得重力加速度的表达式由中分析确定描绘的图像写出考虑挡光片的质量而测得的重力加速度值的表达式与忽略挡光片的质量而测得的重力加速度值进行比较直观易懂解答解由图示游标卡尺可知游标尺的精度为游标卡尺示数为以两物体组成的系统为研究对象由牛顿第二定律得得通过光电门瞬间的速度为由匀变速直线运动的速度位移公式联立解得由中分析可知故需要描绘的是图像故正确故选若将考虑挡光片的质量而测得的重力加速度值记为则挡挡将忽略挡光片的质量而测得的重力加速度值记为故大于分析本题主要考查测量物块与水平桌面间的动摩擦因数的实验熟悉实验原理是解题的关键难度一般解答由图可知主尺读数为游标尺读数为故可得游标卡尺读数为由实验原理可知细线应与木板平行故可得调整轻小定滑轮使细线水平由平均速度可得物块过光电门的瞬时速度大小分别为从到由匀变速直线运动的速度位移公式可得物块运动的加速度大小对物块和遮光片及重物整体为研究对象列牛顿第二定律方程可得解得物块与水平桌面间的动摩擦因数分别对进行研究根据牛顿第二定律求解细线的拉力大小开始一起加速后与地面接触静止受摩擦力作匀减速直线运动到静止从而求解运动时间本题是连接体问题根据牛顿运动定律和运动公式结合研究解对有对有又大小相同解得第页共页则拉力为由得则有之后与地面接触静止受摩擦力作匀减速直线运动到静止有解得则则总时间假设不发生相对滑动通过整体隔离法求出之间的摩擦力与最大静摩擦力比较判断是否发生相对滑动根据牛顿第二定律分别求出的加速度结合位移之差等于木块的长度求出运动的时间本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合知道加速度是联系力学和运动学的桥梁抓住的位移关系结合的加速度运用运动学公式的进行求解解之间的最大静摩擦力为假设之间不发生相对滑动则对整体对解得因故之间不发生相对滑动对对据题意解得根据牛顿第二定律求出物体在斜面上运动的加速度再根据匀变速直线运动的位移时间公式求出运动的时间物体滑上传送带后做匀减速直线运动结合牛顿第二定律和运动学公式求出离点的最大距离物体在传送带上速度减为零后返回做匀加速直线运动根据运动学公式求出返回到点的速度结合运动学公式求出上滑的最大高度解决本题的关键知道物体在整个过程中的运动规律结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解解对物体在斜面上运动有得第页共页物体滑至斜面底端时的速度物体在传送带上速度为零时离最远此时有解得物体在传送带上返回到与传送带共速有得知物体在到达点前速度与传送带相等又对物体从点到斜面最高点有带得答物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要物体在传送带上向左最多能滑到距物体随传送带向右运动最后沿斜面上滑的最大高度为