高三物理一轮复习课时跟踪检测(十)第三章+牛顿运动定律的综合应用+Word版含解析.doc

课时跟踪检测（十） 牛顿运动定律的综合应用A 卷——基础保分专练1．游乐场里有一种大型娱乐器械，可以让人体验超重和失重的感觉。

其环形座舱套在竖直柱子上，先由升降机送至70多米高处，然后让座舱由静止无动力下落，落到离地面30米高的位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停止。

假设舱中某人用手托着一个重为50 N 的铅球。

下列说法正确的是( )A ．当座舱落到离地面45米高的位置时，球对手的压力为0B ．当座舱落到离地面45米高的位置时，手对球有支持力C ．当座舱落到离地面20米高的位置时，球对手的压力为0D ．当座舱落到离地面20米高的位置时，手对球的支持力小于50 N解析：选A 由题意可知，座舱在落到离地面30米高的位置前做自由落体运动，之后座舱做减速运动，当座舱落到离地面45米高的位置时，人和球均做自由落体运动，此时球对手的作用力为零，选项A 正确，B 错误；当座舱落到离地面20米高的位置时，球做减速运动，处于超重状态，球对手的作用力大于50 N ，选项C 、D 错误。

2．如图，物块A 和B 的质量分别为4m 和m ，开始A 、B 均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F ＝6mg 作用下，动滑轮竖直向上加速运动。

已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长。

在滑轮向上运动过程中，物块A 和B 的加速度分别为( )A ．a A ＝12g ，a B ＝5g B ．a A ＝a B ＝15g C ．a A ＝14g ，a B ＝3g D ．a A ＝0，a B ＝2g解析：选D 对滑轮分析：F －2T ＝ma ，又m ＝0，所以T ＝F 2＝6mg 2＝3mg ， 对A 分析：由于T <4mg 故A 静止，a A ＝0对B 分析：a B ＝T －mg m ＝3mg －mg m＝2g ，故D 正确。

3．(2019·汕头模拟)如图所示，将一手电筒竖直向上放置，接通电源开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮。

手持手电筒并保持它在竖直方向运动，要使得小电珠熄灭，可以( )A ．缓慢向上匀速运动B ．缓慢向下匀速运动C ．突然向上加速运动D ．突然向下加速运动解析：选C 如果手电筒加速上升或减速下降，电池处于超重状态，它对弹簧的作用力将大于其重力，弹簧压缩量增大，电池上端将与电珠脱离，电珠熄灭，故只有C 符合题意。

4．如图所示，质量为m 2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m 1的物体1，跟物体1相连接的绳与竖直方向成θ角不变。

下列说法中正确的是( )A ．车厢的加速度大小为g tan θB ．绳对物体1的拉力为m 1g cos θC ．车厢底板对物体2的支持力为(m 2－m 1)gD ．物体2受车厢底板的摩擦力为0解析：选A 以物体1为研究对象，分析受力情况如图甲所示，物体1受重力m 1g 和拉力T ，根据牛顿第二定律得m 1g tan θ＝m 1a ＝T sin θ，得a ＝g tan θ，T ＝m 1g cos θ，故A 正确，B 错误。

以物体2为研究对象，分析受力如图乙所示，根据牛顿第二定律得N ＝m 2g －T ＝m 2g －m 1g cos θ，f ＝m 2a ＝m 2g tan θ，故C 、D 错误。

5．(多选)如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB ，杆与水平方向的夹角为θ(0°≤θ≤90°)，一质量为m 的小圆环套在直杆上。

现把小圆环从A 端由静止释放，同时给它施加一位于该竖直平面内的恒力F 。

改变直杆与水平方向的夹角θ，当直杆与水平方向的夹角为30°时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g ，则( )A ．恒力F 一定沿与水平方向成30°角斜向右下的方向B ．恒力F 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30°角斜向右下的方向C ．若恒力F 的方向水平向右，则恒力F 的大小为3mgD ．恒力F 的最小值为32mg 解析：选BCD 小圆环受到竖直向下的重力、光滑直杆AB 对小圆环的支持力和恒力F ，把光滑直杆AB 对小圆环的支持力正交分解，沿直杆方向无分力，由L ＝12at 2可知，要使小圆环在直杆上运动的时间最短，小圆环运动的加速度必须最大，由牛顿第二定律可知，当恒力和重力的合力沿光滑直杆方向时，加速度最大，所以选项A 错误，B 正确；若恒力F 的方向水平向右，由tan 30°＝mg F，解得F ＝3mg ，选项C 正确；当恒力F 的方向垂直光滑直杆时，恒力F 最小，由sin 60°＝F mg ，解得F 的最小值为F min ＝mg sin 60°＝32mg ，选项D 正确。

6．(2018·保定二模)如图所示，光滑长方体物块质量为M ，静止在水平地面上，上部固定一轻滑轮，跨过定滑轮的轻绳连接质量为m 1和m 2的两物体，连接m 1的细绳水平、m 2恰好与M 的侧壁相接触。

不考虑一切摩擦，现对M 施加水平向右的推力F ，使得三物体不存在相对运动，则F 的大小为( )A.m 2(m 1＋m 2＋M )m 1g B.m 1(m 1＋m 2＋M )m 2g C.m 1(M －m 1＋m 2)m 2g D.m 2(m 1＋m 2＋M )Mg 解析：选A 对整体水平方向有F ＝(M ＋m 1＋m 2)a ，对m 1水平方向有T ＝m 1a ，对m 2竖直方向有T ＝m 2g ，联立解得F ＝m 2(m 1＋m 2＋M )m 1g ，故A 正确。

7．(多选)如图所示，光滑水平面上放置着四个相同的木块，其中木块B 与C 之间用一轻弹簧相连，轻弹簧始终在弹性限度内。

现用水平拉力F 拉B 木块，使四个木块以相同的加速度一起加速运动，则以下说法正确的是( )A ．一起加速过程中，C 木块受到四个力的作用B ．一起加速过程中，D 木块受到的静摩擦力大小为F 4C ．一起加速过程中，A 、D 木块所受摩擦力大小和方向相同D ．当F 撤去瞬间，A 、D 木块所受静摩擦力的大小和方向都不变解析：选BC 在水平拉力F 的作用下，四个木块以相同的加速度一起加速运动，则由牛顿第二定律可知，对整体有F ＝4ma ，对A 、D 木块有f A ＝f D ＝ma ，解得A 、D 木块所受摩擦力大小f A ＝f D ＝F 4，方向均水平向右，故B 、C 正确；一起加速过程中，C 木块受到重力、D 木块对其的压力和静摩擦力、地面对其的支持力及弹簧对其的弹力，共五个力的作用，故A 错误；当F 撤去瞬间，D 木块所受静摩擦力的大小和方向均不变，而A 木块所受静摩擦力的大小不变但反向，故D 错误。

8．(多选)如图所示，质量均为m 的A 、B 两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为μ，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。

现用水平力F 向右拉物块A ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

重力加速度为g 。

下列说法中正确的是( )A ．当0＜F ≤μmg 时，绳中拉力为0B ．当μmg ＜F ≤2μmg 时，绳中拉力大小为F －μmgC ．当F ＞2μmg 时，绳中拉力大小为F 2D ．无论F 多大，绳中拉力大小都不可能等于F 3解析：选ABC 当0＜F ≤μmg 时，A 受到拉力与静摩擦力的作用，二者平衡，绳中拉力为0，故A 正确；当μmg ＜F ≤2μmg 时，整体受到拉力与摩擦力的作用，二者平衡，所以整体处于静止状态，此时A 受到的静摩擦力达到最大即μmg ，所以绳中拉力大小为F －μmg ，故B 正确；当F ＞2μmg 时，对整体：a ＝F －2μmg 2m，对B ：a ＝F 拉－μmg m ，联立解得绳中拉力大小为12F ，故C 正确；由以上的分析可知，当μmg ＜F ≤2μmg 时绳中拉力大小为F －μmg ，绳中拉力大小可能等于13F ，故D 错误。

9．(多选)如图甲所示，倾角为37°的足够长的传送带以恒定速度运行，将一质量m ＝1 kg 的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

下列说法正确的是( )A ．传送带沿逆时针转动，速度大小为4 m/sB ．物体与传送带间的动摩擦因数为0.75C ．0～8 s 内物体位移的大小为14 mD ．0～8 s 内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J解析：选CD 由题图乙可知小物体先向下做减速运动后向上做加速运动，故可知传送带速度方向沿顺时针方向，最终物体和传送带的速度相同，故传送带速度大小为4 m/s ，故A 错误；根据v -t 图像的斜率表示加速度，物体相对传送带滑动时的加速度大小为a ＝22m/s 2＝1 m/s 2，由牛顿第二定律得μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma ，解得μ＝0.875，故B 错误；0～8 s 内物体的位移为s ＝－12×2×2 m ＋2＋62×4 m ＝14 m ，故C 正确；0～8 s 内只有前6 s 内物体与传送带发生相对滑动，0～6 s 内传送带运动的距离为s 带＝4×6 m ＝24 m ，0～6 s内物体的位移为s 物＝－12×2×2 m ＋4×42m ＝6 m ，因摩擦而产生的热量为Q ＝μmg cos 37°·(s 带－s 物)＝126 J ，故D 正确。

10.(多选)(2015·全国卷Ⅱ)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。

当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时，P 和Q 间的拉力大小仍为F 。

不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( )A ．8B ．10C ．15D ．18解析：选BC 设该列车厢与P 相连的部分为P 部分，与Q 相连的部分为Q 部分。

设该列车厢有n 节，Q 部分为n 1节，每节车厢质量为m ，当加速度为a 时，对Q 有F ＝n 1ma ；当加速度为23a 时，对P 有F ＝(n －n 1)m 23a ，联立得2n ＝5n 1。

当n 1＝2，n 1＝4，n 1＝6，n 1＝8时，n ＝5，n ＝10，n ＝15，n ＝20，由题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项B 、C 正确。

11．(2019·南昌调研)如图所示，在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A 、B ，两物体与斜面间的动摩擦因数μ相同。