《2017届高三物理一轮复习 题组层级快练10 第三章 牛顿运动定律 第3讲 牛顿运动定律的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017届高三物理一轮复习 题组层级快练10 第三章 牛顿运动定律 第3讲 牛顿运动定律的应用（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、牛顿运动定律的应用一、选择题(其中16题，只有一个选项正确，78题有多个选项正确)1(2015吉林实验中学)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙则下列说法正确的是()A人向上弹起过程中，一直处于超重状态B人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力C弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力D弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力解析人向上弹起的过程，先做加速度逐渐减小的加速直线运动(超重状态)、而后做加速度逐渐增加的减速运动(失重状态)，最后做匀减速直线运动到最高点，选项A错误；人向上弹起
2、过程中，踏板对人的作用力和人对踏板的作用力属于作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知：二者等大反向，选项B错误；当弹簧压缩到最低点时，人有竖直向上的加速度，根据牛顿第二定律可知：高跷对人的作用力大于人的重力，故人对高跷的作用力大于人的重力，高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，选项C正确，选项D错误答案C设置目的考查超重、失重现象、牛顿第三定律、牛顿第二定律、受力分析等知识点，意在考查考生的逻辑分析能力2(2016安徽高中联考)关于超重和失重的下列说法中，正确的是()A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体不受重力作
3、用C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化解析物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生变化，综上所述，A、B、C项错误，D项正确答案D设置目的判断超重失重的实质为加速度3(2013重庆)如图甲所示为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为的光滑斜面滑下，然后在不同的角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最
4、大值的比值y随变化的图像分别对应图乙中()A、和B、和C、和 D、和解析对小球进行受力分析，则有Nmgcos，随着的增大，N减小，对应；根据牛顿第二定律，得agsin，随着的增大，a增大，对应；重力加速度始终为g，恒定不变，对应，故B项正确答案B设置目的新情境下的迁移能力4在下面列举的物理单位中不是国际单位制的基本单位()Akg BmCK DN答案D设置目的单位制的考查5.(2016江苏扬州)如图所示，台秤上装有盛水的杯，杯底用细绳系一木质小球若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将()A变小 B变大C不变 D无法判断解析将容器和木球看做整体，整体受弹簧秤竖直向上的支持力和竖
5、直向下的重力，当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方与该木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间由于水木，水球的质量大于木球的质量，因此木球和水球组成的系统重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小答案A设置目的考查超、失重若用“隔离法”进行受力分析，再通过对运动过程的分析，定量推理再比较判断，则是比较烦琐、费时如果能从整体思维出发，利用系统重心变化进行判断、分析，将会使问题化繁为简，求解将轻车熟路6(2015山东济南)质量为M的皮带轮工件放置在水平桌面上，一细绳绕过皮带轮的皮带槽，一端系一质量为m的重物，另一端
6、固定在桌面上如图所示，工件与桌面、绳之间以及绳与桌面边缘之间的摩擦都忽略不计，桌面上绳子与桌面平行，则重物下落过程中，工件的加速度为()A. B.C. D.解析解决本题的关键通过位移关系得出加速度的关系，这是解决本题的突破口，再运用牛顿第二定律进行求解重物向下做加速运动，相等时间内下落距离为工件运动距离的2倍，可知重物的加速度为工件加速度的2倍，设绳子上的拉力为F，根据牛顿第二定律，有2，解得F，则工件的加速度为：a，选项A正确；综上选A项答案A7(2015江苏)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()At2 s时最大 B
7、t2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小解析04 s，加速度向上，人超重，设地板对人支持力为FN，则FNmgma，当t2 s时，加速度最大，支持力就最大，根据牛顿第三定律，人对地板压力也最大；710 s，加速度向下，人失重，设地板对人支持力为FN，则mgFNma，FNmgma，当t8.5 s时，加速度最大，支持力就最小，根据牛顿第三定律，人对地板压力也最小答案AD8.(2016天津蓟县高三模拟)如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管住下滑已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零如
8、果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取10 m/s2，那么该消防队员()A下滑过程中的最大速度为4 m/sB加速与减速过程的时间之比为13C加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为17D加速与减速过程的位移之比为12解析由Lvt解得下滑过程中的平均速度v4 m/s，最大速度为8 m/s，选项A错误；由vmat可知加速与减速过程的时间之比为12，选项B错误；加速下滑过程，由牛顿第二定律，mgf1ma1；减速下滑过程，由牛顿第二定律，f2mgma2；a18 m/s2，a24 m/s2，联立解得加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为17，选项C正确由xat2可得加速下滑位移为x1
9、4 m，减速下滑位移为x28 m，加速与减速过程的位移之比为12，选项D正确答案CD设置目的考查已知受力求运动二、非选择题9.为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状相同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”“A鱼”竖直下潜hA后速度为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零“鱼”在水中运动时，除受重力外，还受浮力和水的阻力已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计求：(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA1；(2)“A鱼”在水中运动时所受
10、阻力fA；(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fAfB.解析(1)“A鱼”在入水前做自由落体运动，有mvA120mgH解得vA1(2)“A鱼”在水中运动时受重力、浮力和水的阻力作用，做匀减速运动，设加速度为aA，有F合F浮fAmgF合maA0mvA12maAhA由题意，知F浮mg综合上述各式，得fAmg()(3)考虑到“B鱼”的受力、运动情况与“A鱼”相似，有fBmg()综合两式，得答案(1)(2)mg() (3)设置目的学会利用草图分析物体运动的过程10有一个冰上推木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；
11、若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败其简化模型如图所示，AC是长度为L17 m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域已知BC长度L21 m，木箱的质量m50 kg，木箱与冰面间的动摩擦因数0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F200 N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取10 m/s2.那么该选手要想游戏获得成功，试求：(1)推力作用在木箱上时的加速度大小；(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件？解析(1)设推力作用在木箱上时，木箱的加速度为a1，根据牛顿运动定律，得Fmgma1解得a13 m/s2(2)设撤去推力后，木箱的加速度
12、大小为a2，根据牛顿运动定律，得mgma2解得a21 m/s2在推力作用在木箱上的时间t内，木箱的位移为x1a1t2撤去力F后木箱继续滑行的距离为x2木箱停在有效区域内，要满足条件L1L2x1x2L1解得1 st s答案(1)推力作用在木箱上时的加速度大小为3 m/s2(2)推力作用在木箱上的时间满足的条件为1 st s设置目的已知受力求运动11(2015山东莱芜)如图所示，一质量为8m的长木板静止在光滑水平面上，某时刻一质量为m的小铁块以速度v从木板的右端滑上木板，已知铁块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，木板足够长，求：(1)铁块与木板的加速度大小：(2)当木板在水平面上加速滑行
13、的距离为x时，铁块在木板上滑行的长度为多少？解析(1)对铁块mgma1解得a1g对木板mgMa2解得a2g(2)木板的位移xa2t2，解得t4铁块的位移x1vta1t2铁块在木板上滑行的距离xx1x9x答案(1)gg(2)9x设置目的牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系思路点拨(1)分别对铁块和木板作受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度；(2)求出木板滑行时间，求出铁块的位移和木板位移作差可得相对位移本题主要考查牛顿第二定律和位移时间公式的应用，注意结果的化简12(2015济南二模)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用一架质量m2
14、kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F36 N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f4 Ng取10 m/s2.(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞求在t5 s时离地面的高度h；(2)当无人机悬停在距离地面高度H100 m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落求无人机坠落地面时的速度v；(3)在无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1.解析(1)根据题意，设上升时加速度为a，由牛顿第二定律Fmgfma解得a6 m/s2由xat2，得上升高度hat2解得h75 m(2)设下落过程加速度为a1，由牛顿第二定律，得下落过程中mgfma1解得a18 m/s2由v22ax，得落地时速度v22a1H解得v40 m/s(3)设恢复升力后向下减速时加速度为a2，由牛顿第二定律，得恢复升力后向下减速运动过程Fmgfma2解得a210 m/s2设恢复升力时的速度为vm，则有H解得vm m/s由vma1t1解得t1 s答案(1)75 m(2)40 m/s(3) s
