2013高考物理一轮总复习专题训练 专题 牛顿运动定律的综合应用（含解析）.doc

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1、第3讲专题牛顿运动定律的综合应用1.图3－3－10(2010·日照模拟)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图3－3－10所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．伸长量为B．压缩量为C．伸长量为D．压缩量为解析：分析m2的受力情况可得：m2gtanθ＝m2a，得

2、出：a＝gtanθ，再对m1应用牛顿第二定律，得：kx＝m1a，x＝，因a的方向向左，故弹簧处于伸长状态，故A正确．答案：A2.图3－3－11如图3－3－11所示，在光滑的水平面上，A、B两物体的质量mA＝2mB，A物体与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体B沿水平向左运动，使弹簧压缩到最短时，A、B两物体间作用力为F，则弹簧给A物体的作用力的大小为(　　)A．FB．2FC．3FD．4F解析：对B由牛顿第二定律得F＝mBa①对A、B整体由牛顿第二定律得F弹＝(mA＋mB)a②mA＝2mB③由①②③得：F

3、弹＝3F，所以选项C正确．答案：C3．如右-3-图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右做匀加速运动时(空气阻力不计)，两个小球稳定后所处的位置下列各图中正确的是(　　)解析：两个小球稳定后与车厢一起向右做匀加速运动，它们的加速度相同，先使用整体法求得a＝gtanθ，再使用隔离法研究B物体a＝gtanθ，与竖直方向的角度相同，所以OA与AB在一条线上，B正确．答案：B4.图3－3－12如图3－3－12所示，在光滑的水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到向右的恒力FB＝2N，A受到

4、的水平力FA＝(9－2t)N(t的单位是s)．从t＝0开始计时，则(　　)A．A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的倍B．t＞4s后，B物体做匀加速直线运动C．t＝4.5s时，A物体的速度为零D．t＞4.5s后，A、B的加速度方向相反解析：对于A、B整体根据牛顿第二定律有FA＋FB＝(mA＋mB)a，开始时合力为11N,3秒末合力为5N，故A正确．设A、B间的作用力为FN，则对B进行分析，由牛顿第二定律可得：FN＋FB＝mBa，解得FN＝mB－FB＝N．当t＝4s时，FN＝0，A、B两物体开始分离，此后B做匀加速直线运动，故B正确；而A做加

5、速度逐渐减小的加速运动，当t＝4.5s时，A物体的加速度为零而速度不为零，故C错误．t＞4.5s后，A所受合外力反向，即A、B的加速度方向相反，故D正确．当t＜4s时，A、B的加速度均为a＝.综上所述，选项A、B、D正确．答案：ABD5.图3－3－13如图3－3－13所示，光滑水平面上静止放着长L＝1m，质量为M＝3kg的木板(厚度不计)，一个质量为m＝1kg的小物体放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数μ-3-＝0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F.(g取10m/s2)(1)为使小物体不掉下去，F不能超过多少？(2)如果拉力F＝10N

6、恒定不变，求小物体所能获得的最大速率？解析：(1)为使小物体不掉下去，必须让小物体和木板相对静止，即两者具有相同的加速度，把小物体和木板看作整体，则由牛顿第二定律得F＝(M＋m)a，对小物体受力分析可知，其合力为静摩擦力，而最大静摩擦力提供最大的加速度，即μmg＝ma，联立两个式子可得：F＝μ(M＋m)g＝0.1×(3＋1)×10N＝4N.(2)小物体的加速度a1＝＝μg＝0.1×10m/s2＝1m/s2，木板的加速度a2＝＝m/s2＝3m/s2，由a2t2－a1t2＝L，解得小物体滑出木板所用时间t＝1s，小物体离开木板时的速度v1＝a1

7、t＝1m/s.答案：(1)4N　(2)1m/s-3-