微型讲座3 牛顿运动定律的综合应用-（课件+达标训练）2023新教材新高考物理【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P323] 1．(多选)(2021·赣州月考)如图所示水平面上，O点左侧光滑，右侧粗糙，质量分别为m、2m、3m和4m的4个滑块(视为质点)，用轻质细杆相连，相邻滑块间的距离为L。滑块1恰好位于O点，滑块2、3、4依次沿直线水平向左排开。现对滑块1施加一水平恒力F，在第2个滑块进入粗糙水平面后至第3个滑块进入粗糙水平面前，滑块做匀速直线运动。已知滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则下列判断正确是(　　) A．水平恒力大小为3μmg B．滑块匀速运动的速度大小为 C．在第2个滑块进入粗糙水平面前，滑块的加速度大小为μg D．在水平恒力F的作用下，滑块不能全部进入粗糙水平面 解析　滑块做匀速直线运动，由平衡条件可得F＝μmg＋2μmg＝3μmg，A正确；在第2个滑块进入前，有F－μmg＝(m＋2m＋3m＋4m)a1，解得a1＝，滑块匀速运动的速度大小为v＝＝ ，所以B正确；C错误；假设在水平恒力F的作用下，滑块能全部进入粗糙水平面，由动能定理有F·3L－μmg·3L－2μmg·2L－3μmg·L＝ΔEk，解得ΔEk＝－μmgL，则假设不成立，所以在水平恒力F的作用下，滑块不能全部进入粗糙水平面，则D正确。 答案　ABD 2．(2022·合肥模拟)如图所示，轻弹簧一端拴接在固定的光滑斜面的底端，另一端放置有物体P，物体P与弹簧接触但不拴接，t＝0时系统处于静止状态，现给物体P施加一个方向沿斜面向上的外力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动直到与弹簧分离，在这过程中，外力F与物体运动时间的二次方t2之间关系图像正确的是(　　) 解析　物体开始静止时，合力为零，设匀加速运动加速度为a，经时间t，物体位移x＝at2 由牛顿第二定律得F－kx＝ma，解得F＝ma＋t2 外力F与物体运动时间的二次方t2是一次函数关系，故A、B、D错误；C正确。 答案　C 3．(2021·黑龙江期末)物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB，用水平拉力F拉物体A、B，所得加速度a与拉力F关系图线如图，则(　　) A．μA>μB　mA>m B．μA>μB　mA<mB C．μA＝μB　mA＝mB D．μA<μB　mA>mB 解析　由牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理得a＝F－μg，根据a­F图像可知图像的斜率为k＝，图像纵轴的截距为b＝－μg，则斜率越大，物体的质量越小，截距的绝对值越大的动摩擦因数越大，所以有μA>μB，mA<mB。 答案　B 4．(2022·重庆月考)起重机吊着重力为G的货物在竖直方向上运动，如图所示是货物的位移x随时间t的变化图像，v表示货物的速度，F表示起重机对货物的拉力。下列说法正确的是(　　) A．在0 ～ t1的时间内，货物的速度v增加 B．在0 ～ t3的时间内，起重机对货物的拉力F一定越来越小 C．货物在t1～ t2时间内的平均速度小于在t2～ t3时间内的平均速度 D．如果在0 ～ t3的时间内F>G，则货物一定向下运动 解析　图像的斜率表示速度，在0 ～ t1的时间内，斜率减小，速度减小，A错误；在0 ～ t3的时间内，斜率减小，速度减小，如果货物匀减速上升，则拉力不变，B错误；由图可知，货物在t1～ t2时间内的位移等于t2～ t3时间内的位移，但是时间间隔较小，所以货物在t1～ t2时间内的平均速度大于在t2～ t3时间内的平均速度，C错误；在0 ～ t3的时间内，斜率减小，速度减小，如果F>G，则货物一定向下运动，D正确。 答案　D 5．(2021·临沂一模)如图，轻弹簧的下端与Q连接，上端与P连接。已知P、Q质量相等，P静止时弹簧压缩量为x0，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，至Q恰好离开地面。下列表示F和x之间关系的图像，可能正确的是(　　) 解析　 设P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得mg＝kx0 当x＜x0时，弹簧对P的弹力为F1＝k(x0－x) 对P，由牛顿第二定律得F＋F1－mg＝ma，F＝kx＋ma 当x＞x0后，弹簧拉伸F－k(x－x0)－mg＝ma，仍可得F＝kx＋ma F与x是线性关系，且F随x的增大而增大，当Q对地面压力为零时弹簧被拉伸，拉力等于Q的重力，因此形变量也为x0，所以P上升的距离为2x0，所以B正确，A、C、D错误。 答案　B 6．(2021·梅河口月考)如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，物块A与物块B并排放在斜面上，斜面底端固定着与斜面垂直的挡板，轻弹簧的一端固定在挡板上，另一端与A连接，开始时A、B处于静止状态，现对物块B施加一平行于斜面向上的力F，使B沿斜面向上做匀加速