第三章 牛顿运动定律 章末素养提升-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（旧教材，教科版）

章末素养提升 命题点一　动力学中的连接体问题 1.(2022·全国甲卷,19)(多选)如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前(　AD　) A.P的加速度大小的最大值为2μg B.Q的加速度大小的最大值为2μg C.P的位移大小一定大于Q的位移大小 D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小 解析:两滑块匀速运动过程中,弹簧对P、Q的弹力大小为kx=μmg,当撤去拉力后,对滑块P由牛顿第二定律有kx′+μmg=ma1,同理对滑块Q有μmg-kx′=ma2,从撤去拉力到弹簧第一次恢复原长过程中,弹力由μmg一直减小到零,所以P的加速度大小的最大值为刚撤去拉力F瞬间的加速度大小,此时P的加速度大小为2μg,而弹簧恢复原长时,Q的加速度大小达到最大值,即Q的最大加速度大小为μg,选项A正确,B错误;由于弹簧恢复原长前滑块P的加速度一直大于Q的加速度,且两滑块初速度相同,所以撤去拉力后P的速度一直不大于同一时刻Q的速度,所以P的位移一定小于Q的位移,选项C错误,D正确。 2.(2022·全国乙卷,15)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时,它们加速度的大小均为(　A　) A. B. C. D. 解析:当两球运动至二者相距时,二者连线与轻绳之间夹角的余弦值cos θ=0.6。设此时轻绳中拉力大小为F1,对轻绳的中点受力分析得F-2F1sin θ=m绳a,又轻绳质量近似为0,解得F1=。对质量为m的小球,由牛顿第二定律有F1=ma,解得a=,A正确。 3.(2020·江苏卷,5)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为(　C　) A.F B. C. D. 解析:设列车做匀加速直线运动的加速度为a,可将后面的38节车厢作为一个整体进行分析,设每节车厢的质量均为m,每节车厢所受的摩擦力和空气阻力的合力大小均为f,则有F-38f=38ma,再将最后面的2节车厢作为一个整体进行分析,设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F′,则有F′-2f=2ma,联立解得F′=F,C正确,A、B、D错误。 命题点二　牛顿运动定律的综合应用 4.(2022·湖南卷,9)(多选)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F阻=kv2,k为常量)。当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为10 m/s;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为5 m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是(　BC　) A.发动机的最大推力为1.5Mg B.当飞行器以5 m/s匀速水平飞行时,发动机推力的大小为Mg C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,飞行器速率为 5 m/s D.当飞行器以5 m/s的速率飞行时,其加速度大小可以达到3g 解析:当飞行器关闭发动机以速率v1=10 m/s匀速下落时,有Mg=k,当飞行器以速率v2=5 m/s 匀速向上运动时,有Mg+k=Fmax,联立解得Fmax=1.25Mg,选项A错误;当飞行器以速率v2=5 m/s匀速水平飞行时,飞行器受重力、推力和空气阻力作用而平衡,由平衡条件有F2=(Mg)2+(k)2,解得F=Mg,选项B正确;当发动机以最大推力Fmax推动飞行器水平飞行时,由平衡条件有-(Mg)2=(k)2,解得v3=5 m/s,选项C正确;当最大推力向下,飞行器以5 m/s的速率向上减速飞行时,其加速度向下达到最大值,由牛顿第二定律有Mg+Fmax+k=Mamax,解得amax=2.5g,选项D错误。 5.(2021·全国甲卷,14)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将(　D　) A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 解析:由