2018年秋东方思维高三物理第一轮复习课时跟踪练：章末整合提升3 Word版含解析.pdf

章末整合提升章末整合提升 1(多选多选)(2015·全国卷全国卷)如图甲，一物块在如图甲，一物块在 t0 时刻滑上一固 定斜面， 其运动的 时刻滑上一固 定斜面， 其运动的v-t图线如图乙所示 若重力加速度及图中的图线如图乙所示 若重力加速度及图中的v0、 v1、 t1均为已知量，则可求出均为已知量，则可求出( ) 图甲 图乙图甲 图乙 A斜面的倾角斜面的倾角 B物块的质量物块的质量 C物块与斜面间的动摩擦因数物块与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高度物块沿斜面向上滑行的最大高度 命题意图 ： 本题考查牛顿第二定律、受力分析、速度图象及其相 关的知识点，意在考查考生运用相关知识分析解决实际问题的能 力难度中等偏难 命题意图 ： 本题考查牛顿第二定律、受力分析、速度图象及其相 关的知识点，意在考查考生运用相关知识分析解决实际问题的能 力难度中等偏难 解析：解析：由运动的由运动的 v-t 图线可求出物块向上滑行的加速度和返回向 下滑行的加速度， 对上升时和返回时分析受力， 运用牛顿第二定律可 图线可求出物块向上滑行的加速度和返回向 下滑行的加速度， 对上升时和返回时分析受力， 运用牛顿第二定律可 分别列出方程， 联立两个方程可解得斜面倾角和物块与斜面之间的动 摩擦因数，选项 分别列出方程， 联立两个方程可解得斜面倾角和物块与斜面之间的动 摩擦因数，选项 A、C 正确；根据运动的正确；根据运动的 vt 图线与横轴所围面积表 示位移可求出物块向上滑行的最大高度，选项 图线与横轴所围面积表 示位移可求出物块向上滑行的最大高度，选项 D 正确正确 答案：答案：ACD 2(多选多选)(2015·全国卷全国卷)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 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的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩 P 和和 Q 间的拉力大 小为 间的拉力大 小为 F； 当机车在西边拉着车厢以大小为； 当机车在西边拉着车厢以大小为 a 的加速度向西行驶时，的加速度向西行驶时， P 2 2 3 3 和和 Q 间的拉力大小仍为间的拉力大小仍为 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 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( ) A8 B10 C15 D18 命题意图：本题借助连接体问题考查了牛顿第二定律和隔离法， 意在考查考生的逻辑推理能力 命题意图：本题借助连接体问题考查了牛顿第二定律和隔离法， 意在考查考生的逻辑推理能力 解析：解析：设每节车厢的质量为设每节车厢的质量为 m，这列车厢的节数为，这列车厢的节数为 n，东边车厢 的节数为 ，东边车厢 的节数为 x，西边车厢的节数为，西边车厢的节数为 nx.当机车在东边拉车厢时，对西 边车厢受力分析，由牛顿第二定律可得 当机车在东边拉车厢时，对西 边车厢受力分析，由牛顿第二定律可得 F(nx)ma； 当机车在西边 拉车厢时，对东边车厢受力分析，由牛顿第二定律可得 ； 当机车在西边 拉车厢时，对东边车厢受力分析，由牛顿第二定律可得 F max， 2 2 3 3 联立可得联立可得 n x，x 为为 3 的倍数，则的倍数，则 n 为为 5 的倍数，选项的倍数，选项 B、C 正确，正确， 5 5 3 3 选项选项 A、D 错误错误 答案：答案：BC 3(2017·全国卷全国卷)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰 面上与起跑线相距 为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰 面上与起跑线相距 s0和和 s1(s1s0)处分别放置一个挡板和一面小旗，如 图所示训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以 处分别放置一个挡板和一面小旗，如 图所示训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以 速度速度 v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰 球被击出的同时， 运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗 训练要 求当冰球到达挡板时， 运动员至少到达小旗处 假定运动员在滑行过 程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为 击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰 球被击出的同时， 运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗 训练要 求当冰球到达挡板时， 运动员至少到达小旗处 假定运动员在滑行过 程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为 v1.重力加速度大小为重力加速度大小为 g. 求：求： (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数；冰球与冰面之间的动摩擦因数； (2)满足训练要求的运动员的最小加速度满足训练要求的运动员的最小加速度 命题意图：本题考查运动学公式与动能定理的应用命题意图：本题考查运动学公式与动能定理的应用 解析 ：解析 ： (1)设冰球的质量为设冰球的质量为 m， 冰球与冰面之间的动摩擦因数为， 冰球与冰面之间的动摩擦因数为 ， 由动能定理得 ， 由动能定理得 mgs0 mv mv ， 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 0 0 解得解得 . v vv 2 2g gs s0 0 ( (2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗 处的运动员的加速度最小 设这种情况下， 冰球和运动员的加速度大 小分别为 冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗 处的运动员的加速度最小 设这种情况下， 冰球和运动员的加速度大 小分别为 a1和和 a2，所用的时间为，所用的时间为 t.由运动学公式得由运动学公式得 v v 2a1s0 2 2 0 02 2 1 1 v0v1a1t s1 a2t2 1 1 2 2 联立式得联立式得 a2. s s1 1 （ （v 1 1 v0 0） ）2 2 2 2s s 答案：答案：(1) (2) v vv 2 2g gs s0 0 s s1 1 （ （v 1 1 v0 0） ）2 2 2 2s s 4(2017·全国卷全国卷)如图，两个滑块如图，两个滑块 A 和和 B 的质量分别为的质量分别为 mA1 kg 和和 mB5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板 间的动摩擦因数均为 ，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板 间的动摩擦因数均为 10.5；木板的质量为；木板的质量为 m4 kg，与地面间的 动摩擦因数为 ，与地面间的 动摩擦因数为 20.1.某时刻某时刻 A、B 两滑块开始相向滑动，初速度大 小均为 两滑块开始相向滑动，初速度大 小均为 v03 m/s.A、B 相遇时，相遇时，A 与木板恰好相对静止设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 与木板恰好相对静止设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 g10 m/s2.求：求： (1)B 与木板相对静止时，木板的速度；与木板相对静止时，木板的速度； (2)A、B 开始运动时，两者之间的距离开始运动时，两者之间的距离 命题意图 ： 本题通过滑块命题意图 ： 本题通过滑块木板模型考查牛顿运动定律、匀变速 直线运动规律等相关知识点 木板模型考查牛顿运动定律、匀变速 直线运动规律等相关知识点 解析：解析：(1)滑块滑块 A 和和 B 在木板上滑动时，木板也在地面上滑 动设 在木板上滑动时，木板也在地面上滑 动设 A、B 和木板所受的摩擦力大小分别为和木板所受的摩擦力大小分别为 Ff1、Ff2和和 Ff3，A 和和 B 相对于地面的加速度大小分别为相对于地面的加速度大小分别为 aA和和 aB，木板相对于地面的加速度 大小为 ，木板相对于地面的加速度 大小为 a1，在物块，在物块 B 与木板达到共同速度前有与木板达到共同速度前有 Ff11mAg， Ff21mBg， Ff32(mmAmB)g， 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 Ff1mAaA， Ff2mBaB， Ff2Ff1Ff3ma1， 设在设在 t1时刻，时刻，B 与木板达到共同速度，其大小为与木板达到共同速度，其大小为 v1，由运动学公 式有 ，由运动学公 式有 v1v0aBt1， v1a1t1， 联立式，代入已知数据得联立式，代入已知数据得 v11 m/s. (2)在在 t1时间间隔内，时间间隔内，B 相对于地面移动的距离为相对于地面移动的距离为 sBv0t1 aBt ， 1 1 2 2 2 2 1 1 设在设在 B 与木板达到共同速度与木板达到共同速度 v1后，木板的加速度大小为后，木板的加速度大小为 a2， 对于对于 B 与木板组成的体系，由牛顿第二定律有与木板组成的体系，由牛顿第二定律有 Ff1Ff3(mBm)a2， 由式知，由式知，aAaB； 再由式知，； 再由式知，B 与木板达到共同速 度时， 与木板达到共同速 度时，A 的速度大小也为的速度大小也为 v1，但运动方向与木板相反由题意知，但运动方向与木板相反由题意知，A 和和 B 相遇时，相遇时，A 与木板的速度相同，设其大小为与木板的速度相同，设其大小为 v2，设，设 A 的速度大 小从 的速度大 小从 v1变到变到 v2所用的时间为所用的时间为 t2，则由运动学公式对木板有 ：，则由运动学公式对木板有 ： v2v1 a2t2， 对对 A 有：有：v2v1aAt2， 在在 t2时间间隔内，时间间隔内，B(以及木板以及木板)相对地面移动的距离为相对地面移动的距离为 s1v1t2 a2t ， 1 1 2 2 2 2 2 2 在(在(t1t2)时间间隔内，时间间隔内，A 相对地面移动的距离为相对地面移动的距离为 sAv0(t1t2) aA(t1t2)2， 1 1 2 2 A 和和 B 相遇时，相遇时，A 与木板的速度也恰好相同，因此与木板的速度也恰好相同，因此 A 和和 B 开始 运动时，两者之间的距离为 开始 运动时，两者之间的距离为 s0sAs1sB， 联立以上各式，并代入数据得联立以上各式，并代入数据得 s01.9 m， (也可用如图所示的速度也可用如图所示的速度时间图线求解时间图线求解) 答案：答案：(1)1 m/s (2)1.9 m 5(2015·全国卷全国卷)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放 置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为 一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放 置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为 4.5 m，如图甲所示，如图甲所示t0 时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右 运动，直至 时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右 运动，直至 t1 s 时木板与墙壁碰撞时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短碰撞时间极短)碰撞前后木板 速度大小不变，方向相反 ； 运动过程中小物块始终未离开木板已知 碰撞后 碰撞前后木板 速度大小不变，方向相反 ； 运动过程中小物块始终未离开木板已知 碰撞后 1 s 时间内小物块的时间内小物块的 vt 图线如图乙所示 木板的质量是小物块 质量的 图线如图乙所示 木板的质量是小物块 质量的 15 倍，重力加速度大小倍，重力加速度大小 g 取取 10 m/s2.求：求： 图甲 图乙图甲 图乙 (1)木板与地面间的动摩擦因数木板与地面间的动摩擦因数 1及小物块与木板间的动摩擦因 数 及小物块与木板间的动摩擦因 数 2； (2)木板的最小长度；木板的最小长度； (3)木板右端离墙壁的最终距离木板右端离墙壁的最终距离 命题意图：本题主要考查牛顿运动定律、板块模型、速度图象、 匀变速直线运动规律， 意在考查考生运用力学知识解决实际问题的能 命题意图：本题主要考查牛顿运动定律、板块模型、速度图象、 匀变速直线运动规律， 意在考查考生运用力学知识解决实际问题的能 力力 解析：解析：(1)规定向右为正方向木板与墙壁相碰前，小物块和木 板一起向右做匀变速运动，设加速度为 规定向右为正方向木板与墙壁相碰前，小物块和木 板一起向右做匀变速运动，设加速度为 a1，小物块和木板的质量分 别为 ，小物块和木板的质量分 别为 m 和和 M.由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有 1(mM)g(mM)a1， 由题图乙可知，木板与墙壁碰撞前瞬间的速度由题图乙可知，木板与墙壁碰撞前瞬间的速度 v1 4m/s，由运 动学公式有 ，由运 动学公式有 v1v0a1t1， x0v0t1 a1t ， 1 1 2 2 2 2 1 1 式中，式中，t11 s，x04.5 m 是木板碰撞前的位移，是木板碰撞前的位移，v0是小物块和 木板开始运动时的速度 是小物块和 木板开始运动时的速度 联立式和题给条件得联立式和题给条件得 10.1， 在木板与墙壁碰撞后，木板以在木板与墙壁碰撞后，木板以v1的初速度向左做匀变速运动， 小物块以 的初速度向左做匀变速运动， 小物块以 v1的初速度向右做匀变速运动设小物块的加速度为的初速度向右做匀变速运动设小物块的加速度为 a2， 由牛顿第二定律有 ， 由牛顿第二定律有 2mgma2， 由题图乙可得由题图乙可得 a2， v2 2v1 1 t t2 2t1 1 式中，式中，t22 s，v20，联立式和题给条件得，联立式和题给条件得 20.4. (2)设碰撞后木板的加速度为设碰撞后木板的加速度为 a3，经过时间，经过时间t，木板和小物块刚 好具有共同速度 ，木板和小物块刚 好具有共同速度 v3.由牛顿第二定律及运动学公式得由牛顿第二定律及运动学公式得 2mg1(Mm)gMa3， v3v1a3t， v3v1a2t， 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中， 木板运动的 位移为 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中， 木板运动的 位移为 x1t， v1 1v3 3 2 2 小物块运动的位移为小物块运动的位移为 x2t， v v1 1v3 3 2 2 小物块相对木板运动的位移为小物块相对木板运动的位移为 xx2x1， 联立式，并代入数值得联立式，并代入数值得 x6.0 m 因为运动过程中小物块没有脱离木板， 所以木板的最小长度应为因为运动过程中小物块没有脱离木板， 所以木板的最小长度应为 6.0 m. (3)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直 至停止，设加速度为 在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直 至停止，设加速度为 a4，此过程中小物块和木板运动的位移为，此过程中小物块和木板运动的位移为 x3.由 牛顿第二定律及运动学公式得 由 牛顿第二定律及运动学公式得 1(mM)g(mM)a4， 0v 2a4x3， 2 2 3 3 碰后木板运动的位移为碰后木板运动的位移为 xx1x3， 联立式，并代入数值得联立式，并代入数值得 x6.5 m， 木板右端离墙壁的最终距离为木板右端离墙壁的最终距离为 6.5 m. 答案：答案：(1)0.1 0.4 (2)6.0 m (3)6.5 m