1、智浪教育普惠英才文库1重点强化卷(三) 牛顿运动定律的应用(建议用时：60 分钟)一、选择题1下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( )A用天平测量物体的质量B用弹簧测力计测物体的重力C用温度计测舱内的温度D用水银气压计测舱内气体的压强【解析】 绕地球飞行的太空实验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平支持物没有压力，对悬挂物没有拉力用天平测量物体质量时，利用的是物体和砝码对盘的压力产生的力矩，压力为 0 时，力矩也为 0，因此在大空实验舱内不能完成同理，水银气压计也不能测出舱内气体压强物体处于失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧测力计不能测出物体的
2、重力温度计是利用了热胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度故只有选项 C 正确【答案】 C2利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落 H 后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了 h.计算机显示该同学受到地面支持力 FN 随时间变化的图象如图 1 所示根据图象提供的信息，以下判断错误的是 ( )图 1A在 0 至 t2 时间内该同学处于失重状态B在 t2 至 t3 时间内该同学处于超重状态Ct 3 时刻该同学的加速度为零D在 t3 至 t4 时间内该同学的重心继续下降智浪教育普惠英才文库2【解析】 由图象可以看出，在 0 至 t2 时间内该同学受到地面支持
3、力小于重力，由牛顿第二定律可知该同学处于失重状态，而在 t2 至 t3 时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，A、B 正确；t 3 时刻该同学受到的支持力最大，且 F1 大于重力，由牛顿第二定律可知 a0，C 错误；在 t3 至 t4 时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，D 正确【答案】 C3如图 2 所示，底板光滑的小车上用两个量程为 20 N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为 1 kg 的物块在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为 10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为 8 N，这时小车运动的加速度大小是 (
4、 )图 2A2 m/s 2 B4 m/s 2C6 m/s 2 D8 m/s 2【解析】 当弹簧测力计甲的示数变为 8 N 时，弹簧测力计乙的示数变为12 N，这时物块所受的合力为 4 N由牛顿第二定律 Fma 得物块的加速度a 4 m/s 2，故选项 B 正确Fm【答案】 B4四个质量相等的金属环，环环相扣，在一竖直向上的恒力 F 作用下，四个金属环匀加速上升则环 1 和环 2 间的相互作用力大小为( )图 3A. F B. F14 12C. F DF34智浪教育普惠英才文库3【解析】 设每个金属环的质量为 m，对整体分析 ，根据牛顿第二定律得，F4mg 4ma ；对环 1 分析，根据牛顿第二
5、定律得 ，F F 1mg ma，解得F1 F.故选 C.34【答案】 C5(多选 )如图 4 所示，质量为 2 kg 的物体在水平恒力 F 的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为 x t 2t ，物体与地面间的动摩擦因数为 0.4，g 取 10 m/s2，以下结论正确的是( )图 4A匀变速直线运动的初速度为 1 m/sB物体的位移为 12 m 时速度为 7 m/sC水平恒力 F 的大小为 4 ND水平恒力 F 的大小为 12 N【解析】 根据 xv 0t at 2t 2t，知 v01 m/s，a2 m/s 2，故 A 正确；12根据 v2v 2ax 得，v m/s7 m/s
6、，故 B 正确；根20 1 2212据牛顿第二定律得，Fmgma，解得 Fmamg12 N，故 C 错误，D 正确【答案】 ABD6已知空气阻力与速率成正比，某小球在竖直上抛后运动的全过程中的速度时间( vt)图可能正确的是 ( )智浪教育普惠英才文库4【解析】 设物体所受的阻力 fkv，物体的质量为 m，则在物体上升的过程中有 mgfma 1，即 mgkvma 1，a 1 g ，由于上升过程中mg kvm kvm物体的速度越来越小，故物体的加速度 a1 越来越小，故 vt 图的斜率的绝对值越来越小在下落过程中有 mgkvma 2，a 2 gmg kvm kvm下落过程中物体的速度越来越大，故
7、物体的加速度越来越小，则 vt 图的斜率的绝对值也越来越小，故 A 正确【答案】 A7如图 5 所示，质量分别为 m、2m 的物体 A、B 由轻质弹簧相连后放置在匀速上升的电梯内，当电梯钢索断裂的瞬间，物体 B 的受力个数( )图 5A2 个 B3 个C4 个 D1 个【解析】 因电梯匀速上升，则 A 受力平衡，则弹簧处于压缩状态 ，故弹簧对 B 有向下的弹力；当钢索断开时，弹簧的形变量不变 ，故 B 受向下的重力及弹力的作用，加速度大于电梯的加速度，B 与电梯之间一定有弹力作用 ，故B 应受到 3 个力作用，故选 B.【答案】 B8如图 6 所示，所受重力为 G 的均匀小球放在倾角为 的斜面
8、上，球被与斜面夹角为 的木板挡住，球面、木板均光滑，若使球对木板压力最小，则木板与斜面间夹角 应为 ( )智浪教育普惠英才文库5图 6A B90C90 D90【解析】 以小球为研究对象，当平板位于任意方向时，作出小球的受力图，小球受到重力 mg、平板的支持力 N1 和斜面的支持力 N2，根据平衡条件得知：N1 和斜面的支持力 N2 的合力与重力 mg 总是大小相等、方向相反斜面的支持力 N2 方向总与斜面垂直向上，当平板的方向变化时，由图看出，当 N1 和 N2 垂直时，平板对小球的支持力 N1 最小，此时平板与斜面垂直，即 .2故选 C.【答案】 C9(多选 )如图 7 所示，带有长方体盒子
9、的斜劈 A 放在固定的斜面体 C 上，在盒子内放有光滑球 B，B 恰与盒子前、后壁 P、 Q 点相接触若使斜劈 A 在斜面体 C 上由静止释放，以下说法正确的是( )图 7A若 C 的斜面光滑，斜劈 A 由静止释放，则 P 点对球 B 有压力B若 C 的斜面光滑，斜劈 A 以一定的初速度沿斜面向上滑行，则 P、Q对 B 均无压力C若 C 的斜面粗糙，斜劈 A 沿斜面匀速下滑，则 P、Q 对 B 均无压力D若 C 的斜面粗糙，斜劈 A 沿斜面加速下滑，则 Q 点对球 B 有压力【解析】 当斜面光滑，斜劈是由静止释放还是以一定的初速度沿斜面上滑，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下；根
10、据牛顿第二定律，知 B 球的合力方向沿斜面向下，所以 B 球受重力、底部的支持力、以及 Q对球的弹力，知 P 点对球无压力，Q 点对球有压力，故 A、B 错误斜劈 A 沿斜面匀速下滑，知 B 球处于平衡状态，受重力和底部的支持力平衡 ，所以智浪教育普惠英才文库6P、Q 对球均无压力，故 C 正确斜劈 A 沿斜面加速下滑 ，斜劈和球这个整体具有相同的加速度，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律，知 B 球的合力方向沿斜面向下，所以 B 球受重力、底部的支持力、以及 Q 对球的弹力，故 D 正确【答案】 CD二、计算题10.如图 8 所示，质量为 2 kg 的物体在 40 N 水平推力作用下，从静止开
11、始1 s 内沿竖直墙壁匀加速下滑 3 m求：(g 取 10 m/s2)图 8(1)物体运动的加速度大小；(2)物体受到的摩擦力大小；(3)物体与墙间的动摩擦因数【解析】 (1)由 x at 2， 可得：12a m/s26 m/s 2.2xt 2 2312(2)分析物体受力情况如图所示：水平方向：物体所受合外力为零，F NF40 N竖直方向：取向下为正方向，由牛顿第二定律得mgF fma，可得：F fmgma 8 N.(3)物体与墙间的滑动摩擦力 FfF N所以 0.2.FfFN 840【答案】 (1)6 m/s2 (2)8 N (3)0.2智浪教育普惠英才文库711如图 9 所示，光滑水平面上
12、放着长 L2 m，质量为 M4.5 kg 的木板(厚度不计 )，一个质量为 m1 kg 的小物体放在木板的最右端，m 和 M 之间的动摩擦因数 0.1，开始均静止今对木板施加一水平向右的恒定拉力 F，(g取 10 m/s2)求：图 9(1)为使小物体不从木板上掉下，F 不能超过多少；(2)如果拉力 F10 N，小物体能获得的最大速度【解析】 (1)物块随木板运动的最大加速度为 a对小物体由牛顿第二定律：mgma对整体由牛顿第二定律得：F m(Mm)a 解得：F m5.5 N.(2)因施加的拉力 F 5.5 N，故物块相对木板相对滑动，木板对地运动的加速度为 a1，对木板由牛顿第二定律：FmgM
13、a 1物块在木板上相对运动的时间为 t, L a1t 2 at 212 12解得：t2 s物块脱离木板时的速度最大，v mat2 m/s.【答案】 (1)5.5 N (2)2 m/s12避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图 11 竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为 的斜面一辆长12 m 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为 23 m/s 时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了 4 m 时，车头距制动坡床顶端 38 m，再过一段时间，货车停止已知货车质量是货物质量的 4 倍，货物与车厢间的动摩擦因数为
14、0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的 0.44 倍货物与货车分别视为小滑块和平板，取 cos 1，sin 0.1，g 取 10 m/s2.求：智浪教育普惠英才文库8图 10(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；(2)制动坡床的长度图 11【解析】 (1)设货物的质量为 m，货物在车厢内滑动过程中 ，货物与车厢间的动摩擦因数 0.4， 受摩擦力大小为 Ff，加速度大小为 a1，则Ffmgsin ma 1 Ffmgcos 联立式并代入数据得 a15 m/s 2 a1 的方向沿制动坡床向下(2)设货车的质量为 M，车尾位于制动坡床底端时的车速为 v23 m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端 s038 m 的过程中，用时为 t，货物相对制动坡床的运动距离为 s1，在车厢内滑动的距离 s4 m，货车的加速度大小为 a2，货车相对制动坡床的运动距离为 s2.货车受到制动坡床的阻力大小为F，F 是货车和货物总重的 k 倍，k0.44，货车长度 l012 m，制动坡床的长度为 l，则Mgsin FF fMa 2 Fk(mM )g s1vt a1t2 12s2vt a2t2 12ss 1s 2 ll 0s 0s 2 联立式并代入数据得 l98 m.智浪教育普惠英才文库9【答案】 (1)5 m/s2，方向沿制动坡床向下 (2)98 m
