1、智浪教育 -普惠英才文库 1 重点强化练 (二 ) 牛顿运动定律的综合应用 (限时： 45分钟 ) (对应学生用书第 277 页 ) 一、选择题 (共 10 小题，每小题 6 分， 1 6 为单选题， 7 10 为多选题 ) 1 (2018淄博高三质检 )放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态 (如图 1 所示 )，后发现木箱突然被弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是 ( ) 图 1 A匀速上升 B加速上升 C减速上升 D减速下降 C 木箱突然被拉动，表明木箱所受摩擦力变小了，也表明木箱与地板之间的弹力变小了，重力大于弹力，合力向下，处于失重状态，选项 C 正确
2、 2 (2018贵州贵阳监测 )如图 2 所示，质量为 m 的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住而处于静止状态现用一个水平力 F 拉斜面体，使球和斜面体在水平面上一起做加速度为 a 的匀加速直线运动，若忽略一切摩擦，与球静止时相比 ( ) 【导学号： 84370139】 图 2 A竖直挡板对球的弹力不一定增大 B斜面对球的弹力保持不变 智浪教育 -普惠英才文库 2 C斜面和竖直挡板对球的弹力的合力等于 ma D若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零 B 球受重力和两个弹力作用，斜面对球的弹力的竖直分力等于球的重力，故斜面对球的弹力不变， B项正确， D项错误；竖直挡板对球的弹力与斜
3、面对球的弹力的水平分力之差等于 ma，当整体匀加速运动时，竖直挡板对球的弹力随加速 度的增大而增大， A项错误；两弹力的合力的水平分力等于 ma，竖直方向分力等于 mg，所以 C 项错误 3广州塔，昵称小蛮腰，总高度达 600 米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在 t 0 时由静止开始上升， a t 图象如图 3 所示则下列相关说法正确的是 ( ) 图 3 A t 4 5 s 时，电梯处 于失重状态 B 5 55 s 时间内，绳索拉力最小 C t 59 5 s 时，电梯处于超重状态 D t 60 s 时，电梯速度恰好为零 D 利用 a t
4、图象可判断： t 4 5 s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则 A错误； 0 5 s时间内，电梯处于超重状态，拉力 重力，5 s 55 s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力重力， 55 s 60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力 重力，综上所述， B、 C 错误；因 a t 图线与 t 轴所围的 “ 面积 ” 代表速度改变量，而图中横轴上方的 “ 面积 ” 与横轴下方的 “ 面积 ” 相等，则电梯 的速度在 t 60 s时为零， D正确 4 (2018湖南六校联考 )如图 4 所示，倾斜的长杆 (与水平面成 角 )上套有一个质量为 M 的环，环通过细线吊一个质量为 m 的小球，当环在
5、某拉力的作用下在长杆上滑动时，稳定运动的情景如图所示，其中虚线表示竖直方向，那么以下说法正确的是 ( ) 【导学号： 84370140】 智浪教育 -普惠英才文库 3 图 4 A环一定沿长杆向下加速 运动 B环的加速度一定沿杆向上 C环的加速度一定大于 gsin D环一定沿杆向上运动 B 稳定运动时，球与环保持相对静止，它们的运动状态相同，且运动方向均与杆平行对小球受力分析如图，可知小球所受合力平行于杆向上，说明加速度方向沿杆向上，则环的加速度方向也沿杆向上，但它们的运动方向不确定，两者可能沿杆向上加速运动，也可能沿杆向下减速运动，则B正确， A、 D错误；由于不知道细线与竖直方向的夹角，则不
6、能判断出小球的加速度与 gsin 的大小关系，则 C 项错误 5如图 5 所示，物块 A 和 B 的质量分别为 4m 和 m，开始 A、 B 均静止，细绳拉直，在竖直向上的拉力 F 6mg 作用下，动滑轮竖直向上加速运动已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块 A 和 B的加速度大小分别为 ( ) 【导学号： 84370141】 图 5 智浪教育 -普惠英才文库 4 A aA 12g， aB 5g B aA aB 5g C aA 14g， aB 3g D aA 0， aB 2g D 对动滑轮分析，根据牛顿第二定律，有 F 2T m
7、 轮 a，又 m 轮 0，则 T F2 3mg；对物块 A 分析，由于 T 4mg，所以物块 A 静止， aA 0；同理，对物块 B分析， aB T mgm 2g故选项 D正确 6 (2018内蒙古模拟 )如图 6 所示，质量为 m1 和 m2 的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力 F 作用下，先沿水平面，再沿斜面 (斜面与水平面成 角 )，最后竖直向上运动则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是 (不计摩擦 )( ) 图 6 A由大变小 B由小变大 C始终不变 D由大变小再变大 C 设细线上的张力为 F1，要求 F1，选 受力少的物体 m1为研究对象较好；此外还必须知道物体 m1的加
8、速度 a，要求加速度 a，则选 m1、 m2整体为研究对象较好在水平面上运动时： F1 m1g m1a F (m1 m2)g (m1 m2)a 联立 解得： F1 m1Fm1 m2在斜面上运动时： F1 m1gsin m1gcos m1a F (m1 m2)gsin (m1 m2)gcos (m1 m2)a 联立 解得： F1 m1Fm1 m2智浪教育 -普惠英才文库 5 同理可得，竖直向上运动时，细 线上的张力 F1仍是 m1Fm1 m2，故选 C 7如图 7 所示，一个质量为 M 的物体 A 放在光滑的水平桌面上，当在细绳下端挂上质量为 m 的物体 B时，物体 A 的加速度为 a，绳中张力
9、为 T，则 ( ) 【导学号： 84370142】 图 7 A a g B a mgM m C T mg D T MM mmg BD 以 A、 B整体为研究对象， mg (M m)a，可得加速度为 a mgM m，选项 B正确；隔离 A 受力分析可得 T Ma MM mmg，选项 D正确 8某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图 8 甲所示，他使木块以初速度 v0 4 m/s 的速度沿倾角 30的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的 v t 图线如图乙所示， g 取 10 m/s2，则根据题意计
10、算 出的下列物理量正确的是 ( ) 图 8 A上滑过程中的加速度的大小 a1 8 m/s2 B木块与斜面间的动摩擦因数 35 C木块回到出发点时的速度大小 v 2 m/s 智浪教育 -普惠英才文库 6 D木块经 2 s 返回出发点 ABC 由题图乙可知，木块经 0 5 s滑至最高点，由加速度定义式 a vt，得上滑过程加速 度的大小 a1 v0t1 8 m/s2， A正确上滑过程中受重力、沿斜面向下的摩擦力，由牛顿第二定律有 mgsin mgcos ma1，代入数据得 35 ， B正确下滑的距离等于上滑的距离，则 x v202a1 1 m，下滑时摩擦力方向向上，由牛顿第二定律得 mgsin m
11、gcos ma2，解得 a2 gsin gcos 2 m/s2，下滑至出发点的速度大小为 v 2a2x 2 m/s， C 正确下滑的时间 t va2 1 s，所以木块返回出发点的时间t 总 t t 0 5 s 1 s 1 5 s， D错误 9如图 9 甲所示，物体原来静止在水平面上，今用一水平外力 F 拉物体，在 F从 0 开始逐渐增大的过程中，加速度 a 随外力 F 变化的图象如图乙所示， g取 10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则可以计算出 ( ) 【导学号： 84370143】 图 9 A物体与水平面间的最大静摩擦力 B F 为 14 N 时物体的速度 C物体与水平面间的动摩
12、擦因数 D物体的质量 ACD 物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力根据牛顿第二定律得 F mg ma，解得 a Fm g，由 a与 F 图线得 m 2 kg， 0 3，故 C、 D正确； a 0时， F 为 6 N，即最大静摩擦力为 6 N，故A正确；由于物体先静止后做变加速运动，无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移，又 F 为变力无法求 F 做的功，从而 也无法根据动能定理求速度，故 B错误 智浪教育 -普惠英才文库 7 10如图 10 所示，斜面倾角为 ，斜面上 AB段光滑，其他部分粗糙，且斜面足够长一带有速度传感器的小物块 (可视为质点 )自 A 点由静止开始沿斜面下滑，
13、速度传感器上显示的速度与运动时间的关系如下表所示： 图 10 时间 (s) 0 1 2 3 4 5 6 速度 (m/s) 0 6 12 17 21 25 29 取 g 10 m/s2，则 ( ) A小物块的质量 m 2 kg B斜面的倾角 37 C小物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数 0 25 D AB间的距离 xAB 18 75 m BCD 当小物块在 AB段运动时，设加速度为 a1，则 a1 gsin ，由题表可知 a1 12 02 0 m/s2 6 m/s2，所以斜面倾角 37，选项 B 正确；设经过 B 点后物块的加速度为 a2，则有 a2 gsin gcos ，由题表可知 a2 29
14、216 4 m/s2 4 m/s2，所以 0 25，选项 C 正确；可以判断 B点对应于 2 3 s之间的某个时刻，设 t1为从第 2 s运动至 B点所用时间， t2为从B点运动至第 3 s所用时间，则有 t1 t2 1 s,12 m/s a1t1 17 m/s a2t2，解得 t1 0 5 s，所以 xAB 12a1(2 s t1)2 18 75 m，选项 D正确；由题中所给数据无法求出物块的质量，选项 A错误 二、非选择题 (共 2 小题，共 40 分 ) 11 (20 分 )(2018安徽江南十校联考 )如图 11 甲所示，两滑块 A、 B用细线跨 过定滑轮相连， B 距地面一定高度，
15、A 可在细线牵引下沿足够长的粗糙斜面向上滑动已知 mA 2 kg， mB 4 kg，斜面倾角 37某时刻由静止释放 A，测得 A沿斜面向上运动的 v t 图象如图乙所示已知 g 10 m/s2， sin 37 0 6，智浪教育 -普惠英才文库 8 cos 37 0 8求： 图 11 (1)A 与斜面间的动摩擦因数； (2)A 沿斜面向上滑动的最大位 移 【导学号： 84370144】 解析 (1)在 0 0 5 s内，根据图象可知， A 和 B系统的加速度为 a1 20.5 m/s2 4 m/s2 对 A 和 B由牛顿第二定律分别列方程： B： mBg T mBa1 A： T mAgsin m
16、Agcos mAa1 又 T T 得 0 25 (2)B落地后， A 减速上升，由牛顿第二定律有 mAgsin mAgcos mAa2 得： a2 8m/s2 因 a2(t0 0 5 s) 2 m/s 得 t0 0 75 s 所以上升总位移为 x v2t02 0 75 m 答案 (1)0 25 (2)0 75 12 (20 分 )如图 12 所示，质量均为 m 3 kg 的物块 A、 B 紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块 A 的左侧连接一劲度系数为 k 100 N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块 B在水平外力 F 作用下向右做加速度 a 2 m/s2 的匀加速直线运动，直至与 A 分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为 0 5， g 取 10 m/s2求： 智浪教育 -普惠英才文库 9 图 12 (1)物块 A、 B分离时，所加外力 F 的大小； (2)物块 A、 B由静止开始运动到分离所用的时间 【导学号： 84370145】 解析 (1)物块 A、 B分离时，对 B有： F mg ma 解得 F 21 N (2)开始时，对 A、 B整体有： kx1 2mg， B与 A 分离时，对 A 有： kx2 mg ma， 此过程中 x1 x2 12at2 解得 t 0 3 s 答案 (1)21N (2)0 3 s
