2020新课标高考物理练习：牛顿运动定律的应用含解析

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1．(20xx·全国押题卷二)如图所示，两个质量分别为m 1、m 2的物块A 和B 通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A ，另一端固定在墙上，A 、B 与传送带间动摩擦因数均为μ.传送带顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A 、B 的加速度大小分别为a A 和a B ，(弹簧在弹性限度内，重力加速度为g )则( )
A ．a A ＝μ(1＋m2
m1)g ，a B ＝μg
B ．a A ＝μg ，a B ＝0
C ．a A ＝μ(1＋m2
m1
)g ，a B ＝0
D ．a A ＝μg ，a B ＝μg
2.(多选)如图所示，ab 、ac 是竖直平面内两根固定的光滑细杆，a 、b 、c 位于同一圆周上，O 为该圆的圆心，ab 经过圆心．每根杆上都套着一个小滑环，两个滑环分别从b 、c 点无初速度释放，用v 1、v 2分别表示滑环到达a 点的速度大小，用t 1、t 2分别表示滑环到达a 所用的时间，则( )
A ．v 1>v 2
B ．v 1<v 2
C ．t 1＝t 2
D ．t 1<t 2
3．(多选)弹簧测力计挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2 kg 的物体．当升降机在竖直方向运动时，弹簧测力计的示数始终是16 N ，如果从升降机的速度大小为3 m/s 时开始计时，则经过1 s ，升降机的位移大小可能是(g 取10 m/s 2)( )
A ．3 m
B ．5 m
C ．2 m
D ．4 m
4．(20xx·北京西××区高三模拟)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下．落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，下列判断正确的是( )
A ．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态
B ．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态
C ．座舱在整个运动过程中人都处于失重状态
D ．座舱在整个运动过程中人都处于超重状态
5．如图所示，质量为m 1和m 2的两个材料相同的物体用细线相连，在大小恒定的拉力F 作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上匀加速运动，不计空气阻力，在三个阶段的运动中，线上拉力的大小( )
A．由大变小B．由小变大
C．始终不变且大小为m1
m1＋m2
F
D．由大变小再变大
6．(多选)(20xx·济宁检测)如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M的物块A、B用轻质弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时，弹簧的伸长量为x1；当用同样大小的恒力F沿着倾角为θ、粗糙程度与水平面相同的斜面方向作用于B上且两物块共同以加速度a2匀加速沿斜面向上运动时，弹簧的伸长量为x2，则下列说法中正确的是()
A．若m＞M，有x1＝x2
B．若m＜M，有x1＝x2
C．若μ＞sin θ，有x1＞x2
D．若μ＜sin θ，有x1＜x2
7．质量为M＝20 kg、长为L＝5 m的木板放在水平面上，木板与水平面间的动摩擦因数μ1＝0.15.将质量为m＝10 kg 的小木块(可视为质点)，以v0＝4 m/s的速度从木板的左端水平抛射到木板上(如图所示)，小木块与木板面间的动摩擦因数为μ2＝0.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2)．则以下判断中正确的是()
A．木板一定静止不动，小木块不会滑出木板
B．木板一定静止不动，小木块会滑出木板
C．木板一定向右滑动，小木块不会滑出木板
D．木板一定向右滑动，小木块会滑出木板
8．(多选)(20xx·枣庄二模)倾角为θ的斜面体M静止放在粗糙水平地面上，其斜面也是粗糙的．已知质量为m的物块恰可沿其斜面匀速下滑．今对下滑的物块m施加一个向左的水平拉力F，物块仍沿斜面向下运动，斜面体M始终保持静止．则此时()
A ．物块m 下滑的加速度等于Fcos θ
m
B ．物块m 下滑的加速度大于Fcos θ
m
C ．水平面对斜面体M 的静摩擦力方向水平向右
D ．水平面对斜面体M 的静摩擦力大小为零
热点4 牛顿运动定律的应用
1．解析：选C.对物块B 受力分析，摩擦力与弹簧弹力平衡，有：μm 2g ＝kx ，则x ＝μm2g
k .
以两个物块组成的整体为研究对象进行受力分析，则绳子的拉力：T ＝μ(m 1＋m 2)g ；突然剪断轻绳的瞬间，绳子的拉力减小为0，而弹簧的弹力不变，则A 受到的合外力与T 大小相等，方向相反，则：a A ＝T m1＝μ（m1＋m2）g
m1；B 在水平方向仍然受到弹簧的拉力和传送带的摩擦
力，合外力不变，仍然等于0，所以B 的加速度仍然等于0.故选项C 正确，A 、B 、D 错误．
2．解析：选AD.小滑环沿杆下滑过程中，只有重力做功，且由b 到a 下落的高度大，重力做功多，由动能定理W 合＝ΔE k 知，v 1>v 2，选项A 正确，B 错误；设圆半径为R ，ab 与ac 之间的夹角为β，ac 与水平面之间的夹角为α，则2R ＝12gt 21·sin(α＋β)，2R cos β＝12gt 2sin α，比较sin(α＋β)与sin α
cos β的大
小，有sin(α＋β)－
sin αcos β＝cos （α＋β）·sin βcos β.又(α＋β)为锐角，cos(α＋β)>0，sin β
cos β
>0，所以sin(α＋β)>sin α
cos β
，即t 1<t 2，所以选项C 错误，D 正确．
3．解析：选CD.对物体进行受力分析，受向下的重力和向上的拉力(大小等于弹簧测力计的示数)，加速度a ＝mg －F 弹
m ＝2 m/s 2，方向向下．升降机初速度大小为v 0＝3 m/s ，方向可
能向下，也可能向上，所以在1 s 内的位移有两种情况，向下加速时x 1＝v 0t ＋1
2at 2＝4 m ；向
上减速时x 2＝v 0t －1
2
at 2＝2 m ，故选C 、D.
4．解析：选B.座舱在自由下落的过程中，加速度为向下的g ，人处于完全失重状态；座舱在减速运动的过程中，加速度向上，则人处于超重状态，故选B.
5．解析：选C.在水平面上时，对整体由牛顿第二定律得F －μ(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a 1，对m 1由牛顿第二定律得T 1－μm 1g ＝m 1a 1，联立解得T 1＝
m1
m1＋m2
F ；在斜面上时，对整体由牛。