高中物理：4.6应用牛顿第二定律解决问题

高中物理应用牛顿第二定律解决问题

（答题时间：30分钟）

1. 如图中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上的拉力F的大小为（）

A. F=mg B mg < F <（M+m）g

C. F=（M+m）g D F >（M+m）g

2. 如图所示，在探究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间，两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有（）

A. 当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2

B. 当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1

C. 当m1＝2m2时，x1＝2x2

D. 当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1

3. 如图所示，质量为1.2kg的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成37°角斜向上、大小为

4.0N的拉力作用下，以10.0m/s的速度向右做匀速直线运动。已知sin37o=0.6，

cos37o=0.8，g取10m/s2，求：

（1）金属块与桌面间的动摩擦因数；

（2）若从某时刻起将与水平方向成37°角斜向右上方的拉力F变成与水平方向成37°角斜向左下方的推力（如图）F1=8.0N，求在换成推力F1后的2s时间内金属块所经过的路程。

4. 在水平地面上有质量为4kg的物体，物体在水平拉力F作用下由静止开始运动，10s

后拉力减为F/3，该物体的速度－时间图象如下图所示，则水平拉力F＝________N，物体与地面间的动摩擦因数μ＝____________。

5. 如下图所示为某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是（）

A. 形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

B. 形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

C. 形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大

D. 形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小

6. 如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦，现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为（）

A. 物块先向左运动，再向右运动

B. 物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动

C. 木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动

D. 木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零

7. 下图为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中忽略空气阻力，分析这一过程，下列表述正确的是（）

①经过B点时，运动员的速率最大②经过C点时，运动员的速率最大③从C点到D点，运动员的加速度增大④从C点到D点，运动员的加速度不变

A. ①③

B. ②③

C. ①④

D. ②④

1. D 解析：因为题中不涉及求A 、B 、C 之间的相互作用力，故可采用整体法把A 、B 、C 作为系统进行研究。系统受到绳子向上的拉力F 和向下的总重力（M+m ）g 。A 和C 的加速度为0，设B 上升的加速度为a ，则根椐系统中的牛顿第二定律有：F －（M+m ）g=M×0+ma 解得F=(M+m)g+ma 故选项D 是正确的。

2. A 解析：题中m 1和m 2是车中砝码的质量，绝不能认为是小车的质量，本题中只说明了两小车是相同的，并没有告诉我们小车的质量是多少，当m 1＝m 2时，两车加砝码质量仍相等，若F 1＝2F 2，则a 1＝2a 2，由x ＝2

1at 2得x 1＝2x 2，A 对；若m 1＝2m 2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，两小车的加速度关系也就不明确，自然无法判定两车的位移关系。

3. 解：（1）取物体运动方向为正方向，建立水平竖直坐标系，在竖直方向上有： N +Fsin 37o =mg

水平方向上有：f =F cos37o =μN

解得μ=3

1。 （2）换成推力F 1后，上述公式为：竖直方向：N '=F 1sin 37o +mg

水平方向：ma =f ＋Fcos 37o =μN '+Fcos 37o

得a =10m/s 2，减速，因此1s 后速度为零。

因为最大静摩擦力N F N N f F 4.637cos 6.5'max =︒⋅<===μ，

故物体1s 后反向加速2/3

2'37cos s m m N F a =-︒=

μ 故总路程为S =S 1+S 2=22121122

a t a t +=5+31m=316m 。（t =1s ） 4. 9N, 0.125（81） 解析：由v －t 图象可知，在0～10s 内，

a 1＝t

v ∆∆＝1m/s 2，根据牛顿第二定律： F －μmg ＝ma 1①

在10～30s 内，

a 2＝

t v ∆∆＝20

10-m/s 2＝－0.5m/s 2 根据牛顿第二定律：3F －μmg ＝ma 2② 解①、②得：F ＝9N ，μ＝0.125。

5. AD 解析：甲图是平衡摩擦力时长木板倾角过大，牵引力为零时，小车已有加速度，所以A 对，C 错；丁图是平衡摩擦力时长木板倾角过小，导致图线不过原点，有一定拉力后才有加速度，所以B 错，D 对。

6. BC 解析：由题意可知，当撤去外力，物块与木板都有向右的速度，但物块速度小于木板的速度，因此，木板给物块的动摩擦力向右，使物块向右加速，反过来，物块给木板的动摩擦力向左，使木板向右减速运动，直到它们速度相等，没有了动摩擦力，二者以共同速度做匀速运动，综上所述，选项B 、C 正确。