牛顿运动定律的综合应用试卷
高中物理必修1《牛顿运动定律的综合应用》基础测试卷(含答案)
《牛顿运动定律的综合应用》基础测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1.如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的是( )A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0 m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5 m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5 m/s22.如图所示，aa′、bb′、cc′是三条光滑斜槽，它们各自的两端分别位于半径为R和r的两个相切的竖直圆上，并且斜槽都通过切点P.有一个小球由静止分别从a滑到a′、从b滑到b′、从c滑到c′，所用的时间分别为t1、t2、t3，则( )A．t1<t2<t3B．t1>t2>t3C．t3<t1<t2D．t1＝t2＝t33．“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳．质量为m的小明如图静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时( )A．加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上B．加速度a＝g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C．加速度a＝g，方向竖直向上D．加速度a＝g，方向竖直向下4.如图所示，台秤上放置盛水的杯，杯底用细线系一木质小球，若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将( )A．变小B．变大C．不变D．无法判断5．三个质量相同的物块A、B、C，用两个轻弹簧和一根轻线相连，处于静止状态，如图所示，已知斜面光滑且倾角为θ＝30°，在将B、C间细线剪断的瞬间，A、B、C的加速度大小分别为(重力加速度为g)( )A．g，2g，2g B．0，2g，gC．g，2g，0 D．0，g，g6．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图像(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2＞v1，则( )A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块受到大小不变的摩擦力作用7.美国宇航局计划2025年前载人登陆小行星，图为畅想登陆小行星的宇航员．为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速度大小为v1＝500 m/s时进入失重状态试验，在速度大小为v2＝1 000 m/s时退出失重状态试验．重力加速度g＝10 m/s2.则下列说法错误的是( )A．可以是飞机模拟斜抛运动B．可以是飞机模拟向下的减速运动C．如果是竖直上抛运动，可计算时间是150 sD．如果是竖直下抛运动，可计算时间是50 s二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.如图所示，滑块A在倾角为30°的斜面上，沿斜面下滑的加速度a为2.0 m/s2.若在A上放一重量为10 N的物体B，A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在A上加竖直向下大小为10 N的恒力F，A沿斜面下滑的加速度为a2.则( ) A．a1>2 m/s2B．a1＝2 m/s2C．a2＝2 m/s2D．a2>2 m/s29.如图所示，质量为M＝4.0 kg的小车位于光滑的水平地面上，长为L＝0.50 m的细绳的两端分别系于小车上的A、B两点，A、B两点间的水平距离为x＝0.40 m，A、B两点间的竖直距离为y0＝0.10 m，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个质量为m＝1.2 kg的物体，取g＝10 m/s2.则下列说法正确的是( )A．当小车静止且物体处于平衡状态时，绳中的张力T＝12 NB．当小车静止且物体处于平衡状态时，绳中的张力T＝10 NC．为了使物体处在A点的正下方并使其与小车相对静止，需在车上施加一个水平向左的外力F＝52 ND ．为了使物体处在A 点的正下方并使其与小车相对静止，需在车上施加一个水平向左的外力F ＝40 N10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F 作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F 与物体位移x 的关系如图乙所示(g ＝10 m/s 2)，则正确的结论是( )A ．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B ．弹簧的劲度系数为5 N/cmC ．物体的质量为3 kgD ．物体的加速度大小为5 m/s 211.如图所示，质量为m 1的木块和质量为m 2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F ，木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则下列说法错误的是( )A ．μ1>μ2 B ．μ1<μ2C ．若改变F 的大小，当F >μ1(m 1＋m 2)g 时，长木板将开始运动D ．若将F 作用于长木板，当F >(μ1＋μ2)(m 1＋m 2)g 时，长木板与木块将开始相对滑动12.如图所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带．现将质量为M ＝2 kg 的A 物体和质量为m ＝1 kg 的B 物体轻放在纸带上．两物体可视为质点，物体初始位置数据如图，A 、B 与纸带间的动摩擦因数分别为μA ＝0.5、μB ＝0.75.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2)则( )A ．A 物体离开纸带前匀加速下滑，B 物体静止不动B．A物体离开纸带后匀速下滑，B物体匀加速下滑C．两物体同时由静止释放后，A物体滑离纸带需要的时间是0.8 sD．两物体同时由静止释放后，B物体经1.8 s到达水平面上三、实验题(本大题共1小题，共8分，按题目要求解答)13.(1)如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若两个相同的小车1、2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＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下说法正确的是________．A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上B．实验中应始终保持小车和砝码的总质量远远大于小盘和砝码的总质量C．实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力四、计算题(本大题共3小题，共32分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)一足够长水平浅色传送带以v0匀速运动，现将一可视为质点的煤块轻放在其上方，已知煤块与传送带间的动摩擦因数为μ.经过一定时间后达到共同速度．令传送带突然停下，以后不再运动，到最后煤块也停下．已知重力加速度为g.求：(1)煤块第一次达到与传送带相对静止所用的时间；(2)煤块在传送带上划出的痕迹长度．15.(10分)质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v －t 图像如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34.设球受到的空气阻力大小恒为f ，取g ＝10 m/s 2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f 的大小．(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h .16.(12分)如图甲所示，用同种材料制成倾角为θ＝30°的斜面和长水平面，斜面长3.0 m 且固定，斜面与水平面之间由一段很小的弧形平滑连接．一小物块从斜面顶端以初速度v 0沿斜面向下滑动，若初始速度v 0＝2.0 m/s ，小物块运动2.0 s 后停止在斜面上．减小初始速度v 0，多次进行实验，记录下小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间t ，作出相应的v 0－t 图像如图乙所示．(已知g ＝10 m/s 2)求：(1)小物块在斜面上下滑的加速度大小和方向； (2)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ的值；(3)某同学认为，若小物块初始速度v 0＝3 m/s ，则根据v 0－t 图像可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3 s ．以上说法是否正确？若正确，请给出推导过程；若不正确，请说明理由，并解出正确的结果．《牛顿运动定律的综合应用》基础测试卷参考答案与解析1．[097] 解析：选 B.当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态．设人受到体重计的支持力为N，体重计示数大小即为人体对体重计的压力N′.由牛顿第二、第三定律可得：mg－N＝ma⇒N＝N′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为N1，人对体重计的压力为N1′，由牛顿第二、第三定律可得：N1－mg＝ma⇒N1＝N1′＝m(g＋a)，代入具体数据可得B正确．2．[098] 解析：选D.设cc′与水平方向的夹角为θ，则cc′的长度为x＝2(R＋r)sin θ，在斜槽上的加速度为a＝g sin θ，由x＝12at2可得t＝2R＋rg，由此可得下滑时间均相同，选项D正确．3．[099] 解析：选B.两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，可知两橡皮绳夹角为120°，小明左侧橡皮绳在腰间断裂时，弹性极好的橡皮绳的弹力不能发生突变，对小明进行受力分析可知B正确，A、C、D错误．4．[100] 解析：选 A.将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重力．当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方与木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间，由于ρ水＞ρ木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小．故选A.5．[101] 解析：选 D.由图可知，把AB看做整体，则细绳的拉力为T＝2mg sin θ，当剪断细绳的瞬时，弹簧的弹力不能突变，则A的加速度仍然为0；B所受的合外力等于2mg sin θ，则加速度为：a B＝2mg sin 30°m＝g，同理，C所受的合外力也等于2mg sin θ，则加速度为：a C＝2mg sin 30°m＝g，故选D.6．[102] 解析：选B.小物块对地速度为零时，即t 1时刻，向左离开A 处最远．t 2时刻，小物块相对传送带静止，此时不再相对传送带滑动，所以从开始到此刻，它相对传送带滑动的距离最大.0～t 2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变．t 2时刻以后相对传送带静止，故不再受摩擦力作用，故选B.7．[103] 解析：选 B.当飞机的加速度大小等于重力加速度g ，加速度的方向竖直向下时，座舱内的试验者便处于完全失重状态．这种运动可以是飞机模拟无阻力下的竖直下抛运动或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动，所以A 正确，B 错误；如果是竖直上抛运动，可计算时间是v 1g ＋v 2g＝150 s ，如果是竖直下抛运动可计算时间是v 2－v 1g＝50 s ，因此选项C 、D 正确． 8．[104] 解析：选BD.依题意有m A g sin θ－μm A g cos θ＝m A a ，(m A ＋m B )g sin θ－μ(m A ＋m B )g cos θ＝(m A ＋m B )a 1，(m A g ＋F )sin θ－μ(m A g ＋F )cos θ＝m A a 2，从以上各式可解得：a 1＝2 m/s 2，a 2>2 m/s 2，即B 、D 选项正确．9．[105] 解析：选BC.当小车静止物体处于平衡状态时，设绳与水平方向的夹角为θ，则根据平衡条件得2T sin θ＝mg ，而由几何关系得cos θ＝45，解得T ＝10 N ，所以选项B 正确，A 错误；为了使物体处在A 点的正下方并使其与小车相对静止，此时左侧细绳刚好处于水平位置，因为物体在竖直方向处于平衡状态，所以有细绳的拉力T 1＝mg ，水平方向的加速度a ＝g ，对于小车和物体整体根据牛顿第二定律可得：F ＝(M ＋m )a ＝52 N ，所以选项C 正确，D 错误．10．[106] 解析：选BD.设静止时弹簧的压缩量为x 0，则kx 0＝mg ，施加拉力F 后，设上移的位移为x ，则此时弹簧的压缩量为(x 0－x )，由牛顿第二定律可得：F ＋k (x 0－x )－mg ＝ma 得出F ＝ma ＋kx ，对应题图乙可得：ma ＝10 N ，k ＝30－104 N/cm ＝5 N/cm ，物体与弹簧分离时，弹簧应处于自然状态，故x 0＝4 cm ，故可计算得出：m ＝2 kg ，a ＝5 m/s 2，因此只有BD 正确．11．[107] 解析：选ABC.对质量为m 2的长木板水平方向进行受力分析不能得到μ1和μ2的大小关系，选项A、B错误；因为μ1m1g<μ2(m1＋m2)g，长木板不会滑动，选项C错误；将F作用于长木板，若长木板即将开始滑动，对质量为m1的木块有μ1m1g＝m1a1，对质量为m2的长木板有F－μ1m1g－μ2(m1＋m2)g＝m2a2，且a2>a1，联立解得F>(μ1＋μ2)·(m1＋m2)g，选项D正确．12．[108] 解析：选ACD.因为μA<tan 53°，所以A物体先以加速度a1＝g sin 53°－μAg cos 53°＝5 m/s2，此时B处于静止状态，然后A物体离开纸带后匀加速下滑，A物体滑离纸带需要的时间t1＝2×1.65s＝0.8 s，经过0.8 s后B物体开始匀加速下滑，经过1.0 s到达水平面上，所以ACD正确，B错误．13．[109] 解析：(1)题中m1和m2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，并没有告诉小车的质量是多少．当m1＝m 2时，两车加砝码质量仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由x＝12at2得x1＝2x2，A正确B错误．当m1＝2m2时，无法定量确定两小车加砝码后的质量关系，两小车的加速度的定量关系也就不明确，所以无法判定两小车位移的定量关系，C、D错误．(2)平衡摩擦力时，小盘不能用细线系在小车上，纸带必须连好，故A错，D 对；小车和砝码的总质量应远远大于小盘和砝码的总质量，故B对；若横坐标表示小车和车内砝码的总质量，则a－M图像是曲线，不是直线，故C错．答案：(1)A (2)BD14．[110] 解析：(1)煤块的加速度a＝μg(1分)达到v0所用时间t＝va＝vμg.(1分)(2)在煤块与传送带达到共同速度的过程中，传送带运动的距离x1＝v0t＝v20μg(1分)煤块运动的距离x2＝12at2＝v22μg(1分)此过程中划出的痕迹长度为Δx1＝x1－x2＝v22μg(2分)传送带突然停下后，煤块做匀减速运动，直至停下，这一过程煤块向前运动的距离为x3＝v22μg(2分)考虑重叠部分，最终划出的痕迹长度为x＝v22μg.(2分)答案：(1)vμg(2)v22μg15．[111] 解析：(1)由v－t图像可知，弹性球第一次下落过程中的加速度为a1＝ΔvΔt＝40.5m/s2＝8 m/s2(1分)由牛顿第二定律得：mg－f＝ma1(1分)则：f＝mg－ma1＝(0.1×10－0.1×8) N＝0.2 N．(2分) (2)弹性球第一次碰撞后反弹时的速度为v′＝34v＝34×4 m/s＝3 m/s(1分)由牛顿第二定律得：mg＋f＝ma′(1分)则：a′＝mg＋fm＝0.1×10＋0.20.1m/s2＝12 m/s2(2分)则反弹的高度为h＝v′22a′＝322×12m＝0.375 m．(2分)答案：(1)0.2 N (2)0.375 m16．[112] 解析：(1)由a＝ΔvΔt得加速度大小a＝v－0t得a＝1 m/s2(1分)方向沿斜面向上．(1分)(2)滑动摩擦力大小为f＝μmg cos θ，由牛顿第二定律得μmg cos θ－mg sin θ＝ma(1分)μ＝235.(1分)(3)不正确．因为随着初始速度v0的增大，小物块会滑到水平面上，规律将不再符合图像中的正比关系(1分)设小物块在斜面上滑行位移x1＝3.0 m时的速度减为v1，v20－v21＝2ax1，v1＝ 3 m/s(1分)v1＝v0－at1(1分)小物块在斜面上滑行时间t1＝(3－3)s(1分)小物块在水平面上滑行，由牛顿第二定律得：μmg＝ma′(1分)解得a′＝4 3 m/s2(1分)小物块在水平面上滑行时间：v1＝a′t2，t2＝0.25 s(1分)运动总时间t总＝t1＋t2＝(3－3＋0.25)s＝(3.25－3)s.(1分)答案：(1)1 m/s2沿斜面向上(2)235(3)见解析。
高考物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析
高考物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B 处平滑相连，水平面上A 、B 两点间距离s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动，到达B 点时立即撤去F ，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B 处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1；(2)物体运动到B 处的速度大小v B ；(3)物体在斜面上运动的时间t ．【答案】（1）4m/s 2 （2）8m/s （3）2.4s【解析】【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B 点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间．【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：1F mg ma μ-=代及数据解得：214/a m s =（2）根据运动学公式：2102B v a s =代入数据解得：8/B v m s =（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=① 物体沿斜面向上运动的时间：22B v t a = ② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212s a t = ③ 因3737mgsin mgcos μ︒>︒，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得：(2312 2.4t t t s s =+=+≈【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．2．质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上，某时刻质量M =l kg 的物体A （视为质点）以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面，在A 滑上B 的同时，给B 施加一个水平向右的拉力．已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g 取10 m/s 2．试求：（1）如果要使A 不至于从B 上滑落，拉力F 大小应满足的条件；（2）若F =5 N ，物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离．【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆=【解析】【分析】物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A 、B 速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F 的大小范围．【详解】(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度v 1，则：222011-22A Bv v v L a a =＋ 又： 011-=A Bv v v a a 解得：a B =6m/s 2再代入F ＋μMg =ma B 得：F =1N若F <1N ，则A 滑到B 的右端时，速度仍大于B 的速度，于是将从B 上滑落，所以F 必须大于等于1N当F 较大时，在A 到达B 的右端之前，就与B 具有相同的速度，之后，A 必须相对B 静止，才不会从B 的左端滑落，则由牛顿第二定律得：对整体：F =(m ＋M )a对物体A ：μMg =Ma解得：F =3N若F 大于3N ，A 就会相对B 向左滑下综上所述，力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N(2)物体A 滑上平板车B 以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg =Ma A解得：a A =μg =2m/s 2平板车B 做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F ＋μMg =ma B解得：a B =14m/s 2两者速度相同时物体相对小车滑行最远，有：v 0－a A t =a B t解得：t =0.25sA 滑行距离 x A =v 0t －12a A t 2=1516mB 滑行距离：x B =12a B t 2=716m 最大距离：Δx =x A －x B =0.5m【点睛】 解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．3．传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为L 1＝2.5 m 、L 2＝2 m ．传送带始终保持以速度v 匀速运动．现将一滑块（可视为质点）轻放到传送带的左端，然后平稳地滑上平板．已知：滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ1＝0.3、μ2＝0.1，滑块、平板的质量均为m ＝2 kg ，g 取10 m/s 2.求：（1）若滑块恰好不从平板上掉下，求滑块刚滑上平板时的速度大小；（2）若v ＝6 m/s ，求滑块离开平板时的速度大小．【答案】（1）4/m s （2）3.5/m s【解析】【详解】(1)滑块在平板上做匀减速运动，加速度大小：a 1＝1mg m μ＝3 m/s 2 由于μ1mg>2μ2mg故平板做匀加速运动，加速度大小：a 2＝122mg mgm μμ-⨯＝1 m/s 2设滑块滑至平板右端用时为t ，共同速度为v′，平板位移为x ，对滑块：v′＝v －a 1t(1分)L 2＋x ＝vt －12a 1t 2 对平板：v′＝a 2t x ＝12a 2t 2 联立以上各式代入数据解得：t ＝1 s ，v ＝4 m/s.(2)滑块在传送带上的加速度：a 3＝mgm μ＝5 m/s 2若滑块在传送带上一直加速，则获得的速度为：v 1＝112a L ＝5 m/s<6 m/s即滑块滑上平板的速度为5 m/s设滑块在平板上运动的时间为t′，离开平板时的速度为v″，平板位移为x′则v″＝v 1－a 1t′L 2＋x′＝v 1t′－12a 1t′2 x′＝12a 2t′2 联立以上各式代入数据解得：t′1＝12s ，t′2＝2 s(t′2>t ，不合题意，舍去) 将t′＝12s 代入v″＝v －a 1t′得：v″＝3.5 m/s.4．如图甲所示,质量为1kg m =的物体置于倾角为37θ︒=的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F ，10.5s t = 时撤去拉力,物体速度与时间v-t 的部分图象如图乙所示。
高中物理牛顿运动定律应用专项训练100(附答案)
最新高中物理牛顿运动定律的应用专项训练100( 附答案 )一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．质量为m=0.5 kg、长L=1 m的平板车 B 静止在圆滑水平面上，某时辰质量M=l kg 的物体 A（视为质点）以v0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车 B 的上表面，在 A 滑上 B 的同时，给 B 施加一个水平向右的拉力．已知 A 与 B 之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加快度 g 取 10 m/s 2．试求：（1）假如要使 A 不至于从 B 上滑落，拉力 F 大小应知足的条件；（2）若 F=5 N，物体 A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离．【答案】 (1) 1N F 3N(2)x0.5m【分析】【剖析】物体 A 不滑落的临界条件是 A 抵达 B 的右端时， A、 B 拥有共同的速度，联合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界状况是A、 B 速度同样后，一同做匀加快直线运动，依据牛顿第二定律求出拉力的最大值，进而得出拉力 F 的大小范围．【详解】(1)物体 A 不滑落的临界条件是 A 抵达 B 的右端时， A、 B 拥有共同的速度v1，则：v02 -v12v12＋L2a A2a B又：v-v1 =v1 a A a B解得： a B=6m/s 2再代入 F＋μMg=ma B得： F=1N若 F<1N，则 A 滑到 B 的右端时，速度仍大于 B 的速度，于是将从 B 上滑落，因此 F 一定大于等于 1N当 F 较大时，在 A 抵达 B 的右端以前，就与 B 拥有同样的速度，以后， A 一定相对 B 静止，才不会从 B 的左端滑落，则由牛顿第二定律得：对整体： F=(m＋ M)a对物体 A：μMg=Ma解得： F=3N若F 大于 3N， A 就会相对 B 向左滑下综上所述，力 F 应知足的条件是 1N≤F≤3N(2)物体 A 滑上平板车 B 此后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μ Mg=Ma A解得： a A=μg=2m/s 2平板车 B 做匀加快直线运动，由牛顿第二定律得：F＋μMg=ma B解得： a B=14m/s2二者速度同样时物体相对小车滑行最远，有：v 0－ a A t=a B t解得： t=0.25s1 215 A 滑行距离 x A =v 0t －a A t =m216B 滑行距离： x B = 1 a B t 2= 7m216最大距离： Δx =x A － x B =0.5m【点睛】解决此题的重点理清物块在小车上的运动状况，抓住临界状态，联合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2． 如下图，质量为 M =10kg 的小车停放在圆滑水平面上．在小车右端施加一个F=10N 的水平恒力．当小车向右运动的速度达到2.8m/s 时，在其右端轻轻放上一质量 m=2.0kg 的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数 μ 0.20．假设小 ＝ 车足够长．（ 1）求经过多长时间煤块与小车保持相对静止 （ 2） 求 3s 内煤块行进的位移（ 3）煤块最后在小车上留下的印迹长度【答案】 (1) 2s (2) 8.4m (3) 2.8m【分析】【剖析】分别对滑块和平板车进行受力剖析，依据牛顿第二定律求出各自加快度，物块在小车上停止相对滑动时，速度同样，依据运动学基本公式即能够求出时间．经过运动学公式求出位移．【详解】(1)依据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：F Nma 1F N -mg =0代入数据解得： a 1=2m/s 2刚开始运动时对小车有：FF NMa 2解得： a 2=0.6m/s 2经过时间 t ，小黑煤块和车的速度相等，小黑煤块的速度为：v 1=a 1t车的速度为：v 2=v+a 2 t解得： t=2s；(2)在 2s 内小黑煤块行进的位移为：x11a1t 24m22s 时的速度为：v1 a1t1 2 2m/s 4m/s今后加快运动的加快度为：a F 5m/s23M m6而后和小车共同运动t 2=1s 时间，此 1s 时间内位移为：x2v1t21a3t22 4.4m 2因此煤块的总位移为：x1x28.4m (3)在 2s 内小黑煤块行进的位移为：x11a1t 24m2小车行进的位移为：x v1t 1a1t2 6.8m 2二者的相对位移为：x x x1 2.8m即煤块最后在小车上留下的印迹长度 2.8m．【点睛】该题是相对运动的典型例题，要仔细剖析两个物体的受力状况，正确判断两物体的运动状况，再依据运动学基本公式求解．3．如图，质量M=4kg 的长木板静止处于粗拙水平川面上，长木板与地面的动摩擦因数μ1=0.1，现有一质量m=3kg 的小木块以v0=14m/s 的速度从一端滑上木板，恰巧未从木板上滑下，滑块与长木板的动摩擦因数μ2，求：2=0.5，g取10m/s（1）木块刚滑上木板时，木块和木板的加快度大小；（2）木板长度；（3）木板在地面上运动的最大位移。
最新高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
最新高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图甲所示，倾角为θ＝37°的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量m ＝2 kg 的小物体轻轻放在传送带的A 端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2 s 末物体到达B 端，取沿传送带向下为正方向，g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，求：(1)小物体在传送带A 、B 两端间运动的平均速度v ；(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ；(3)2 s 内物体机械能的减少量ΔE ．【答案】(1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J【解析】【详解】（1）由v-t 图象的面积规律可知传送带A 、B 间的距离L 即为v-t 图线与t 轴所围的面积，所以：112122v v v L t t t ＝++ 代入数值得：L =16m由平均速度的定义得：168/2L v m s t ＝＝＝ （2）由v-t 图象可知传送代运行速度为v 1=10m/s ，0-1s 内物体的加速度为：22110/10/1v a m s m s t V V ＝＝＝ 则物体所受的合力为： F 合=ma 1=2×10N=20N ．1-2s 内的加速度为：a 2＝21＝2m /s 2， 根据牛顿第二定律得：a 1＝ mgsin mgcos mθμθ+=gsinθ+μgcosθ a 2＝ mgsin mgcos mθμθ-=gsinθ-μgcosθ 联立两式解得：μ=0.5，θ=37°．（3）0-1s 内，物块的位移：x 1＝12a 1t 12＝12×10×1m ＝5m 传送带的位移为：x 2=vt 1=10×1m=10m则相对位移的大小为：△x 1=x 2-x 1=5m则1-2s 内，物块的位移为：x 3＝vt 2+12a 2t 22=10×1+12×2×1m ＝11m 0-2s 内物块向下的位移：L =x 1+x 3=5+11=16m物块下降的高度：h =L sin37°=16×0.6=9.6m物块机械能的变化量：△E ＝12m v B 2−mgh =12×2×122−2×10×9.6=-48J 负号表示机械能减小．2．如图，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m 、相距为x 0的小球A 和B ，A 球所带电荷量为+q ，B 球不带电。
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上，某时刻质量M =l kg 的物体A （视为质点）以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面，在A 滑上B 的同时，给B 施加一个水平向右的拉力．已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g 取10 m/s 2．试求：（1）如果要使A 不至于从B 上滑落，拉力F 大小应满足的条件； （2）若F =5 N ，物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离． 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆= 【解析】 【分析】物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A 、B 速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F 的大小范围． 【详解】(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度v 1，则：222011-22A Bv v v L a a =＋ 又： 011-=A Bv v v a a 解得：a B =6m/s 2再代入F ＋μMg =ma B 得：F =1N若F <1N ，则A 滑到B 的右端时，速度仍大于B 的速度，于是将从B 上滑落，所以F 必须大于等于1N当F 较大时，在A 到达B 的右端之前，就与B 具有相同的速度，之后，A 必须相对B 静止，才不会从B 的左端滑落，则由牛顿第二定律得： 对整体：F =(m ＋M )a 对物体A ：μMg =Ma 解得：F =3N若F 大于3N ，A 就会相对B 向左滑下 综上所述，力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N(2)物体A 滑上平板车B 以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg =Ma A 解得：a A =μg =2m/s 2平板车B 做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F ＋μMg =ma B 解得：a B =14m/s 2两者速度相同时物体相对小车滑行最远，有：v 0－a A t =a B t 解得：t =0.25s A 滑行距离 x A =v 0t －12a A t 2=1516m B 滑行距离：x B =12a B t 2=716m 最大距离：Δx =x A －x B =0.5m 【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．如图甲所示，长为L =4.5 m 的木板M 放在水平地而上，质量为m =l kg 的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F 作用在木板M 上，通过传感器测m 、M 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g = 10m ／s 2．求：（1）m 、M 之间的动摩擦因数；（2）M 的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；（3）若开始时对M 施加水平向左的恒力F =29 N ，且给m 一水平向右的初速度v o =4 m ／s ，求t =2 s 时m 到M 右端的距离． 【答案】（1）0.4（2）4kg ，0.1（3）8.125m 【解析】 【分析】 【详解】（1）由乙图知，m 、M 一起运动的最大外力F m =25N ， 当F >25N 时，m 与M 相对滑动，对m 由牛顿第二定律有：11mg ma μ=由乙图知214m /s a =解得10.4μ=（2）对M 由牛顿第二定律有122()F mg M m g Ma μμ--+=即12122()()F mg M m g mg M m g Fa M M Mμμμμ--+--+==+乙图知114M = 12()94mg M m g M μμ--+=-解得M = 4 kg μ2=0. 1（3）给m 一水平向右的初速度04m /s v =时，m 运动的加速度大小为a 1 = 4 m/s 2,方向水平向左，设m 运动t 1时间速度减为零，则111s v t a == 位移21011112m 2x v t a t =-=M 的加速度大小2122()5m /s F mg M m ga Mμμ--+==方向向左， M 的位移大小22211 2.5m 2x a t == 此时M 的速度2215m /s v a t ==由于12x x L +=，即此时m 运动到M 的右端，当M 继续运动时，m 从M 的右端竖直掉落，设m 从M 上掉下来后M 的加速度天小为3a ，对M 由生顿第二定律23F Mg Ma μ-=可得2325m /s 4a =在t =2s 时m 与M 右端的距离2321311()()8.125m 2x v t t a t t =-+-=．3．如图所示，倾角θ＝30°的足够长光滑斜面底端A 固定有挡板P ，斜面上B 点与A 点的高度差为h ．将质量为m 的长木板置于斜面底端，质量也为m 的小物块静止在木板上某处，整个系统处于静止状态．已知木板与物块间的动摩擦因数32μ=，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．（1）若对木板施加一沿斜面向上的拉力F 0，物块相对木板刚好静止，求拉力F 0的大小； （2）若对木板施加沿斜面向上的拉力F ＝2mg ，作用一段时间后撤去拉力，木板下端恰好能到达B 点，物块始终未脱离木板，求拉力F 做的功W ． 【答案】(1) 32mg (2) 94mgh 【解析】（1）木板与物块整体：F 0−2mg sinθ＝2ma 0 对物块，有：μmg cosθ−mg sinθ═ma 0 解得：F 0＝32mg （2）设经拉力F 的最短时间为t 1，再经时间t 2物块与木板达到共速，再经时间t 3木板下端到达B 点，速度恰好减为零． 对木板，有：F −mg sinθ−μmg cosθ＝m a 1 mg sinθ+μmg cosθ＝ma 3对物块，有：μmg cosθ−mg sinθ＝ma 2 对木板与物块整体，有2mg sinθ＝2m a 4另有：1132212 ()a t a t a t t -=+ 21243 ()a t t a t +＝222111123243111222sin h a t a t t a t a t θ+⋅-+= 21112W F a t ＝⋅解得W ＝94mgh 点睛：本题考查牛顿第二定律及机械能守恒定律及运动学公式，要注意正确分析物理过程，对所选研究对象做好受力分析，明确物理规律的正确应用即可正确求解；注意关联物理过程中的位移关系及速度关系等．4．滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板和雪地之间形成暂时的“气垫”从而减小雪地对滑雪板的摩擦，然后当滑雪板的速度较小时，与雪地接触时间超过某一时间就会陷下去，使得它们间的摩擦阻力增大．假设滑雪者的速度超过4m/s 时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会从0.25变为0.125．一滑雪者从倾角为θ＝37°斜坡雪道的某处A 由静止开始自由下滑，滑至坡底B 处（B 处为一长度可忽略的光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪道，最后停在水平雪道BC 之间的某处．如图所示，不计空气阻力，已知AB 长14.8m ，取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化时（即速度达到4m/s ）所经历的时间； （2）滑雪者到达B 处的速度；（3）滑雪者在水平雪道上滑行的最大距离． 【答案】（1）1s ；（2）12m/s ；（3）54.4m ． 【解析】 【分析】（1）根据牛顿第二定律求出滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v 1=4m/s 期间的加速度，再根据速度时间公式求出运动的时间．（2）再根据牛顿第二定律求出速度大于4m/s 时的加速度，球心速度为4m/s 之前的位移，从而得出加速度变化后的位移，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑雪者到达B 处的速度．（3）分析滑雪者的运动情况，根据牛顿第二定律求解每个过程的加速度，再根据位移速度关系求解． 【详解】（1）滑雪者从静止开始加速到v 1=4m/s 过程中： 由牛顿第二定律得：有：mgsin37°-μ1mgcos37°=ma 1； 解得：a 1=4m/s 2； 由速度时间关系得 t 1＝11v a ＝1s （2）滑雪者从静止加速到4m/s 的位移：x 1=12a 1t 2=12×4×12=2m 从4m/s 加速到B 点的加速度：根据牛顿第二定律可得：mgsin37°-μ2mgcos37°=ma 2； 解得：a 2=5m/s 2；根据位移速度关系：v B 2−v 12＝2a 2(L −x 1) 计算得 v B =12m/s（3）在水平面上第一阶段（速度从12m/s 减速到v=4m/s ）：a 3＝−μ2g ＝−1.25m /s 222223341251.222 1.25B v v x m a --===-⨯ 在水平面上第二阶段（速度从4m/s 减速到0）a 4＝−μ1g ＝−2.5m /s 2，2443.22vx m a -＝＝ 所以在水平面上运动的最大位移是 x=x 3+x 4=54.4m 【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁．5．如图1所示， 质量为M 的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m 、可视为质点的物块，以某一水平初速度v 0从左端冲上木板。
2023年高考物理一轮复习《牛顿运动定律的综合应用(练)》含答案解析
3.2 牛顿运动定律的综合应用1．已知列车向左做直线运动，某同学为了研究列车在水平直轨道上的运动情况，他在列车车厢顶部用细线悬挂一个小球。
某段时间内，细线偏离竖直方向一定角度θ，并相对车厢保持静止，如图所示，重力加速大小为g，则列车在这段时间内（ ）A．水平向右做匀速直线运动B．列车速度正在变大C．列车加速度的大小为g tanθ，方向水平向右D．加速度的大小为gsinθ，方向水平向左【答案】C【解析】A．对小球受力分析可知小球所受合力方向向右具有向右的加速度，列车与小球相对静止，不可能做匀速直线运动，A错误；B．列车与小球相对静止做匀变速直线运动，列车的运动方向未知可能做匀加速运动也可能做匀减速运动，B 错误；C 、D．小球所受合力方向向右具有向右的加速度，由牛顿第二定律得θ=mg matan得=tana gθC正确，D错误；故选C。
2．如图所示，一足够长的斜面固定在地面上，其倾角为37°。
一质量为1kg的物体（可视为质点）放在斜面上，恰好能保持静止。
现对物体施加一沿斜面向上的外力F，大小为14N，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法中正确的是（ ）A ．物体仍静止在斜面上B ．物体将向上做匀加速直线运动，加速度大小为4m/s 2C ．外力F 作用3s 末时，物体的速度为6m/sD ．物体与斜面间的动摩擦因数为0.5【答案】C 【解析】D ．物体放在斜面上，恰好能保持静止，则o osin 37cos37mg mg μ=解得0.75μ=故D 错误；AB ．施加拉力F 后，由牛顿第二定律得o o sin 37cos37F mg mg maμ--=解得22m/s a =施加一沿斜面向上的外力F 时，物体以22m/s 的加速度做匀加速直线运动，故AB 错误；C ．外力F 作用3s 末时，物体的速度为6m/sv at ==故C 正确。
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B 处平滑相连，水平面上A 、B 两点间距离s 0＝8 m ．质量m ＝1 kg 的物体（可视为质点）在F ＝6.5 N 的水平拉力作用下由A 点从静止开始运动，到达B 点时立即撤去F ，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B 处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a 1； (2)物体运动到B 处的速度大小v B ； (3)物体在斜面上运动的时间t ．【答案】（1）4m/s 2 （2）8m/s （3）2.4s 【解析】 【分析】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律求出加速度；（2）根据速度位移公式求出B 点的速度；（3）物体在斜面上先向上减速，再反向加速度，求出这两段的时间，即为物体在斜面上的总时间． 【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得：1F mg ma μ-=代及数据解得：214/a m s =（2）根据运动学公式：2102B v a s =代入数据解得：8/B v m s =（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：23737mgsin mgcos ma μ︒+︒=①物体沿斜面向上运动的时间：22Bv t a =② 物体沿斜面向上运动的最大位移为：222212s a t = ③因3737mgsin mgcos μ︒>︒，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动根据牛顿第二定律得：33737mgsin mgcos ma μ︒-︒=④ 物体沿斜面下滑的时间为：223312s a t =⑤ 物体在斜面上运动的时间：23t t t =+⑥联立方程①-⑥代入数据解得：(2312 2.4t t t s s =+=+≈【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，注意第二问求的是在斜面上的总时间，不是上滑时间．2．如图所示，长木板质量M=3 kg ，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg 的物块A ，右端放着一个质量也为m=1 kg 的物块B ，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB 之间的距离L=6 m ，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A 施加方向水平向右的恒定推力F 作用，取g=10 m/s 2．（1）.为使物块A 与木板发生相对滑动，F 至少为多少？（2）.若F=8 N ，求物块A 经过多长时间与B 相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A 、B 的速度分别是多少？ 【答案】（1）5 N （2）v A’=2m/s v B’=8m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）据分析物块A 与木板恰好发生相对滑动时物块B 和木板之间的摩擦力没有达到最大静摩擦力．设物块A 与木板恰好发生相对滑动时，拉力为F 0，整体的加速度大小为a ，则： 对整体： F 0=（2m +M ）a 对木板和B ：μmg =（m +M ）a 解之得： F 0=5N即为使物块与木板发生相对滑动，恒定拉力至少为5 N ； （2）物块的加速度大小为：24A F mga m s mμ-==∕ 木板和B 的加速度大小为：B mga M m=+μ=1m/s 2设物块滑到木板右端所需时间为t ，则：x A -x B =L即221122A B a t a t L -= 解之得：t =2 s v A =a A t=8m/s v B =a B t=2m/sAB 发生弹性碰撞则动量守恒：mv a +mv B =mv a ＇+mv B ＇机械能守恒：12mv a 2+12mv B 2=12mv a ＇2+12mv B ＇2 解得：v A ＇=2m/s v B ＇=8m/s3．皮带传输装置示意图的一部分如下图所示,传送带与水平地面的夹角37θ=︒，A 、B 两端相距12m,质量为M=1kg 的物体以0v =14.0m/s 的速度沿AB 方向从A 端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带顺时针运转动的速度v =4.0m/s(g 取210/m s )，试求:(1)物体从A 点到达B 点所需的时间；(2)若物体能在传送带上留下痕迹,物体从A 点到达B 点的过程中在传送带上留下的划痕长度．【答案】（1）2s （2）5m 【解析】 【分析】（1）开始时物体的初速度大于传送带的速度，根据受力及牛顿第二定律求出物体的加速度，当物体与传送带共速时，求解时间和物体以及传送带的位移；物体与传送带共速后，物体向上做减速运动，根据牛顿第二定律求解加速度，几何运动公式求解到达B 点的时间以及传送带的位移；（2）开始时物体相对传送带上滑，后来物体相对传送带下滑，结合位移关系求解划痕长度. 【详解】（1）物体刚滑上传送带时因速度v 0=14.0m/s 大于传送带的速度v=4m/s ，则物体相对斜面向上运动，物体的加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律有：Mgsin θ+μMgcos θ=Ma 1 解得：a 1=gsin θ+μgcos θ=10m/s 2 当物体与传送带共速时：v 0-at 1=v 解得t 1=1s此过程中物体的位移01192v vx t m +== 传送带的位移：214x vt m ==当物体与传送带共速后，由于μ=0.5<tan370=0.75，则物体向上做减速运动，加速度为：Mgsin θ-μMgcos θ=Ma 2 解得a 2=2m/s 2物体向上减速运动s 1=L-x 1=3m根据位移公式：s 1=vt 2-12a 2t 22 解得：t 2=1 s （t 2=3 s 舍去）则物体从A 点到达B 点所需的时间：t=t 1+t 2=2s （2）物体减速上滑时，传送带的位移：224s vt m == 则物体相对传送带向下的位移211s s s m ∆=-=因物体加速上滑时相对传送带向上的位移为：125x x x m ∆=-= 则物体从A 点到达B 点的过程中在传送带上留下的划痕长度为5m ． 【点睛】此题是牛顿第二定律在传送带问题中的应用问题；关键是分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求解加速度，根据运动公式求解时间和位移等；其中的关键点是共速后物体如何运动.4．如图所示，在足够高的光滑水平台面上静置一质量为m 的长木板A ，木板A 右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量也为m 的物体C 连接．当C 从静止开始下落距离h 时，在木板A 的最右端轻放一质量为4m 的小铁块B （初速度为0，可视为质点），最终B 恰好未从A 上滑落，A 、B 间的动摩擦因数μ＝0.25．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．计算：（1）C 由静止下落距离h 时，木板A 的速度大小v A ； （2）木板A 的长度L ；（3）若当铁块B 轻放在木板A 最右端的同时，对B 加一水平向右的恒力F ＝7mg ，其他条件不变，计算B 滑出A 时B 的速度大小v B ．【答案】（1gh （2）2h （352gh 【解析】 【详解】（1）对A 、C 分析，有mg ＝2ma 1212A v a h =解得A v gh =（2）B 放在A 上后，设A 、C 仍一起加速，则mg －4μmg ＝2ma 2解得a 2＝0即B 放在A 上后，A 、C 以速度v A 匀速运动．此时，B 匀加速运动，加速度a B 1＝444mg gm μ= 设经过时间t 1，B 的速度达到v A ，且B 刚好运动至木板A 的左端则有v A ＝a B 1t 1木板A 的长度L ＝S AC －S B ＝v A t 1－112A v t 解得L ＝2h（3）加上力F 后，B 的速度达到v A 前，A 和C 仍匀速，B 仍加速，此时 B 的加速度a B 2＝424F mgg mμ+= 加速时间22A B v t a == B 相对A 的位移22124A B A A hS S S v t v t ∆=-=-=A 、B 共速后都向右加速，设经时间t 3，B 滑出A ．有 对B 有a B 3＝4342F mg g m μ-= 对A 有a AC ＝42mg mgg mμ+=B 相对A 的位移223333311()()22B A A B A AC S S S v t a t v t a t '∆==+-+'-解得3t == B 滑出A 时的速度v B ＝v A ＋a B 3·t 35．如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为θ=37°，传送带AB 足够长，传送皮带轮以大小为v=2m/s 的恒定速率顺时针转动，一包货物以v 0=12m/s 的初速度从A 端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5，且可将货物视为质点．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g 取10m/s 2）求：(1)货物刚滑上传送带时加速度的大小和方向；(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？这时货物相对于地面运动了多远？(3)从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？【答案】（1）10m/s2，方向沿传送带向下；（2）1s；7m.（3）(2+22)s.【解析】【分析】（1）货物刚滑上传送带时，受到重力、传送带的支持力和沿传送带向下的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求解加速度；（2）货物向上做匀减速运动，根据运动学公式求出货物的速度和传送带的速度相同经历的时间和上滑的位移；（3）货物的速度和传送带的速度相同后，继续向上做匀减速运动，滑动摩擦力方向沿传送带向上，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出速度减至零的时间和位移，再求出上滑的总位移，货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑，由下滑位移大小与上滑总位移大小相等，求出下滑的时间，最后求出总时间；【详解】（1）设货物刚滑上传送带时加速度为1a，货物受力如图所示：沿传送带方向：1fmgsin F maθ+=垂直传送带方向：Nmgcos Fθ=，又f NF Fμ=故货物刚滑上传送带时加速度大小2110/a m s=，方向沿传送带向下；（2）货物速度从v减至传送带速度v所用时间设为1t，位移设为1x，则根据速度与时间关系有：011212110v vt s sa--===--根据平均速度公式可以得到位移为：01172v vx t m+==（3）当货物速度与传送带速度相等时，由于0.5tanμθ=<，即mgsin mgcosθμθ＞，此后货物所受摩擦力沿传送带向上，设货物加速度大小为2a，则有2mgsin mgcos maθμθ-=设货物再经时间2t ，速度减为零，则：2201vts a -==- 沿传送带向上滑的位移：22012v x t m +== 则货物上滑的总距离为：128x x x m =+=货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑，下滑加速度等于2a ，设下滑时间为3t ， 则22312x a t =，代入解得：322t s =． 所以货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为：123222s t t t t =++=+（)． 【点睛】本题考查了倾斜传送带上物体相对运动问题，分析判断物体的运动情况是难点．6．如图所示，在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带BC ．已知传送带沿顺时针方向运行的速度v =4 m/s ，B 、C 两点的距离L =6 m 。
牛顿运动定律的综合应用试卷
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2018·安徽合肥质检)如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是()A．只有“起立”过程，才能出现失重现象B．只有“下蹲”过程，才能出现超重现象C．“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象D．“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重现象2．(2018·湖南长沙模拟)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小随时间t变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()A．g B．2gC．3g D．4g3.(2018·宁夏银川二中月考)电梯在t＝0时由静止开始上升，运动的a t图象如图所示(选取竖直向上为正方向)，电梯内乘客的质量为m＝50 kg，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()A．第9 s内乘客处于失重状态B．1～8 s内乘客处于平衡状态C．第2 s内乘客对电梯的压力大小为550 ND．第9 s内电梯速度的增加量为1 m/s4.(2018·河南郑州质检)甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点(足够高)同时由静止释放．两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v 成正比，与球的质量无关，即f＝k v(k为正的常量)．两球的v t图象如图所示．落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2，则下列判断正确的是()A．释放瞬间甲球加速度较大B.m1m2＝v2v1C．甲球质量大于乙球质量D．t0时间内两球下落的高度相等5．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M 的物体A、B(B物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a 的匀加速运动，测得两个物体的v t图象如图乙所示(重力加速度为g)，则()A．施加外力前，弹簧的形变量为2g kB．施加外力的瞬间，A、B间的弹力大小为M(g－a)C．A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值二、多项选择题6.如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆间的动摩擦因数为μ，现给环一个水平向右的恒力F，使圆环由静止开始运动，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F1，F1＝k v(k为常数，v为环的速率)，则环在整个运动过程中，下列说法正确的是()A．最大加速度为FmB．最大加速度为F＋μmgmC ．最大速度为F ＋μmg μkD ．最大速度为mg k7．(2018·河南开封四校联考)如图甲所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A 、B 两物体，B 的质量是A 的2倍，B 受到水平向右的恒力F B ＝2 N ，A 受到的水平方向的力F A (向右为正方向)按如图乙所示的规律变化，从t ＝0开始计时，则( )A ．A 物体在3 s 末的加速度是初始时刻的511B ．t ＞4 s 后，B 物体做匀加速直线运动C ．t ＝4.5 s 时，A 物体的速度为零D ．t ＞4.5 s 后，A 、B 的加速度方向相反[能力题组]一、选择题8.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为m 、2m 的A 、B 两个物体，A 、B 间的最大静摩擦力为μmg .现用水平拉力F 拉B ，使A 、B 以同一加速度运动，则拉力F 的最大值为( )A ．μmgB ．2μmgC ．3μmgD ．4μmg9．如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m 的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，t ＝0时，车开始沿水平面做直线运动，其vt 图象如图乙所示．g 取10 m/s 2，平板车足够长，则物块运动的v t 图象为( )10．(多选)如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球．斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和F N.若T a图象如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g＝10 m/s2.则()A．a＝403m/s2时，F N＝0B．小球质量m＝0.1 kgC．斜面倾角θ的正切值为3 4D．小球离开斜面之前，F N＝0.8＋0.06a(N)二、非选择题11.(2018·江西赣中南五校联考)质量为2 kg的雪橇在倾角θ＝37°的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知．今测得雪橇运动的v t图象如图所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为(4,9)，CD线是曲线的渐近线．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)试问：(1)雪橇开始时做什么运动？最后做什么运动？(2)当v0＝3 m/s和v1＝6 m/s时，雪橇的加速度大小各是多少？(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？12．如图所示，倾角为45°的轨道AB和水平轨道BC在B处用一小段光滑圆弧轨道平滑连接，水平轨道上D点的正上方有一探测器，探测器只能探测处于其正下方的物体．一小物块自倾斜轨道AB上离水平轨道BC高h处由静止释放，以小物块运动到B处的时刻为计时零点，探测器只在t＝2～5 s内工作．已知小物块与倾斜轨道AB和水平轨道BC间的动摩擦因数分别为μ1＝0.5和μ2＝0.1，BD段长为L＝8 m，重力加速度g取10 m/s2，为使探测器在工作时间内能探测到小物块，求h的取值范围．。
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)
高考物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ；（3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T【答案】（1）53F Mg mg =- （2）65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855T mg =或811T Mg =） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得53F Mg mg =- （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得65M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma解得85mMg T m M =+（）（4885511T mg T Mg ==或） 【点睛】本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律．解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC 方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等．2．如图所示，质量为2kg 的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F 作用下由静止开始运动．已知力F 的大小为5N ，物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：(1)物体由静止开始运动后的加速度大小；(2)8s 末物体的瞬时速度大小和8s 时间内物体通过的位移大小； (3)若8s 末撤掉拉力F ，则物体还能前进多远？ 【答案】(1)a =0.3m/s 2 (2)x =9.6m (3)x ′=1.44m 【解析】(1)物体的受力情况如图所示：根据牛顿第二定律，得: F cos37°-f =ma F sin37°+F N =mg 又f =μF N联立得：a =cos37(sin 37)F mg F mμ--o o代入解得a =0.3m/s 2(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s 8s 时间内物体通过的位移大小219.6m 2x at == (3)8s 末撤去力F 后，物体做匀减速运动， 根据牛顿第二定律得，物体加速度大小22.0m/s f mg a g m mμμ====''由v2=2a′x′得:21.44m2vxa=''=【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度，然后根据运动学公式列式求解运动学参量．3．如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8：求：（1）物体与传送带间的动摩擦因数；（2） 0～8 s内物体机械能的增加量；（3）物体与传送带摩擦产生的热量Q。
牛顿运动定律的综合应用(含答案)
牛顿运动定律的综合应用1．电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体．当电梯静止时弹簧被压缩了x；当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是()A．以大小为2g的加速度加速上升B．以大小为2g的加速度减速上升C．以大小为g的加速度加速下降D．以大小为g的加速度减速下降2．如图1所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴一质量为10 kg的物块M.小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态．当小车以加速度a＝1 m/s2沿水平地面向右加速运动时()A．物块M相对小车仍静止B．物块M受到的摩擦力大小不变C．物体M受到的摩擦力将减小D．物块M受到的弹簧的拉力将增大3．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图2所示．那么下列说法中正确的是()A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下4．如图3甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正)．则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图4中的(物体的初速度为零，重力加速度取10 m/s2)()图35．如图5所示，小车的质量为M ，人的质量为m ，人用恒力F 拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是( )A.Mm ＋M F ，方向向左 B.m m ＋M F ，方向向右 C.m －M m ＋M F ，方向向左 D.M －m m ＋MF ，方向向右 6．(2010·辽宁五校联考)一根质量分布均匀的长绳AB ，在水平外力F 的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图6甲所示．绳内距A 端s 处的张力F T 与s 的关系如图乙所示，由图可知 ( )A ．水平外力F ＝6 NB ．绳子的质量m ＝3 kgC ．绳子的长度l ＝2 mD ．绳子的加速度a ＝2 m/s 27．如图7甲所示，两物体A 、B 叠放在光滑水平面上，对物体A 施加一水平力F ，F －t 关系图象如图乙所示．两物体在力F 作用下由静止开始运动，且始终相对静止．则A ．两物体做匀变速直线运动B ．两物体沿直线做往复运动C ．B 物体所受摩擦力的方向始终与力F 的方向相同D ．t ＝2 s 到t ＝3 s 这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小8．如图8所示，光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 的A 、B 两个物 体，A 、B 间的最大静摩擦力为μmg ，现用水平拉力F 拉B ，使A 、B 以同一加速度运动，则拉力F 的最大值为 ( ) 图8A ．μmgB ．2μmgC ．3μmgD ．4μmg 9．如图9所示，质量为M 的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m 的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须( )A ．匀速向下奔跑B ．以加速度a ＝Mm g sin α向下加速奔跑C ．以加速度a ＝(1＋Mm )g sin α向下加速奔跑D ．以加速度a ＝(1＋Mm)g sin α向上加速奔跑10．一个质量为50 kg 的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上．他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40 N ，如图10所示， 该重物的质量为5 kg ，这时人对升降机底板的压力是多大？(g 取10 m/s 2)11．在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化如下：一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图11所示．设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g＝10 m/s2.当运动员与吊椅一起以加速度a＝1 m/s2上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力．12．如图12所示，一质量为M＝5 kg的斜面体放在水平地面上，斜面体与地面的动摩擦因数为μ1＝0.5，斜面高度为h＝0.45 m，斜面体与小物块的动摩擦因数为μ2＝0.8，小物块的质量为m＝1 kg，起初小物块在斜面的竖直面上的最高点．现在从静止开始在M上作用一水平恒力F，并且同时释放m，取g＝10 m/s2，设小物块与斜面间最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力，小物块可视为质点．问：(1)要使M、m保持相对静止一起向右做匀加速运动，加速度至少多大？(2)此过程中水平恒力至少为多少？1、解析：由kx ＝mg 和2kx －mg ＝ma 可得a ＝g .方向竖直向上，所以此电梯可能以大小为g 的加速度向上加速，也可能以大小为g 的加速度减速下降，故D 正确． 答案：D2、解析：由初始条件知最大静摩擦力F f max ≥5 N ，当小车向右加速运动时，取向右为正方向，假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5＋F f ′＝10×1，F f ′＝5 N ，因F f ＝－5 N ，则A 、B 正确． 答案：AB3、解析：人加速运动时，受重力、支持力和水平向右的静摩擦力作用，扶梯对人的作用力指向右上方，人对扶梯的作用力指向左下方；当人匀速运动时，人只受重力和竖直向上的支持力作用，所以仅C 项正确． 答案：C4、解析：在0～1 s 内，物体的加速度为a 1＝F －mg sin30°m ，解得a 1＝5 m/s 2，A 项错误；在1～2 s 内，物体的加速度为a 2＝－mg sin30°m ＝－5 m/s 2，B 项错误；在2～3 s 内，a 3＝－F －mg sin30°m ＝－15 m/s 2，D 项错误，只有C 项正确．答案：C5、解析：设车对人的摩擦力F f 方向水平向右，对小车和人组成的系统应用牛顿第二定律有：2F ＝(M ＋m )a ，对人应用牛顿第二定律得F －F f ＝ma ，可解得：F f ＝M －mM ＋mF ．当M ＞m 时，人受到向右的静摩擦力，大小为M －mM ＋m F ，当M ＜m 时，人受到向左的静摩擦力，大小为m －M m ＋M F ，故A 、B 错误，C 、D 正确．答案：CD6、解析：取s ＝0，对A 端进行受力分析，F －F T ＝ma ，又A 端质量趋近于零，则F ＝F T ＝6 N ，A 正确；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，B 、D 均错误；由图易知C 正确． 答案：AC7、解析：由于两物体在F 作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则有F ＝(m A ＋m B )a ，对B 有F f ＝m B a ，由F －t 图象可知，F 随时间变化，则a 随时间变化，A 项错，C 项正确；A 、B 先沿正方向做加速度增大的变加速运动，再做加速度逐渐减小的变加速运动，然后做加速度增大的变减速运动，再做加速度逐渐减小的变减速运动至速度为0，整个过程中运动方向不变，B 项错；2 s ～3 s 的时间内，F 逐渐增大，a 增大，F f 增大，D 项错． 答案：C8、解析：当A 、B 之间恰好不发生相对滑动时力F 最大，此时，对于A 物体所受的合外力为μmg由牛顿第二定律知a A ＝μmgm ＝μg对于A 、B 整体，加速度a ＝a A ＝μg由牛顿第二定律得F ＝3ma ＝3μmg .C 项正确． 答案：C9、解析：以车为研究对象，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立坐标系，如图所示．因为车静止不动，即两个方向上合力都为零， x 方向：F f －Mg sin α＝0，所以摩擦力(人对车)沿斜面向上，大小等 于Mg sin α，故人受车的作用力沿斜面向下． 以人为研究对象受力分析如图所示．则有F f ′＋mg sin α＝ma F f ＝F f ′所以a ＝(1＋Mm )g sin α，故C 正确． 答案：C10、解析：以重物为研究对象，重物受向下的重力mg ，向上的弹簧拉力F ，重物随升降机一起以加速度a 向上运动，由于重物的重力mg 大于弹簧测力计的示数，因此可知升降机的加速度方向应向下，即升降机减速上升，由牛顿第二定律有 mg －F ＝ma所以a ＝mg －F m ＝50－405m/s 2＝2 m/s 2，再以人为研究对象，人受到重力Mg ，底板的支持力F N ，由牛顿第二定律有Mg －F N ＝Ma得F N ＝Mg －Ma ＝50×(10－2)N ＝400 N ，由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为400 N ，方向竖直向下． 答案：400 N11、解析：法一：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M 和m ，绳拉运动员的力为F .以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M ＋m )g ，向上的拉力为2F ，根据牛顿第二定律2F －(M ＋m )g ＝(M ＋m )a 解得F ＝440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440 N ，方向竖直向下．(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊椅对运动员的支持力F N.根据牛顿第二定律F＋F N－Mg＝Ma解得F N＝275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为275 N，方向竖直向下．法二：设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员对绳竖直向下的拉力大小为F，对吊椅的压力大小为F N.根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力大小为F N.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律F＋F N－Mg＝Ma ①F－F N－mg＝ma ②由①②得F＝440 N F N＝275 N.答案：(1)440 N，方向竖直向下(2)275 N，方向竖直向下12、解析：(1)以m为研究对象，竖直方向有：mg－F f＝0水平方向有：F N＝ma又F f＝μ2F N得：a＝12.5 m/s2.(2)以小物块和斜面体为整体作为研究对象，由牛顿第二定律得：F－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a 水平恒力至少为：F＝105 N.答案：(1)12.5 m/s2(2)105 N。
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析
物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图，光滑水平面上静置一长木板A ，质量M =4kg ，A 的最前端放一小物块B （可视为质点），质量m =1kg ，A 与B 间动摩擦因数μ=0.2．现对木板A 施加一水平向右的拉力F ，取g =10m/s 2．则：（1）若拉力F 1=5N ，A 、B 一起加速运动，求A 对B 的静摩擦力f 的大小和方向； （2）为保证A 、B 一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值F m （设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）；（3）若拉力F 2=14N ，在力F 2作用t =ls 后撤去，要使物块不从木板上滑下，求木板的最小长度L【答案】（1）f = 1N ，方向水平向右；（2）F m = 10N 。
（3）木板的最小长度L 是0.7m 。
【解析】 【详解】（1）对AB 整体分析，由牛顿第二定律得：F 1=（M +m ）a 1 对B ，由牛顿第二定律得：f =ma 1联立解得f =1N ，方向水平向右；（2）对AB 整体，由牛顿第二定律得：F m =（M +m ）a 2对B ，有：μmg =ma 2联立解得：F m =10N（3）因为F 2＞F m ，所以AB 间发生了相对滑动，木块B 加速度为：a 2=μg =2m/s 2。
木板A 加速度为a 3，则：F 2-μmg =Ma 3解得：a 3=3m/s 2。
1s 末A 的速度为：v A =a 3t =3m/s B 的速度为：v B =a 2t =2m/s 1s 末A 、B 相对位移为：△l 1=2A Bv v t -=0.5m 撤去F 2后，t ′s 后A 、B 共速 对A ：-μmg =Ma 4可得：a 4=-0.5m/s 2。
共速时有：v A +a 4t ′=v B +a 2t ′可得：t ′=0.4s 撤去F 2后A 、B 相对位移为：△l 2='2A Bv v t -=0.2m 为使物块不从木板上滑下，木板的最小长度为：L =△l 1+△l 2=0.7m 。
高考物理一轮专题：牛顿运动定律综合应用 练习卷
牛顿运动定律综合应用1．如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M(m∶M＝1∶2)的物块A、B用轻质弹簧相连，两个物块与水平面间的动摩擦因数相同．当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1.当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示)，弹簧的伸长量为x2，则x1∶x2等于()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．2∶3【答案】A2.如图所示，两粘连在一起的物块a和b，质量分别为m a和m b，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力F a和水平拉力F b，已知F a＞F b，则a对b的作用力()A．必为推力B．必为拉力C．可能为推力，也可能为拉力D．不可能为零【答案】C.3.如图所示，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，先沿光滑水平面，再沿粗糙的水平面运动，则在这两个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是()A．由大变小B．由小变大C．始终不变D．由大变小再变大【答案】C.4. (多选)两个叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面上滑下，滑块B受到的摩擦力为()A．等于零B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mg cos θD．大小等于μ2mg cos θ5. (多选) 将一倾角为θ的斜面体固定在水平面上，用一小段轻绳连接两个物块A和B放在斜面上，如图所示。
已知A的质量为m1、B的质量为m2，且两物块与斜面间的动摩擦因数相同，现有一沿斜面向上的恒力F作用在物块A 上，使两物块沿斜面向上运动，则轻绳对物块B的拉力（）A．斜面的倾角越大，拉力越大B．物块B与斜面间的动摩擦因数越大，拉力越大C．恒力F越大，拉力越大D．轻绳的拉力为F T＝m2Fm1＋m2，与两物块质量有关【答案】CD6．几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。
高中物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析
高中物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m 的小物块a相连，如图所示．质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x 0，从t=0时开始，对b 施加沿斜面向上的外力，使b 始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a 、b 分离；再经过同样长的时间，b 距其出发点的距离恰好也为x 0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ．求：(1)弹簧的劲度系数； (2)物块b 加速度的大小；(3)在物块a 、b 分离前，外力大小随时间变化的关系式．【答案】（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5g θ（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+【解析】 【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：kx 0=（m+35m ）gsinθ 解得：k=8 5mgsin x θ（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0；由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离； 对m 分析，因分离时ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1-mgsinθ=ma 联立解得：a=15gsin θ（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为：△x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（m+35m ）gsinθ=（m+35m ）a解得：F=825mgsinθ+22425mg sinxθt2因分离时位移x=04x由x=04x=12at2解得：052xtgsinθ=故应保证0≤t＜052xgsinθ，F表达式才能成立．点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．如图，光滑水平面上静置一长木板A，质量M=4kg，A的最前端放一小物块B（可视为质点），质量m=1kg，A与B间动摩擦因数μ=0.2．现对木板A施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2．则：（1）若拉力F1=5N，A、B一起加速运动，求A对B的静摩擦力f的大小和方向；（2）为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值F m（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）；（3）若拉力F2=14N，在力F2作用t=ls后撤去，要使物块不从木板上滑下，求木板的最小长度L【答案】（1）f= 1N，方向水平向右；（2）F m= 10N。
高中物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析
高中物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上，某时刻质量M =l kg 的物体A （视为质点）以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面，在A 滑上B 的同时，给B 施加一个水平向右的拉力．已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g 取10 m/s 2．试求：（1）如果要使A 不至于从B 上滑落，拉力F 大小应满足的条件； （2）若F =5 N ，物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离． 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆= 【解析】 【分析】物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A 、B 速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F 的大小范围． 【详解】(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度v 1，则：222011-22A Bv v v L a a =＋ 又： 011-=A Bv v v a a 解得：a B =6m/s 2再代入F ＋μMg =ma B 得：F =1N若F <1N ，则A 滑到B 的右端时，速度仍大于B 的速度，于是将从B 上滑落，所以F 必须大于等于1N当F 较大时，在A 到达B 的右端之前，就与B 具有相同的速度，之后，A 必须相对B 静止，才不会从B 的左端滑落，则由牛顿第二定律得： 对整体：F =(m ＋M )a 对物体A ：μMg =Ma 解得：F =3N若F 大于3N ，A 就会相对B 向左滑下 综上所述，力F 应满足的条件是1N≤F ≤3N(2)物体A 滑上平板车B 以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg =Ma A 解得：a A =μg =2m/s 2平板车B 做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F ＋μMg =ma B 解得：a B =14m/s 2两者速度相同时物体相对小车滑行最远，有：v 0－a A t =a B t 解得：t =0.25s A 滑行距离 x A =v 0t －12a A t 2=1516m B 滑行距离：x B =12a B t 2=716m 最大距离：Δx =x A －x B =0.5m 【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．如图甲所示，长为L =4.5 m 的木板M 放在水平地而上，质量为m =l kg 的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F 作用在木板M 上，通过传感器测m 、M 两物体的加速度与外力F 的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g = 10m ／s 2．求：（1）m 、M 之间的动摩擦因数；（2）M 的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；（3）若开始时对M 施加水平向左的恒力F =29 N ，且给m 一水平向右的初速度v o =4 m ／s ，求t =2 s 时m 到M 右端的距离． 【答案】（1）0.4（2）4kg ，0.1（3）8.125m 【解析】 【分析】 【详解】（1）由乙图知，m 、M 一起运动的最大外力F m =25N ， 当F >25N 时，m 与M 相对滑动，对m 由牛顿第二定律有：11mg ma μ=由乙图知214m /s a =解得10.4μ=（2）对M 由牛顿第二定律有122()F mg M m g Ma μμ--+=即12122()()F mg M m g mg M m g Fa M M Mμμμμ--+--+==+乙图知114M = 12()94mg M m g M μμ--+=-解得M = 4 kg μ2=0. 1（3）给m 一水平向右的初速度04m /s v =时，m 运动的加速度大小为a 1 = 4 m/s 2,方向水平向左，设m 运动t 1时间速度减为零，则111s v t a == 位移21011112m 2x v t a t =-=M 的加速度大小2122()5m /s F mg M m ga Mμμ--+==方向向左， M 的位移大小22211 2.5m 2x a t == 此时M 的速度2215m /s v a t ==由于12x x L +=，即此时m 运动到M 的右端，当M 继续运动时，m 从M 的右端竖直掉落，设m 从M 上掉下来后M 的加速度天小为3a ，对M 由生顿第二定律23F Mg Ma μ-=可得2325m /s 4a =在t =2s 时m 与M 右端的距离2321311()()8.125m 2x v t t a t t =-+-=．3．如图所示，质量为M =10kg 的小车停放在光滑水平面上．在小车右端施加一个F =10N 的水平恒力．当小车向右运动的速度达到2.8m/s 时，在其右端轻轻放上一质量m =2.0kg 的小黑煤块（小黑煤块视为质点且初速度为零），煤块与小车间动摩擦因数μ＝0.20．假定小车足够长．（1）求经过多长时间煤块与小车保持相对静止 （2） 求3s 内煤块前进的位移 （3）煤块最终在小车上留下的痕迹长度 【答案】(1) 2s (2) 8.4m (3) 2.8m 【解析】 【分析】分别对滑块和平板车进行受力分析，根据牛顿第二定律求出各自加速度，物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，根据运动学基本公式即可以求出时间．通过运动学公式求出位移． 【详解】(1)根据牛顿第二定律，刚开始运动时对小黑煤块有：1N F ma μ=F N -mg =0代入数据解得：a 1=2m/s 2 刚开始运动时对小车有：2N F F Ma μ-=解得：a 2=0.6m/s 2经过时间t ，小黑煤块和车的速度相等，小黑煤块的速度为：v 1=a 1t车的速度为：v 2=v +a 2t解得：t =2s ；(2)在2s 内小黑煤块前进的位移为：21114m 2x a t ==2s 时的速度为：11122m/s 4m/s v a t ==⨯=此后加速运动的加速度为：235m/s 6F a M m ==+ 然后和小车共同运动t 2=1s 时间，此1s 时间内位移为：2212321 4.4m 2x v t a t =+=所以煤块的总位移为：128.4m x x +=(3)在2s 内小黑煤块前进的位移为：21114m 2x a t ==小车前进的位移为：21116.8m 2x v t a t '=+=两者的相对位移为：m 1 2.8x x x '∆=-=即煤块最终在小车上留下的痕迹长度2.8m ． 【点睛】该题是相对运动的典型例题，要认真分析两个物体的受力情况，正确判断两物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解．4．如图甲所示，倾角为θ＝37°的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量m ＝2 kg 的小物体轻轻放在传送带的A 端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2 s 末物体到达B 端，取沿传送带向下为正方向，g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，求：(1)小物体在传送带A 、B 两端间运动的平均速度v ； (2)物体与传送带间的动摩擦因数μ； (3)2 s 内物体机械能的减少量ΔE ． 【答案】(1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J 【解析】 【详解】（1）由v-t 图象的面积规律可知传送带A 、B 间的距离L 即为v-t 图线与t 轴所围的面积，所以：112122v v v L t t t ＝++代入数值得：L =16m由平均速度的定义得：168/2L v m s t ＝＝＝（2）由v-t 图象可知传送代运行速度为v 1=10m/s ，0-1s 内物体的加速度为：22110/10/1v a m s m s t V V ＝＝＝ 则物体所受的合力为：F 合=ma 1=2×10N=20N ．1-2s 内的加速度为：a 2＝21＝2m /s 2， 根据牛顿第二定律得：a 1＝mgsin mgcos mθμθ+=gsinθ+μgcosθa 2＝ mgsin mgcos mθμθ-=gsinθ-μgcosθ联立两式解得：μ=0.5，θ=37°．（3）0-1s 内，物块的位移：x 1＝12a 1t 12＝12×10×1m ＝5m 传送带的位移为：x 2=vt 1=10×1m=10m则相对位移的大小为：△x 1=x 2-x 1=5m则1-2s 内，物块的位移为：x 3＝vt 2+12a 2t 22=10×1+12×2×1m ＝11m 0-2s 内物块向下的位移：L =x 1+x 3=5+11=16m物块下降的高度：h =L sin37°=16×0.6=9.6m物块机械能的变化量：△E ＝12m v B 2−mgh =12×2×122−2×10×9.6=-48J 负号表示机械能减小．5．.某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征， 使用质量m =0.05kg 的流线型人形模型进行模拟实验．实验时让模型从h =0.8m 高处自由下落进入水中．假设模型入水后受到大小恒为F f =0.3N 的阻力和F =1.0N 的恒定浮力，模型的位移大小远大于模型长度，忽略模型在空气中运动时的阻力，试求模型（1）落到水面时速度v 的大小； （2）在水中能到达的最大深度H ； （3）从开始下落到返回水面所需时间t ． 【答案】（1）4m/s （2）0.5m （3）1.15s 【解析】 【分析】 【详解】（1）模型人入水时的速度记为v ，自由下落的阶段加速度记为a 1，则a 1=g ；v 2=2a 1h 解得v=4m/s ；（2）模型人入水后向下运动时，设向下为正，其加速度记为a 2，则：mg-F f -F=ma 2 解得a 2=-16m/s 2所以最大深度：2200.52v H m a -== （3）自由落体阶段：1t 0.4vs g== 在水中下降2200.25vt s a -== 在水中上升：F-mg-F f =ma 3 解得a 3=4.0m/s 2 所以：3320.5Ht s a == 总时间：t=t 1+t 2+t 3=1.15s6．如图所示，一速度v =4m/s 顺时针匀速转动的水平传送带与倾角θ=37°的粗糙足长斜面平滑连接，一质量m =2Kg 的可视为质点的物块，与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.5，与传送带间的动摩擦因数为µ2=0.4，小物块以初速度v 0=10m/s 从斜面底端上滑求：（g =10m/s 2） （1）小物块以初速度v 0沿斜面上滑的最大距离？（2）要使物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下，传送带至少多长？（3）若物块不从传送带左端滑下，物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间？【答案】(1) x 1=5m （2） L =2.5m （3）t =1.525s【解析】（1）小物块以初速度v 0沿斜面上滑时，以小物块为研究对象，由牛顿第二定律得： 1sin cos mg mg ma θμθ+=，解得2110/a m s =设小物块沿沿斜面上滑距离为x 1，则211020a x v -=-，解得15x m =（2）物块沿斜面下滑时以小物块为研究对象，由牛顿第二定律得：2sin cos mg mg ma θμθ-=，解得： 222/a m s =设小物块下滑至斜面底端时的速度为v 1，则21212v a x =解得： 125/v m s =设小物块在传送带上滑动时的加速度为a 3, 由牛顿第二定律得： 23µmg ma =，解得： 234/a m s =设物块在传送带向左滑动的最大距离为L ，则23120a L v -=-，解得： 2.5L m = 传送带至少2.5m 物块不会由传送带左端滑下（3）设物块从传送带左端向右加速运动到和传送带共速运动的距离为x 2，则222ax v =，解得： 22 2.5x m m =<，故小物体先加速再随传送带做匀速运动。
高中物理牛顿运动定律的应用综合题专题训练含答案
高中物理牛顿运动定律的应用综合题专题训练含答案姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、综合题（共20题）1、（10分）物体以12m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2，求：sin37°=0.6，cos37°=0.8(1)物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小；(3)物体在斜面上运动的时间。
2、（10分）某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10 s内下降高度为1800 m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动．（1）求飞机在竖直方向上产生的加速度多大？（2）试估算质量为65 kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅．3、（10分）在水平地面上有一质量为2kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动，10s后拉力大小减为F／3，该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示．求：（1）物体受到的拉力F的大小．（2）物体与地面之间的动摩擦因素．(g取10m／s2)4、（8分）楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F=10N，刷子的质量为，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数为0．5，天花板长为，取，试求：（1）刷子沿天花板向上的加速度（2）工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间5、（8分）如图所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G=6N，木块与墙壁的动摩擦因数=0.25。
则：（1）当F=25N时，木块静止不动，木块受到的摩擦力是多大？（2）当F=35N时，木块静止仍不动，木块受到的摩擦力是多大？（3）当F=10N时，木块沿竖直墙壁滑动，木块受到的摩擦力是多大？6、（10分）如图 10 所示，质量m= 2kg 的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ = 0.75。
高中物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析
高中物理牛顿运动定律的应用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M =6.0kg 的物块A 。
装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。
传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u =2.0m/s 匀速运动。
传送带的右边是一半径R =1.25m 位于竖直平面内的光滑14圆弧轨道。
质量m =2.0kg 的物块B 从14圆弧的最高处由静止释放。
已知物块B 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l =4.5m 。
设第一次碰撞前，物块A 静止，物块B 与A 发生碰撞后被弹回，物块A 、B 的速度大小均等于B 的碰撞前的速度的一半。
取g =10m/s 2。
求：(1)物块B 滑到14圆弧的最低点C 时对轨道的压力； (2)物块B 与物块A 第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；(3)如果物块A 、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B 经第一次与物块A 碰撞后在传送带上运动的总时间。
【答案】（1）60N ，竖直向下（2）12J （3）8s 【解析】 【详解】(1) 设物块B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v 0，由机械能守恒定律得：2012mgR mv =代入数据解得：v 0=5m/s在圆弧最低点C ，由牛顿第二定律得：20v F mg m R-=代入数据解得：F =60N由牛顿第三定律可知，物块B 对轨道的压力大小：F′=F =60N ，方向：竖直向下； (2) 在传送带上，对物块B ，由牛顿第二定律得：μmg =ma设物块B 通过传送带后运动速度大小为v ，有2202v v al -=代入数据解得：v=4m/s由于v ＞u =2m/s ，所以v =4m/s 即为物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小，设物块A 、B 第一次碰撞后的速度分别为v 2、v 1，两物块碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv =mv 1+Mv 2由机械能守恒定律得：22212111222mv mv Mv =+ 解得：12m m 2,2s s 2vv v ==-=物块A 的速度为零时弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得：2p 2112J 2E mv == (3) 碰撞后物块B 沿水平台面向右匀速运动，设物块B 在传送带上向右运动的最大位移为l′，由动能定理得21102mgl mv μ--'=解得：l′=2m ＜4.5m所以物块B 不能通过传送带运动到右边的曲面上，当物块B 在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动，可以判断，物块B 运动到左边台面时的速度大小为v 1′=2m/s ，继而与物块A 发生第二次碰撞。
高考物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析
高考物理牛顿运动定律的应用各地方试卷集合汇编及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8：求：（1）物体与传送带间的动摩擦因数；（2） 0～8 s内物体机械能的增加量；（3）物体与传送带摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)μ＝0.875.(2)ΔE＝90 J（3）Q＝126 J【解析】【详解】(1)由图象可以知道,传送带沿斜向上运动,物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向下的,且加速大小为的匀减速直线运动,对其受力分析,由牛顿第二定律得:可解得：μ＝0.875.（2）根据v-t图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移,可得0～8 s 内物体的位移0～8 s s内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之和,为(3) 0～8 s内只有前6s发生相对滑动. 0～6 s内传送带运动距离为:0～6 s内物体位移为:则0～6 s内物体相对于皮带的位移为0～8 s内物体与传送带因为摩擦产生的热量等于摩擦力乘以二者间的相对位移大小,代入数据得：Q＝126 J故本题答案是：(1)μ＝0.875.(2)ΔE＝90 J（3）Q＝126 J【点睛】对物体受力分析并结合图像的斜率求得加速度，在v-t图像中图像包围的面积代表物体运动做过的位移。
2．传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为L 1＝2.5 m 、L 2＝2 m ．传送带始终保持以速度v 匀速运动．现将一滑块（可视为质点）轻放到传送带的左端，然后平稳地滑上平板．已知：滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ1＝0.3、μ2＝0.1，滑块、平板的质量均为m ＝2 kg ，g 取10 m/s 2.求：（1）若滑块恰好不从平板上掉下，求滑块刚滑上平板时的速度大小； （2）若v ＝6 m/s ，求滑块离开平板时的速度大小． 【答案】（1）4/m s （2）3.5/m s 【解析】 【详解】(1)滑块在平板上做匀减速运动，加速度大小：a 1＝1mgmμ＝3 m/s 2由于μ1mg>2μ2mg故平板做匀加速运动，加速度大小：a 2＝122mg mgmμμ-⨯＝1 m/s 2设滑块滑至平板右端用时为t ，共同速度为v′，平板位移为x ，对滑块： v′＝v －a 1t(1分)L 2＋x ＝vt －12a 1t 2 对平板：v′＝a 2tx ＝12a 2t 2 联立以上各式代入数据解得：t ＝1 s ，v ＝4 m/s. (2)滑块在传送带上的加速度：a 3＝mgmμ＝5 m/s 2若滑块在传送带上一直加速，则获得的速度为： v 1112a L 5 m/s<6 m/s 即滑块滑上平板的速度为5 m/s设滑块在平板上运动的时间为t′，离开平板时的速度为v″，平板位移为x′ 则v″＝v 1－a 1t′ L 2＋x′＝v 1t′－12a 1t′2 x′＝12a 2t′2 联立以上各式代入数据解得：t′1＝12s ，t′2＝2 s(t′2>t ，不合题意，舍去)将t′＝12s 代入v″＝v －a 1t′得：v″＝3.5 m/s.3．如图所示，长木板B 质量为m 2＝1．0 kg ，静止在粗糙的水平地面上，长木板左侧区域光滑．质量为m 3＝1．0 kg 、可视为质点的物块C 放在长木板的最右端．质量m 1＝0．5 kg 的物块A ，以速度v 0＝9 m ／s 与长木板发生正碰（时间极短），之后B 、C 发生相对运动．已知物块C 与长木板间的动摩擦因数μ1＝0．1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2＝0．2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程物块C 始终在长木板上，g 取10 m ／s 2．（1）若A 、B 相撞后粘在一起，求碰撞过程损失的机械能． （2）若A 、B 发生弹性碰撞，求整个过程物块C 相对长木板的位移．【答案】（1）13.5J （2）2.67m 【解析】（1）若A 、B 相撞后粘在一起，由动量守恒定律得1012()m v m m v =+由能量守恒定律得 22101211()22E m v m m v ∆=-+ 解得损失的机械能 21201213.52()m m v E J m m ∆==+ （2）A 、B 发生完全弹性碰撞，由动量守恒定律得101122m v m v m v =+由机械能守恒定律得222101122111222m v m v m v =+ 联立解得 1210123/m m v v m s m m -==-+， 1201226/m v v m s m m ==+之后B 减速运动，C 加速运动，B 、C 达到共同速度之前，由牛顿运动定律， 对长木板： 2231321-()m m g m g m a μμ+-= 对物块C ： 1332m g m a μ=设达到共同速度过程经历的时间为t ，212v a t a t += 这一过程的相对位移为22121211322x v t a t a t m ∆=+-= B 、C 达到共同速度之后，因12μμ<，二者各自减速至停下，由牛顿运动定律， 对长木板： 2231323-()m m g m g m a μμ++= 对物块C ：1334-m g m a μ=这一过程的相对位移为2222243()()1223a t a tx ma a∆=-=--整个过程物块与木板的相对位移为1282.673x x x m m∆=∆-∆==点睛：此题是多研究对象、多过程问题，过程复杂，分析清楚物体的运动过程，应用牛顿第二定律、运动学公式、动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题．4．滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板和雪地之间形成暂时的“气垫”从而减小雪地对滑雪板的摩擦，然后当滑雪板的速度较小时，与雪地接触时间超过某一时间就会陷下去，使得它们间的摩擦阻力增大．假设滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会从0.25变为0.125．一滑雪者从倾角为θ＝37°斜坡雪道的某处A由静止开始自由下滑，滑至坡底B处（B处为一长度可忽略的光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪道，最后停在水平雪道BC之间的某处．如图所示，不计空气阻力，已知AB长14.8m，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化时（即速度达到4m/s）所经历的时间；（2）滑雪者到达B处的速度；（3）滑雪者在水平雪道上滑行的最大距离．【答案】（1）1s；（2）12m/s；（3）54.4m．【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律求出滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度v1=4m/s期间的加速度，再根据速度时间公式求出运动的时间．（2）再根据牛顿第二定律求出速度大于4m/s时的加速度，球心速度为4m/s之前的位移，从而得出加速度变化后的位移，根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑雪者到达B处的速度．（3）分析滑雪者的运动情况，根据牛顿第二定律求解每个过程的加速度，再根据位移速度关系求解．【详解】（1）滑雪者从静止开始加速到v1=4m/s过程中：由牛顿第二定律得：有：mgsin37°-μ1mgcos37°=ma1；解得：a1=4m/s2；由速度时间关系得t1＝11va＝1s（2）滑雪者从静止加速到4m/s的位移：x1=1 2 a1t2=12×4×12=2m从4m/s加速到B点的加速度：根据牛顿第二定律可得：mgsin37°-μ2mgcos37°=ma2；解得：a2=5m/s2；根据位移速度关系：v B2−v12＝2a2(L−x1)计算得 v B=12m/s（3）在水平面上第一阶段（速度从12m/s减速到v=4m/s）：a3＝−μ2g＝−1.25m/s2 22223341251.222 1.25Bv vx ma--===-⨯在水平面上第二阶段（速度从4m/s减速到0）a4＝−μ1g＝−2.5m/s2，2443.22vx ma-＝＝所以在水平面上运动的最大位移是 x=x3+x4=54.4m【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁．5．如图所示，长L=10m的水平传送带以速度v=8m/s匀速运动。
2024高考物理牛顿运动定理综合练习题及答案
2024高考物理牛顿运动定理综合练习题及答案一、选择题1. 牛顿第一定律适用的是（）A. 运动状态改变B. 速度改变C. 方向改变D. 惯性运动2. 牛顿第二定律的数学表达式是（）A. F = maB. W = mgC. P = mvD. F = mv3. 牛顿第二定律表明，物体的加速度与（）成正比，与质量成反比。
A. 力B. 速度C. 位移D. 能量4. 一个质量为2 kg的物体受到的力是10 N，则它的加速度为（）A. 2 m/s^2B. 5 m/s^2C. 10 m/s^2D. 20 m/s^25. 一个质量为5 kg的物体受到的力是20 N，则它的加速度为（）A. 2 m/s^2B. 4 m/s^2C. 5 m/s^2D. 10 m/s^2二、填空题1. 牛顿第三定律指出，任何两个相互作用的物体之间都有相等大小、方向相反的（）。
2. 抛体运动是一种（）的运动。
3. 一个物体沿着直线运动，它的速度大小不变，但方向改变，这是一种（）运动。
4. 力是引起物体发生（）运动或改变运动状态的原因。
5. 物体的质量是物体所具有的性质，不随（）而改变。
三、计算题1. 一个质量为3 kg的物体受到的力是12 N，求它的加速度。
答: 加速度 a = F / m = 12 N / 3 kg = 4 m/s^22. 一个质量为5 kg的物体受到的力是20 N，求它的加速度。
答: 加速度 a = F / m = 20 N / 5 kg = 4 m/s^23. 一个物体质量为10 kg，在受到100 N的力作用下，求它的加速度。
答: 加速度 a = F / m = 100 N / 10 kg = 10 m/s^24. 一个物体在10 N的力下产生2 m/s^2的加速度，求物体的质量。
答: 质量 m = F / a = 10 N / 2 m/s^2 = 5 kg5. 一个物体在15 N的力下产生3 m/s^2的加速度，求物体的质量。
物理高考二轮复习牛顿运动定律综合运用专题测试(带答案)
物理高考二轮复习牛顿运动定律综合运用专题测试（带答案）牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律，以下是查字典物理网整理的牛顿运动定律综合运用专题测试，希望可以协助考生提高自己的效果。
一、选择题1.电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体.当电梯运动时弹簧被紧缩了x;当电梯运动时弹簧又被紧缩了x.试判别电梯运动的能够状况是( )A.以大小为2g的减速度减速上升B.以大小为2g的减速度减速上升C.以大小为g的减速度减速上升D.以大小为g的减速度减速下降【答案】选C、D.【详解】物体运动时，kx=mg，当电梯运动时，取向上为正方向，由牛顿第二定律得：2kx-mg=ma，可求出：a=g，方向竖直向上，因此电梯能够以大小为g的减速度减速上升，也能够以大小为g的减速度减速下降，故A、B均错误，C、D 正确.2.在第11届全运会上，福建女选手郑幸娟以背越式成功地跳过了1.95 m的高度，成为全国冠军，假定不计空气阻力，那么以下说法正确的选项是( )A.下落进程中她处于失重形状B.起跳以后上升进程她处于超重形状C.起跳时空中对她的支持力等于她对空中的压力D.起跳时空中对她的支持力大于她对空中的压力【答案】选A、C.【详解】无论是上升进程还是下落进程，运发动的减速度一直向下，所以她处于失重形状，A选项正确，B选项错误;起跳时空中对她的支持力与她对空中的压力为一对作用力与反作用力，大小应相等，C项正确，D项错误.3.从正在减速上升的气球上落下一个物体，在物体刚分开气球的瞬间，以下说法正确的选项是( )A.物体向下做自在落体运动B.物体向上运动，减速度向上C.物体向上运动，减速度向下D.物体向上还是向下运动，要看物体分开气球时的速度【答案】选C.【详解】刚分开气球瞬间，物体由于惯性坚持向上的速度，但由于合外力向下，故减速度方向向下.4.直升机悬停在空中向空中投放装有救灾物资的箱子，如下图.设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动进程中箱子一直坚持图示姿态.在箱子下落进程中，以下说法正确的选项是( )A.箱内物体对箱子底部一直没有压力B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体遭到的支持力最大C.箱子接近空中时，箱内物体遭到的支持力比刚投下时大D.假定下落距离足够长，箱内物体有能够不受底部支持力而飘起来【答案】C【详解】以全体为研讨对象，依据牛顿第二定律：(M+m)g-kv2=(M+m)a①，设箱内物体遭到的支持力F N，以箱内物体为研讨对象，有mg-F N=ma②,由①②两式得FN= .经过此式可知，随着下落速度的增大，箱内物体遭到的支持力逐渐增大，所以ABD项错误，C项正确.5.如下图，润滑水平面上放置质量区分为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一减速度运动，那么轻绳对m的最大拉力为()A. B. C. D.3mg【答案】B【详解】区分对全体右端一组及集体受力剖析 ,运用牛顿第二定律,由全体法、隔离法可得F=6ma①F-mg=2ma②mg-T=ma③由①②③联立可得T= mg所以B正确.6.如图甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度时间图象如图乙所示，以下判别正确的选项是()A.在0～1 s内，外力F不时增大B.在1 s～3 s内，外力F的大小恒定C.在3 s～4 s内，外力F不时减小D.在3 s～4 s内，外力F的大小恒定【答案】BC【详解】在0～1 s内，物体做匀减速直线运动，外力F恒定，故A错.在1 s～3 s内，物体做匀速运动，外力F也恒定，B正确.在3 s～4 s内，物体做减速度增大的减速运动，所以外力F不时减小，C对D错.7. 如下图，底板润滑的小车上用两个量程为20 N，完全相反的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块，在水平空中上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10 N，当小车做匀减速直线运动时，弹簧测力计甲的示数为8 N，这时小车运动的减速度大小是()A.2 m/s2B.4 m/s2C.6 m/s2D.8 m/s2【答案】B【详解】小车做匀速直线运动时，物块随小车也做匀速直线运动，两弹簧测力计示数均为10 N，形变相反，弹簧测力计甲的示数变为8 N，形变减小x，弹簧测力计乙形变要添加x，因此弹簧测力计乙的示数为12 N，物块遭到的合外力为4 N，故减速度的大小是a=Fm=41 m/s2=4 m/s2.8.如图甲所示，A、B两物体叠放在润滑水平面上，对物体A 施加一水平力F，F-t图象如图乙所示，两物体在力F作用下由运动末尾运动，且一直相对运动，规则水平向右为正方向，那么以下说法正确的选项是()A.两物体在4 s时改动运动方向B.在1 s～3 s时间内两物体间摩擦力为零C.6 s时两物体的速度为零D.B物体所受的摩擦力方向一直与力F的方向相反【答案】D【详解】两物体在0～1 s内，做减速度增大的变减速运动，在1 s～3 s内，做匀减速运动，在3 s～4 s内，做减速度增大的变减速运动，在4 s～6 s内，做减速度减小的变减速运动，故两物体不时向一个方向运动，A、C错误，D正确，1 s～3 s时间内两物体做匀减速运动，对B停止受力剖析可知两物体间的摩擦力不为零，B错误.9.图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探求滑行者在滑道直线局部AE滑行的时间.技术人员经过测量绘制出如图乙所示的表示图.AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有AD=DE=10 m，滑道AE可视为润滑，滑行者从坡顶A点由运动末尾沿滑道AE向下做直线滑动，g取10 m/s2，那么滑行者在滑道AE上滑行的时间为()A.2 sB.2 sC.3 sD.22 s【答案】B【详解】AE两点在以D为圆心半径为R=10 m的圆上，在AE 上的滑行时间与沿AD所在的直径自在下落的时间相反，t=4Rg=2 s，选B.10.某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如下图的物理模型，一个小冤家在AB段的动摩擦因数1A.空中对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右B.空中对滑梯一直无摩擦力作用C.空中对滑梯的支持力的大小一直等于小冤家和滑梯的总重力的大小D.空中对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小冤家和滑梯的总重力的大小【答案】选A.【详解】小冤家在AB段沿滑梯向下匀减速下滑，在BC段向下匀减速下滑，因此小冤家和滑梯组成的系统水平方向的减速度先向左后向右，那么空中对滑梯的摩擦力即系统水平方向合外力先水平向左，后水平向右，A正确，B错误;系统在竖直方向的减速度先向下后向上，因此系统先失重后超重，故空中对滑梯的支持力的大小先小于、后大于小冤家和滑梯的总重力的大小，C、D错误.二、非选择题11.一斜面固定在水平空中上，用平行于斜面的力F拉质量为m的物体，可使它匀速向上滑动，如下图，假定改用大小为3F的力，仍平行于斜面向上拉该物体，让物体从底部由运动末尾运动、斜面长为L，物体的大小可以疏忽，求：(1)在3F力的作用下，物体抵达斜面顶端时的速度;(2)要使物体可以抵达斜面顶端，3F力作用的时间至少多长? 【答案】【详解】(1)设斜面倾角为，斜面对物体的摩擦力为Ff.当用F的拉力时，物体匀速运动，有F-mgsin-Ff=0 ①当用3F的拉力时，物体的减速度为a，抵达顶端时的速度为v，由牛顿第二定律3F-mgsin-Ff=ma ②v2-0=2aL ③由①②③式解得(2)设3F的拉力至少作用t时间，撤去拉力后减速度为a，还能滑行t时间，撤去拉力后有mgsin+Ff=ma ④at2+ at2=L ⑤由①②④式得a=2a，又由速度关系at-at=0,得t=2t解得12.一小轿车从高为10 m、倾角为37的斜坡顶端从运动末尾向下行驶，当小轿车抵达底端时进入一水平面，在斜坡底端115 m的中央有一池塘，发起机在斜坡上发生的牵引力为2103 N，在水平空中上调理油门后，发起机发生的牵引力为1.4104 N，小轿车的质量为2 t，小轿车与斜坡及水平空中间的动摩擦因数均为0.5(g取10 m/s2).求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;(2)为使小轿车在水平空中下行驶而不掉入池塘，在水平空中上减速的时间不能超越多少?(轿车内行驶进程中不采用刹车装置)【答案】(1)10 m/s (2)5 s【详解】 (1)小轿车在斜坡下行驶时，由牛顿第二定律得F1+mgsin 37mgcos 37=ma1代入数据得a1=3 m/s2由v21=2a1x1=2a1h/sin 37得行驶至斜坡底端时的速度v1=10 m/s(2)在水平空中上减速时，由牛顿第二定律得F2-mg=ma2代入数据得a2=2 m/s2封锁油门后减速mg=ma3代入数据得a3=5 m/s2封锁油门时轿车的速度为v2v22-v212a2+v222a3=x2得v2=20 m/st=v2-v1a2=5 s即在水平空中上减速的时间不能超越5 s.牛顿运动定律综合运用专题测试及答案解析为大家分享到这里，希望考生可以日日有提高，取得更好的效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
考点11 牛顿运动定律的综合应用考点名片考点细研究：本考点是物理教材的基础，也是历年高考必考的容之一，其主要包括的考点有：(1)超重、失重；(2)连接体问题；(3)牛顿运动定律的综合应用、滑块滑板模型、传送带模型等。
其中考查到的如：2015年全国卷Ⅰ第25题、2015年全国卷Ⅱ第25题、2015年高考第9题、2014年高考第8题、2014年高考第7题、2014年大纲卷第19题、2014年高考第5题、2014年高考第15题、2013年高考第17题和第19题、2013年高考第19题、2013年高考第15题等。
备考正能量：牛顿运动定律是历年高考的主干知识；它不仅是独立的知识点，更是解决力、电动力学综合问题的核心规律。
可单独命题(选择题、实验题)，也可综合命题(解答题)。
高考对本考点的考查以对概念和规律的理解及应用为主，试题难度中等或中等偏上。
一、基础与经典1．小明家住十层，他乘电梯从一层直达十层。
则下列说确的是( )A．他始终处于超重状态B．他始终处于失重状态C．他先后处于超重、平衡、失重状态D．他先后处于失重、平衡、超重状态答案 C解析小明乘坐电梯从一层直达十层过程中，一定是先向上加速，再向上匀速，最后向上减速，运动过程中加速度方向最初向上，中间为零，最后加速度方向向下，因此先后对应的状态应该是超重、平衡、失重三个状态，C正确。
2．如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。
在物块放到木板上之后，木板运动的速度—时间图象可能是图中的( )答案 A解析放上小木块后，长木板受到小木块施加的向左的滑动摩擦力和地面向左的滑动摩擦力，在两力的共同作用下减速，小木块受到向右的滑动摩擦力作用，做匀加速运动，当两者速度相等后，可能以共同的加速度一起减速，直至速度为零，共同减速时的加速度小于木板刚开始运动时的加速度，故A正确，也可能物块与长木板间动摩擦因数较小，达到共同速度后物块相对木板向右运动，给木板向右的摩擦力，但木板的加速度也小于刚开始运动的加速度，B 、C 错误；由于水平面有摩擦，故两者不可能一起匀速运动，D 错误。
3．如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F ，则( )A ．物块可能匀速下滑B ．物块仍以加速度a 匀加速下滑C ．物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D ．物块将以小于a 的加速度匀加速下滑答案 C解析 对物块进行受力分析，设斜面的角度为θ，可列方程mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，sin θ－μcos θ＝a g，当加上力F 后，由牛顿第二定律得(mg ＋F )sin θ－μ(mg ＋F )cos θ＝ma 1，即mg sin θ－μmg cos θ＋F sin θ－μF cos θ＝ma 1，ma ＋F sin θ－μF cos θ＝ma 1，F sin θ－μF cos θ＝F (sin θ－μcos θ)＝Fa g ，Fa g大于零，代入上式知，a 1大于a 。
物块将以大于a 的加速度匀加速下滑。
只有C 项正确。
4. (多选)如图所示，质量分别为m A 、m B 的A 、B 两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F 拉A ，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。
为了增加轻线上的力，可行的办法是( )A．减小A物块的质量B．增大B物块的质量C．增大倾角θD．增大动摩擦因数μ答案AB解析对A、B组成的系统应用牛顿第二定律得：F－(m A＋m B)g sinθ－μ(m A＋m B)g cosθ＝(m A＋m B)a，隔离物体B，应用牛顿第二定律得，F T－m B g sinθ－μm B g cosθ＝m B a。
以上两式联立可解得：F T＝m B FF T的大小与θ、μ无关，m B越大，m A越小，F T m A＋m B，由此可知，越大，故A、B均正确。
5．(多选)质量分别为M和m的物块形状大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，M恰好能静止在斜面上，不考虑M、m与斜面之间的摩擦。
若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放M，斜面仍保持静止。
则下列说确的是( )A ．轻绳的拉力等于MgB ．轻绳的拉力等于mgC ．M 运动的加速度大小为(1－sin α)gD ．M 运动的加速度大小为M －m Mg 答案 BC解析 互换位置前，M 静止在斜面上，则有：Mg sin α＝mg ，互换位置后，对M 有Mg －F T ＝Ma ，对m 有：F T ′－mg sin α＝ma ，又F T ＝F T ′，解得：a ＝(1－sin α)g ，F T ＝mg ，故A 、D 错误，B 、C 正确。
6. 如图所示，木块A 的质量为m ，木块B 的质量为M ，叠放在光滑的水平面上，A 、B 之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。
现用水平力F 作用于A ，则保持A 、B 相对静止的条件是F 不超过 ( )A ．μmgB ．μMgC ．μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋m MD ．μMg ⎝⎛⎭⎪⎫1＋M m 答案 C解析 由于A 、B 相对静止，以整体为研究对象可知F ＝(M ＋m )a ；若A 、B 即将相对滑动，以物体B 为研究对象可知μmg ＝Ma ，联立解得F ＝μmg ⎝⎛⎭⎪⎫1＋m M ，选项C 正确。
7．如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B (长木板足够长)的左端静止放着小物块A 。
某时刻，A 受到水平向右的外力F 作用，F 随时间t 的变化规律如图乙所示，即F ＝kt ，其中k 为已知常数。
设物体A 、B 之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力F f ，且A 、B 的质量相等，则下列可以定性描述长木板B 运动的v -t 图象是( )答案 B解析A、B相对滑动之前加速度相同，由整体法可得：F＝2ma，F增大，a增大。
当A、B间刚好发生相对滑动时，对木板有F f＝ma，故此时F＝2F f＝kt，t＝2F fk，之后木板做匀加速直线运动，故只有B项正确。
8. 如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。
下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )答案 A解析 本题考查的是牛顿第二定律的应用。
本题中开始阶段两物体一起做匀加速运动有F ＝(m 1＋m 2)a ，即a ＝Fm 1＋m 2＝kt m 1＋m 2，两物体加速度相同且与时间成正比。
当两物体间的摩擦力达到μm 2g 后，两者发生相对滑动。
对m 2有F －f ＝ma 2，在相对滑动之前f 逐渐增大，相对滑动后f ＝μm 2g 不再变化，a 2＝F －f m 2＝kt m 2－μg ，故其图象斜率增大；而对m 1，在发生相对滑动后，有μm 2g ＝m 1a 1，故a 1＝μm 2g m 1为定值。
故A 选项正确。
9. (多选)神舟飞船返回时，3吨重的返回舱下降到距地面10 km 时，下降速度为200 m/s 。
再减速就靠降落伞了，先是拉出减速伞，16 s 后返回舱的速度减至80 m/s ，此时减速伞与返回舱分离。
然后拉出主伞，主伞开后使返回舱的下降速度减至10 m/s ，此时飞船距地面高度为1 m ，接着舱4台缓冲发动机同时点火，给飞船一个向上的反冲力，使飞船的落地速度减为零。
将上述各过程视为匀变速直线运动，g ＝10 m/s 2。
根据以上材料可得( )A．减速伞工作期间返回舱处于失重状态B．主伞工作期间返回舱处于失重状态C．减速伞工作期间返回舱的平均加速度大小为7.5 m/s2D．每台缓冲发动机的反冲推力约为返回舱重力的1.5倍答案CD解析减速伞和主伞工作期间返回舱均减速下降，处于超重状态，A、B项错；减速伞工作期间，返回舱从200 m/s减速至80 m/s，由运动学公式得a1＝v1－v2t1＝7.5 m/s2，C项正确；缓冲发动机开动后，加速度大小为a3＝v232h3＝50 m/s2，由牛顿第二定律得4F－mg＝ma3，解得Fmg＝1.5, D项正确。
10．(多选)如图甲所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的图象如图乙所示，g＝10 m/s2。
下列说法中正确的是( )A ．0～5 s 物块做匀减速运动B ．在t ＝1 s 时刻恒力F 反向C ．恒力F 大小为10 ND ．物块与水平面的动摩擦因数为0.3答案 BD解析 题图乙为物块运动的v 2-x 图象，由v 2－v 20＝2ax 可知，图象的斜率k ＝2a ，得0～5 m 位移a 1＝－10 m/s 2，5～13 m 位移a 2＝4m/s 2，可知恒力F 反向时物块恰好位于x ＝5 m 处，t ＝0－v 0a 1＝1 s ，A 错误，B 正确。
对物块受力分析可知，－F －F f ＝ma 1，F －F f ＝ma 2，得F ＝7 N ，F f ＝3 N ，μ＝F f mg＝0.3，C 错误，D 正确。
二、真题与模拟11. [2015·高考](多选)如图所示，升降机有一固定斜面，斜面上放一物块。
开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。
当升降机加速上升时( )A．物块与斜面间的摩擦力减小B．物块与斜面间的正压力增大C．物块相对于斜面减速下滑D．物块相对于斜面匀速下滑答案BD解析当升降机匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑时有：mg sinθ＝μmg cosθ，则μ＝tanθ(θ为斜面倾角)。
当升降机加速上升时，设加速度为a，物体处于超重状态，超重ma。
物块“重力”变为G′＝mg＋ma，支持力变为N′＝(mg＋ma)cosθ>mg cosθ，B正确。
“重力”沿斜面向下的分力G F′＝(mg＋ma)sinθ，沿斜面摩擦力变为f′＝μN′＝μ(mg＋ma)cosθ>μmg cosθ，A错误。
f′＝μ(mg＋ma)cosθ＝tanθ(mg＋ma)cosθ＝(mg＋ma)sinθ＝G下′，所以物块仍沿斜面匀速运动，D正确，C错误。
12．[2015·高考] (多选)如图所示，物块a、b和c的质量相同，a 和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。