2022年高考物理一轮考点跟踪练习10《牛顿运动定律的综合应用》（含详解）

1、2022年高考物理一轮考点跟踪练习10牛顿运动定律的综合应用一 、单选题如图所示，在倾角为的固定斜面上有两个靠在一起的物体A、B，两物体与斜面间的动摩擦因数相同，用平行于斜面的恒力F向上推物体A，使两物体沿斜面向上做匀加速运动，且B对A的压力平行于斜面，则下列说法中正确的是()A.只减小A的质量，B对A的压力大小不变B.只减小B的质量，B对A的压力大小会增大C.只减小斜面的倾角，B对A的压力大小不变D.只减小两物体与斜面间的动摩擦因数，B对A的压力会增大如图，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

2、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的加速度分别为()A.aA=g，aB=5g B.aA=aB=g C.aA=g，aB=3g D.aA=0，aB=2g某位同学在电梯中用弹簧测力计测量一物体的重力，在0至t3时间段内，弹簧测力计的示数F随时间t变化如图所示，以竖直向上为正方向，则下列关于物体运动的v­t图、P­t图(P为物体重力的功率大小)及a­t图可能正确的是()如图所示，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，使两球

3、一起做匀加速运动，则此时两球间的距离为x1，若沿弹簧轴线方向在质量为m的小球上施加一水平向左的拉力F2，使两球一起做匀加速运动，则此时两球间的距离为x2，已知x1=2x2，则有()A.F1=F2 B.F1=4F2 C.F14F2 D.F1=2F2如图所示为浙江卫视“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10 m的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4 s。在战车的运动过程中，下列说法正确的是()A.导师始终处于失重状态B.战车所受外力始终不变C.战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动D.根据题中信息可以

4、估算导师运动的平均速度如图所示，bc 为固定在小车上的水平横杆，物块 M 串在杆上， 靠摩擦力保持相对杆静止，M 又通过轻细线悬吊着一个小球 m, 此时小车正以大小为 a 的加速度向右做匀加速运动，而 M、m 均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为 。小车的加速度逐渐增加， M 始终和小车保持相对静止，当加速度增加到 2a 时()A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B.横杆对M的弹力增加到原来的2倍 C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍二 、多选题 (多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东

5、行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A.8 B.10 C.15 D.18 (多选)如图所示，光滑水平面上放置着四个相同的木块，其中木块B与C之间用一轻弹簧相连，轻弹簧始终在弹性限度内。现用水平拉力F拉B木块，使四个木块以相同的加速度一起加速运动，则以下说法正确的是()A.一起加速过程中，C木块受到四个力的作用B.一起加速过程中，D木块受到的静摩擦力大小为C.一起加速过程中，A、D木块所受摩擦力大小和方向相同D.当F撤去瞬间，A、D木块

6、所受静摩擦力的大小和方向都不变 (多选)如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。下列说法中正确的是()A.当0Fmg时，绳中拉力为0B.当mgF2mg时，绳中拉力为FmgC.当F2mg时，绳中拉力为D.无论F多大，绳中拉力都不可能等于 (多选)将一个质量为1 kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的v ­t图像如图所示，g取10 m/s2。下列说法中正确的是()A.小球所受重力和阻

7、力之比为51B.小球上升过程与下落过程所用时间之比为23C.小球落回到抛出点时的速度大小为8 m/sD.小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态三 、计算题图甲中，质量为m1=1 kg的物块叠放在质量为m2=3 kg的木板右端。木板足够长，放在光滑的水平地面上，木板与物块之间的动摩擦因数为1=0.2，整个系统开始时静止，重力加速度g=10 m/s2。 (1)在木板右端施加水平向右的拉力F，为使木板和物块发生相对运动，拉力F至少应为多大？(2)在04 s内，若拉力F的变化如图乙所示，2 s后木板进入2=0.25的粗糙水平面，在图丙中画出04 s内木板和物块的v ­t图像，并求出

8、04 s内物块相对木板的位移大小。如图所示，一长L=2 m、质量M=4 kg的薄木板(厚度不计)静止在粗糙的水平台面上，其右端距平台边缘l=5 m，木板的正中央放有一质量为m=1 kg的小物块(可视为质点)。已知木板与地面、物块与木板间动摩擦因数均为1=0.4，现对木板施加一水平向右的恒力F，其大小为48 N，g取10 m/s2，试求：(1)F作用了1.2 s时，木板的右端离平台边缘的距离；(2)要使小物块最终不能从平台上滑出去，则物块与平台间的动摩擦因数2应满足的条件。2022年高考物理一轮考点跟踪练习10牛顿运动定律的综合应用（含详解）答案解析一 、单选题答案为：C；解析：将A、B看成一个

9、整体，整体在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面向上的推力，根据牛顿第二定律可得a=gsin gcos ，对B分析可得NmBgsin mBgcos =mBa，解得N=，由牛顿第三定律可知，B对A的压力N=，若只减小A的质量，压力变大，若只减小B的质量，压力变小，A、B错误；A、B之间的压力与斜面的倾角、与斜面间的动摩擦因数无关，C正确，D错误。答案为：D；解析：对滑轮分析：F2T=ma，又m=0，所以T=3mg，对A分析：由于T<4mg故A静止，aA=0对B：aB=2g，故D正确。答案为：C；解析：由于该题没有告诉弹簧的拉力与重力大小之间的关系，可以依题

10、意，分三种情况讨论：(1)若F1=mg，则0t1时间内电梯静止或做匀速直线运动，即速度等于0或速度保持不变，加速度等于0。四个图线没有是可能的。(2)若F2=mg，则F1mg，在0t1时间内电梯受到的合外力的方向向下，加速度的方向向下，为负值，所以D是不可能的；则物体0t1时间内可能向下做加速运动，速度为负，或向上做减速运动，故A、B是不可能的；而t1t2时间内受到的合外力等于0，物体做匀速直线运动，物体的速度不变，又由P=mgv，可知t1t2时间内重力的功率不变，故C是错误的。(3)若F3=mg，则F1mg，F2mg，在0t2时间内电梯受到的合外力的方向都是向下，加速度的方向向下，故A、B、

11、D是不可能的；F3=mg，可知在0t1时间内向下的加速度大于t1t2时间内向下的加速度，而t2t3时间内物体做匀速直线运动，所以速度图像如图，速度的方向向下，重力的方向也向下，由P=mgv可知，图C可能是重力的功率随时间变化的图线，故C是正确的。由以上的分析，可知只有C选项是可能的，A、B、D都是不可能的。答案为：B；解析：沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，对整体分析，整体的加速度a=，隔离对质量为m的小球分析，根据牛顿第二定律得，F弹=ma=kx1；同理，沿弹簧轴线方向在质量为m的小球上施加一水平向左的拉力F2，a=，隔离对质量为2m的小球分析，根据牛顿第二定律得：

12、F弹=2ma=kx2，由于x1=2x2，联立可得：F1=4F2，故B正确，A、C、D错误。答案为：D；解析：由题意可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速过程中有沿斜面向下的加速度，战车处于失重状态，战车减速向下运动时又处于超重状态，故A错误；战车所受外力先沿斜面向下，后又沿斜面向上，B、C错误；由=可得战车运动的平均速度=2.5 m/s，所以选项D正确。答案为：A；解析：对小球和物块组成的整体，分析受力如图甲所示，根据牛顿第二定律得，水平方向：Ff=(Mm)a，竖直方向：FN=(Mm)g，则当加速度增加到2a时，横杆对M的摩擦力Ff增加到原来的2倍，横杆对M的弹力等于两个物体的总重力

13、，保持不变，故A正确，B错误；以小球为研究对象，分析受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律得mgtan =ma，解得tan =，当a增加到两倍时，tan 变为两倍，但不是原来的两倍。细线的拉力FT=，可见，a变为两倍，FT不是原来的两倍，故C、D错误。二 、多选题答案为：BC；解析：设该列车厢与P相连的部分为P部分，与Q相连的部分为Q部分。设该列车厢有n节，Q部分为n1节，每节车厢质量为m，当加速度为a时，对Q有F=n1ma；当加速度为a时，对P有F=(nn1)ma，联立得2n=5n1。当n1=2，n1=4，n1=6时，n=5，n=10，n=15，由题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项B、

14、C正确。答案为：BC；解析：在水平拉力F的作用下，四个木块以相同的加速度一起加速运动，则由牛顿第二定律可知，对整体有F=4ma，对A、D木块有fA=fD=ma，解得A、D木块所受摩擦力大小fA=fD=，方向均水平向右，故B、C正确；一起加速过程中，C木块受到重力、D木块对其的压力和静摩擦力、地面对其的支持力及弹簧对其的弹力，共五个力的作用，故A错误；当F撤去瞬间，D木块所受静摩擦力的大小和方向均不变，而A木块所受静摩擦力的大小不变但反向，故D错误。答案为：ABC；解析：当0Fmg时，A受到拉力与静摩擦力的作用，二者平衡，绳中拉力为0，故A正确；当mgF2mg时，整体受到拉力与摩擦力的作用，二者

15、平衡，所以整体处于静止状态，此时A受到的静摩擦力达到最大即mg，所以绳中拉力为Fmg，故B正确；当F2mg时，对整体：a=，对B：a=，联立解得绳中拉力为F，故C正确；由以上的分析可知，当mgF2mg时绳中拉力为Fmg，绳中拉力可能等于F，故D错误。答案为：AC；解析：上升过程中mgFf=ma1，由题图可知a1=12 m/s2，解得Ff=2 N，小球所受重力和阻力之比为51，选项A正确；下落过程中mgFf=ma2，可得a2=8 m/s2，根据h=at2可得= ，选项B错误；根据v=a2t2，t2= s，可得v=8 m/s，选项C正确；小球下落过程中，加速度方向竖直向下，小球处于失重状态，选项D

16、错误。三 、计算题解：(1)把物块和木板看做整体，由牛顿第二定律得：F=(m1m2)a，对物块分析，物块与木板将要相对滑动时有1m1g=m1a，联立解得F=1(m1m2)g=8 N。(2)物块在02 s内做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：1m1g=m1a1，解得a1=2 m/s2，2 s末物块的速度为v1=a1t1=2×2 m/s=4 m/s。木板在01 s内做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：F11m1g=m2a2，解得a2=4 m/s2。1 s末木板的速度v1=a2t2=4×1 m/s=4 m/s。在12 s内F2=1m1g，木板做匀速运动，速度为4 m/s。24 s

17、内如果物块和木板一起减速运动，共同的加速度大小为a共=2g，m1的合力2m1g>fm=1m1g。所以物块和木板相对滑动2 s后物块做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有：1m1g=m1a3，得：a3=2 m/s2。速度从4 m/s减至零的时间t3= s=2 s。木板做匀减速直线运动有：2(m1m2)g1m1g=m2a4。得：a4= m/s2。速度从4 m/s减至零的时间t4=1.5 s。二者在整个运动过程的v­t图像如图所示(实线是木板的v­t图像，虚线是物块的v­t图像)。02 s内物块相对木板向左运动x1=a2t22(a2t2)(t1t2)a1t12，24 s内物块相对木板向右运动x2=，解得：x=x1x2=1 m。所以04 s内物块相对木板的位移大小为x=1 m。解：(1)假设开始时物块与木板会相对滑动，由牛顿第二定律，对木板有：F1(Mm)g1mg=Ma1；解得：a1=6 m/s2。对物块有：1mg=ma2；解得：a2=4 m/s2。因为a2<a1，故假设成立。设F作用t秒后，小物块恰好从木板左端滑离，则有：=a1t2a2t2代入数据解得：t=1 s在此过程中，木板的位移为：x1=a1t2=×6×12 m=3 m，末速度为：v1=a1t=6×1 m/s=6 m/s。物块的位移为：x2=a2t2=