2020版广西物理一轮复习考点规范练9 牛顿运动定律的综合应用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精考点规范练9牛顿运动定律的综合应用考点规范练第16页

一、单项选择题1。如图所示的装置中，重为4N的物块用一平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上,整个装置被固定在测力计上并保持静止，斜面的倾角为30°。如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后,在烧断细线物块下滑时测力计的读数与稳定时比较（)A.增大4N B。增大3NC。减小1N D.不变答案C解析设物块的质量为m，斜面质量为m1,整个装置静止时,测力计读数为m1g+mg=m1g+4N。物块下滑的加速度a=gsinθ=12g，方向沿斜面向下，其竖直分量a1=asinθ=14g，所以物块处于失重状态，其视重为34mg=3N，测力计的读数为m1g+3N，所以测力计的示数减小1N，2.如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F拉物体A，使物体A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧长度为l1；若将A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉物体A,使物体A、B一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为l2.若物体A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是(）A.l2=l1B。l2<l1C.l2〉l1D。由于A、B质量关系未知,故无法确定l1、l2的大小关系答案A解析当水平面光滑，用水平恒力F拉物体A时，由牛顿第二定律，对整体有F=（mA+mB）a，对B有F1=mBa=mBFmA+mB；当水平面粗糙时，对整体有F—μ（mA+mB）g=(mA+mB）a，对B有F2-μmBg=mBa，联立以上两式得F2=mBFmA+mB3.如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块A串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止,A又通过轻细线悬吊着一个小铁球B，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而A、B均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大,A始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时(）A.横杆对A的摩擦力增加到原来的2倍B。横杆对A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倍答案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，水平方向有Ff=（m0+m)a，竖直方向有FN=（m0+m)g,则当加速度增加到2a时，横杆对m0的摩擦力Ff增加到原来的2倍。横杆对m0的弹力等于两个物体的总重力,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mgtanθ=ma，解得tanθ=ag,当a增加到两倍时，tanθ变为两倍，但θ不是两倍。细线的拉力FT=(mg)2+(ma)2,可见，a变为两倍后,4.一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ=0。2（最大静摩擦力等于滑动摩擦力).水平恒力F作用在A物块上，如图所示(重力加速度g取10m/s2），则（）A.若F=1N，则物块、木板都静止不动B.若F=1。5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5NC。若F=4N，则B物块所受摩擦力大小为4ND。若F=8N，则B物块的加速度为1m/s2答案D解析A物块与板间的最大静摩擦力为2N,当F<2N时,A物块没有与木板发生相对滑动，A、B与板整体向左加速，选项A错误；若F=1。5N，对A、B及轻质木板整体有a=FmA+mB=0.5m/s2,对A物块分析有F—Ff=mAa，解得Ff=1N,选项B错误；若F=4N,则A物块与板发生相对滑动,B与板的最大静摩擦力为4N，板对B物块的静摩擦力为2N，选项C错误；若F=8N,板对B物块的静摩擦力仍为2N,根据a=FfmB5.（2018·天津静海一中期末)如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的斜劈,其斜面倾角为θ，一质量为m的物体放在其光滑斜面上,现用一水平力F推斜劈，恰使物体m与斜劈间无相对滑动,则斜劈对物块m的弹力大小为（)①mgcosθ②mgcosθ③mF(A.①④ B。②③ C。①③ D.②④答案D解析两者一起向左匀加速运动,对物体进行受力分析，如图所示。则根据牛顿第二定律及平衡条件可得FNcosθ=mgFNsinθ=ma解得FN=mgcos将两物体看作一个整体有F=(M+m)a,又由FNsinθ=ma解得FN=mF(综上所述本题正确选项为D。6.如图所示,一轻质弹簧的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为37°的光滑斜面体顶端,弹簧与斜面平行。在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动的过程中，小球始终相对于斜面静止,已知弹簧的劲度系数为k。则该过程中弹簧的形变量为（sin37°=0.6,cos37°=0.8）()A。mg5k B.4mg5k C答案A解析在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时,弹簧是处于伸长状态还是压缩状态,无法直接判断，此时可采用假设法。假设弹簧处于压缩状态,若求得弹力F为正值，则假设正确.水平方向上由牛顿第二定律得FNsinθ+Fcosθ=mg①竖直方向上由受力平衡得FNcosθ=mg+Fsinθ②①②联立得F=15mg由胡克定律得F=kx,x=mg5k,故选二、多项选择题7.如图甲所示,在电梯厢内轻绳AO、BO、CO通过连接吊着质量为m的物体，轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3.现电梯厢竖直向下运动，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示,重力加速度为g,则（）A。在0~t1时间内,F1与F2的合力等于F3B。在0～t1时间内，F1与F2的合力大于mgC.在t1～t2时间内,F1与F2的合力小于F3D.在t1～t2时间内，F1与F2的合力大于mg答案AD解析对轻质结点O，因没质量,故其无论在何状态下,F1、F2、F3三个力的合力都为零，即F1与F2的合力与F3等大反向，选项A正确，选项C错误；对物体进行受力分析，其受到竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子的拉力F3，在0～t1时间内,电梯加速向下运动，物体处于失重状态，则F3〈mg,即F1与F2的合力小于mg,选项B错误;在t1～t2时间内,电梯减速向下运动,物体处于超重状态，则F3〉mg,即F1与F2的合力大于mg,选项D正确。8.（2016·全国卷Ⅱ)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则()A.甲球用的时间比乙球长B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D。甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功答案BD解析设所受阻力为Ff,根据题意Ff=kr。根据牛顿第二定律，mg—Ff=ma,a=g-krm=g—krρ·4π3r3=g-3k4πρr2，r越大，a越大,两小球密度相同，m甲>m乙,所以r甲〉r乙,故a甲>a乙,C选项错误;物体在空中的运动时间t=2ha,h相同,所以t甲〈t乙，A选项错误；物体落地速度v=2ah，可得v甲>v乙,B选项正确;物体下落过程中克服阻力做功W9.(2018·天津一中月考）如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上,已知物块A的质量为2kg,物块B的质量为1kg，而A与地面间的动摩擦因数为0.1，A与B之间的动摩擦因数为0.2。有选择地对B施加水平推力F1和竖直向下的压力F2,已知重力加速度为10m/s2，则下列说法正确的是()A。若F1=3.6N，F2=5N,则A、B相对静止一起做匀加速运动B。若F1=5.4N，F2=20N，则A、B相对静止一起做匀加速运动C。若F2<10N,无论F1多大，都不能使物块A运动起来D.若F2>10N，无论F1多大，都不能使物块A、B发生相对运动答案BC解析若F1=3.6N,F2=5N,设A、B相对静止一起做匀加速运动，则加速度为a=F1-μ1[F2+(mA+mB)g]mA+mB=3.6-0.1×(5+10×3)3m/s2=0.13m/s2，对物块B由牛顿第二定律得，F1-FfAB=mBa,解得FfAB=10.73N〉μ2(F2+mBg）=3N，则此时两物体已经相对滑动，选项A错误；若F1=5.4N，F2=20N，假设A、B相对静止一起做匀加速运动，则加速度为a=F1-μ1[F2+(mA+mB)g]mA+mB=5.4-0.1×(20+10×3)3m/s2=0.43m/s2,对物块B由牛顿第二定律得，F1-FfAB=mBa,解得FfAB=15.83N〈μ2(F2+mBg)=6N，则此时两物体相对静止一起做匀加速运动,选项B正确；若F2=10N，则A、B之间的最大静摩擦力FfAB=三、非选择题10.在建筑装修中,工人用质量为4。0kg的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知磨石与水平地面、斜壁之间的动摩擦因数μ相同，g取10m/s2。(1）当磨石受到水平方向F1=20N的推力打磨水平地面时，恰好做匀速直线运动，求动摩擦因数μ。（2)若用磨石对θ=37°的斜壁进行打磨(如图所示），当对磨石施加竖直向上的推力F2=60N时,求磨石从静止开始沿斜壁向上运动0。8m所需时间(斜壁足够长)。（sin37°=0.6,cos37°=0.8）答案(1)0.5(2）0.8s解析(1）磨石在水平地面上恰好做匀速直线运动，由F1=Ff=μmg,得μ=0。5。(2)磨石与斜壁间的正压力FN=(F2-mg）sinθ根据牛顿第二定律有（F2—mg)cosθ—μFN=ma,解得a=2。5m/s2。根据匀变速直线运动规律x=12at2解得t=2xa=0.11。(2018·江西名校联考)如图所示，在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度l=0。75m的薄平板AB。平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为4m。在平板的上端A处放一质量m=0。6kg的滑块，开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放。设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0。5，通过计算判断无初速释放后薄平板是否立即开始运动,并求出滑块由B滑至C与平板下端B到达斜面底端C的时间差Δt。（sin37°=0。6,cos37°=0。8，g取10m/s2)答案无初速释放后薄平板不会立即开始运动1s解析对薄板，由于Mgsin37°<μ(M+m）gcos37°，故滑块在薄板上滑动时，薄板静止不动。滑块在薄板上滑行时加速度a1=gsin37°=6m/s2,到达B点时速度v=2a1滑块由B至C时的加速度a2=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,设滑块由B至C所用时间为t,则有lBC=vt+12a2t2代入数据解得t=1s，对薄板,滑块滑离后才开始运动，加速度a3=gsin37°—μgcos37°=2m/s2,设滑至C端所用时间为t’，则有lBC=12a3t’2代入数据解得t’=2s,滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差Δt=t'-t=1s。12.(2017·全国卷Ⅲ）如图所示,两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5；木板的质量为m=4kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0。1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g取10m/s2。求：（1）B与木板相对静止时，木板的速度；（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。答案（1)1m/s（2)1。9m解析（1）滑块A和B在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在滑块B与木板达到共同速度前有Ff1=μ1mAg①Ff2=μ1mBg②Ff3=μ2（m+mA+mB)g③由牛顿第二定律得Ff1=mAaA④Ff2=mBaB⑤Ff2—Ff1-Ff3=ma1⑥设在t1时刻,B与木板达到共同速度，其大小为v1。由运动学公式有v1=v0-aBt1⑦v1=a1t1⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得v1=1m/s.⑨（2)在t1时间间隔内,B相对于地面移动的距离为sB=v0t1—12aBt1设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2。对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有Ff1+Ff3=（mB+m）a2由①②④⑤式知,aA=aB；再由⑦⑧式知,B与木板达到共同速度时,A的速度大小也为v1,但运动方向与木板相反。由题意知,A和B相遇时,A与木板的速度相同,设其大小为v2。设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2,则由运动学公式，对木板有v2=v1