走向高考专题牛顿运动定律的综合应用

1、.专业资料.课后强化作业一、选择题1. （2013 茂名二模）如图所示，小车向右做加速直线运动，物块贴在小车左壁相对小车静止。当小车的加速度增大时，下列说法正确的是（）a. 物块受到的弹力不变b. 物块受到的摩擦力不变c. 物块受到四个力的作用d. 物块受到的合外力为零答案b 解析物块受到重力、弹力、静摩擦力三个力的作用，c项 错；物块竖直方向上受力平衡，故物块受到的摩擦力不变，其大小等于物块的重力，b项正确；水平方向上根据牛顿第二定律有fn = ma , 当小车加速度增大时，物块受到的弹力增大，故ad两项错。2. （2013 南昌调研）.专业资料.距小于或等于l 时，受到大小相等、方向相反的

2、相互排斥的恒力作用，当小球间距大于l 时，排斥力为零，两小球在相互作用区间运动时始终未接触。两小球运动时速度v 随时间 t 的变化关系图象如图所示，由图可知（）a. a 小球的质量大于b 小球的质量b. 在 ti时刻两小球间距最小c. 在 0? t2时间两小球间距逐渐减小d. 在 0? t3时间内 b 小球所受排斥力的方向始终与运动方向相反答案ac 解析本题考查相互作用力下的运动关系以及牛顿运动定律，意在考查学生应用牛顿运动定律分析解决问题的能力。由题中图象可知，在两小球相互作用的过程中，a 小球的加速度小于b 小球的加速.专业资料.度，因此 a 小球的质量大于b 小球的质量，a正确；在 t2

3、时刻两小球的速度相同，此时距离最小，0? t2时间内两小球间距逐渐减小，因此b错误、c正确；由两小球的受力和运动分析可知，b 小球所受排斥力的方向在 0? ti时间内与运动方向相反，在tl? t3时间内与运动方向相同，因此d错误。3. （2013 福建四地六校联考）如图所示，在光滑水平面上有两个质量分别为 mi和 m2的物体 a、b, mim 2, a、b 间水平连接着一轻质弹簧测力计。若用大小为f 的水平力向右拉b, 稳定后 b 的加速度大小为ai, 弹簧测力计示数为fi; 如果改用大小为f 的水平力向左拉 a，稳定后 a的加速度大小为a2, 弹簧测力计示数为f2。则以下关系式正确的是（ ）

4、a b0 号- -a. ai = a2, fif2c. aia 2, fi f2 答案b 解析把 a、b 两个物体和弹簧测力计看做一个整体，由牛顿第二定律可知， ai = a2，隔离后面的物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知，fif2, 故选项b正确。4 . （20i4 郑州一中模拟 ）.专业资料.2013 年 8 月 14 日，中国乒乓球公开赛在苏州市体育中心体育馆拉开战幕，吸引了上千市民前往观看。假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速运动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为b。设球拍和球质量分别为m、m , 不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则（）a. 运动

5、员的加速度大小为gsin 0b. 球拍对球的作用力大小为mg cos 0c. 运动员对球拍的作用力大小为（m + m）g/ cos 0d. 运动员对地面的作用力方向竖直向下答案c 解析以乒乓球为研究对象，球受重力和球拍的支持力，不难求出球受到的合力为mg tan 0,其加速度为 gtan 0,受到球拍的支持力为 mg/ cos 0,由于运动员、球拍和球的加速度相等，选项a、b错 误；同理运动员对球拍的作用力大小为（m + m）g/ cos 0,选项c正 确；将运动员看做质点，由上述分析知道运动员在重力和地面的作用力的合力作用下产生.专业资料.水平方向的加速度，地面对运动员的作用力应该斜向上，由

6、牛顿第三定律知道，运动员对地面的作用力方向斜向下：选项d错误。5. （2013 四川资阳诊断）如图所示，质量为m , 中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m 的小铁球，现用一水平向右的推力 f 推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成a角。则下列说法正确的是（）a. 小铁球受到的合外力方向水平向左mg b. 凹槽对小铁球的支持力为sin ac. 系统的加速度为a = gtan ad. 推力 f= mg tan a答案c 解析根据小铁球与光滑凹槽相对静止位置可知，系统有向右的加速度，小铁球受到的合外力方向水平向右，凹槽对小铁球的支持mg

7、.专业资料.力为 , 选项a、b错误。小铁球所受合外力为mg tan a,加速度cos a为 a = gtan a,推力 f= （m + m）g tan a,选项c正确d错误。6. aa/wwwwvb（2013 长春调研）物块 a、b 的质量分别为m 和 2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对b 施加向右的水平拉力f，稳定后 a、 b 相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为11；若撤去拉力f， 换成大小仍为 f 的水平推力向右推a，稳定后 a、b 相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为12。则下列判断正确的是（）a. 弹簧的原长为b. 两种情况下稳定时弹簧的形变量相等c. 两种情况下稳

8、定时两物块的加速度不相等f d. 弹簧的劲度系数为h 丨2 答案d 解析本题考查牛顿第二定律、胡克定律，意在考查学生解决连接体问题的方法。由题意可得两种情况下物体的加速度大小相等为a= , 方向水平向右，所以c错误。设弹簧的原长为io, 弹簧的劲3m .专业资料.度系数为k , 则有 k(l 1 io) = ma , k(l 0 i2) = 2ma , 解得 io = 211 +12f厂，k = 匚;,a错误，d正确。k从=ma，k丛=2ma，则hv ai2, 所以b错误7. (2013 湖北重点中学联考)如图所示，在建筑工地，民工兄弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a 竖直

9、向上匀加速搬起，其中 a 的质量为 m , b 的质量为 3m , 水平作用力为f, a、b 之间的动摩擦因数为卩，在此过程中， a、b 间的摩擦力为( )a. 卩 f b. 2 f3 c. ；m(g + a) d. m(g + a) 答案d 解析本题考查力和运动的关系，意在考查学生对牛顿第二定律、整体法和隔离法的应用。由于 a、b 相对静止，故a、b 之间的摩擦力为静摩擦力，a、b错误。设民工兄弟对a、b 在竖直方向上的摩擦力为 f，以 a、b 整体为研究对象可知在竖直方向上有2f - (m + 3m)g = (m + 3m)a , 设 b 对 a 的摩擦力方向向下，大小为f ，对 a 由牛

10、顿第二定律.专业资料.有 f f mg = ma , 解得 f=m(g + a), d正确，c 错误。8. (2013 长春第二次调研)如图所示，小车在外力作用下沿倾角为b的斜面做直线运动，小车的架上用细线拴一个摆球，悬点为o, 现用水平虚线mn 和竖直虚线 pq将竖直平面空间分成四个区间，则下列说法正确的是()a. 若小车沿斜面向上做匀速运动，则稳定后细线可在皿区与竖直方向成一定夹角b. 若小车沿斜面向下做匀加速运动，则稳定后细线可在w区与竖直方向成一定夹角c. 无论小车沿斜面向下的加速度多大，稳定后细线都不可能在i区与水平方向成一定夹角d. 无论小车沿斜面向上的加速度多大，稳定后细线都不可

11、能沿与 on重合的水平方向答案bd .专业资料.解析考查连接体的受力分析等问题。若小车匀速运动，则小球所受的合力应为零，所以细线处于竖直状态，所以a选项错误；若小车沿斜面向下加速，由连接体知识可知，小球的加速度方向沿斜面向下，即小球所受合外力方向沿斜面向下，由此可知b选项是正确的、c选项错误；同理，选项d也是对的。二、非选择题9. 如图所示为质量为3 kg的物体在水平地面上运动的v t图象， a、b 两条图象，一条是沿运动方向有推力作用的图象，一条是没有推力作用的图象，则有推力作用的速度图象是_ , 答案a 1n 2n 解析由于两种情况都是减速运动，所以受推力时加速度1 2 小。由图象知aa

12、= 3m/s2, ab = 3 m/s2, f + ff = ma a, ff = 3 3 ma b, 解得 f= 1 n , ff = 2n。.专业资料.10. 质量为 0.8 kg的物体在一水平面上运动，如图所示的两条直线分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用时的v t 图象，图象 b与上述的 _ 状态相符，该物体所受到的拉力是_ n。答案受水平拉力作用1.8解析 由图象知，图象b 表示加速运动，图象a 表示减速运动，由图象 a 知，a减=1.5 m/ s2, 所以摩擦力 ff = ma减=1.2 n。由 图象 b 知，a 加=0.75 m/s2, 因为 f ff = ma 加，所以f

13、= 1.8n。11 . （2014 徐州模拟）如图甲所示，水平面上固定一直角斜面，一质量为 2kg、可看作质点的物块在沿斜面ab 向上的外力 f 作用下.专业资料.从 a 点由静止出发，沿斜面ab 向上运动，到最高点b(有一小段光滑圆弧)时撤去外力，物块沿bc 面下滑，最后静止于水平面上的d 点(物块在 c 处无能量损失)，已知斜面 ab 光滑，斜面 bc 及水平面粗糙，物块与粗糙面间的动摩擦因数均为卩, 物块整个运动过程的v- t 图象如图乙所示，重力加速度g 取 10m/s2, 求: (1)动摩擦因数卩的值；外力 f 的大小；(3)斜面 bc 的长度。答案(1)0.75 (2)32 n (

14、3)2.7 m 解析(1)由物块整个运动过程的v t 图象可知物块在bc 段匀v 6 速下滑 , 在 cd 段的摩擦力作用下做匀减速运动, 所以a2匕二赢m/s2= 7.5 m/s2a mg 由牛顿第二定律知a2 = =agm 联立得 a=0.75 图.专业资料.水平面间夹角0= 37 所以 ab 与水平面夹角为a= 53av 4 物块在 ab 段加速度为ai=匚=o.5m/s2= 8m/s2在 ab 段由牛顿第疋律知f mg sin a=ma 1代入数值得 f= 32n(3)由 v t 图象可知物块经历时间t = 0.75s速度达到 6m/s, 所 以斜面 bc 长为 s= vt = 6x(

15、1.2 0.75) m = 2.7m12 . (2013 河南洛阳一练)一水平传送带足够长，以vi = 2m/s 的速度匀速运动，将一粉笔头无初速放在传送带上，达到相对静止时产生的划痕长 li = 4m。求：(1) 粉笔头与传送带间的动摩擦因数；(2) 若关闭发动机让传送带以a2 = 1.5m/s2的加速度减速运动，同时将该粉笔头无初速放在传送带上，求粉笔头相对传送带滑动的位移大小l2。(取 g = 10m/s2)答案(1)0.05 (2)0.83 m 解析(1)设二者之间的动摩擦因数为卩，第一次粉笔头打滑时间为 t, 则依据传送带比粉笔头位移大l1得：v1 v1t / = l1粉笔头的加速度

16、ai =卩 g =, 解得：卩 =0.05物块在 bc 段匀速运动，则有mg sin 0 = mg 5 0,即 bc 与.专业资料.(2)传送带减速运动时，由于a2卩 g。粉笔头先加速到与传送带速度相同，然后以ai的加速度减速到静止。设二者达到的相同速度为v共，由运动等时性得：v1 v共v共= , 解得 v 共=0.5 m/sa2 aivi v共v共此过程传送带比粉笔头多走si = = 1 m2a2 2ai粉笔头减速到零的过程粉笔头比传送带多走v共v共is2= = _m2ai 2a2 6粉笔头相对传送带滑动的位移大小为：l2= si s2 = 0.83 mi3 . (20i3 山东理综)如图所示 , 一质量 m = 0.4kg的小物块，以v= 2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力f 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 t = 2s的时间物块由a 点运动到 b 点，a、b 之间的距离 l=(2).专业资料.10m。已知斜面倾角0= 30。物块与斜面之间的动摩擦因数重力加速度 g 取 10m/s2。(1) 求物块加速度的大小及到达b 点时速度的大小。(2) 拉力 f 与斜面的夹角多大时，拉力f 最小？拉力 f 的最小值是多少？答案(1)3 m/s28m/s (2)30 解析(1)设物块加速度的大小为v，由运动学公式得1 l vot + 一 at22 v vo + at 联立式，