冲刺卷三牛顿运动定律的应用

1、冲刺卷三牛顿运动定律的应用满分：100分时间：60分钟一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意。)1(2015·唐山模拟)牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第一和第二定律形成了完整的牛顿力学体系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面

2、的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等2(2015·江西八校联考)我们在生活中移动货物经常推着或拉着物体沿地面运动，这样方便省力。在粗糙的水平面上放置一个小物体P，P受到与水平面成夹角的斜向上的拉力作用沿水平面运动，如图甲所示，物体P的加速度随F变化规律如图乙中图线P所示。把物体P换成物体Q，其他不变，重复操作，得到Q的加速度随F变化规律如图乙中图线Q所示。图乙中b、c和d为已知量，由此可知()AP的质量大于Q的质量BP和Q的材料相同CP的质量为DQ的质量为3(2015·长春二模)如图所示，一根轻绳跨过定滑轮，两端系着质量分别为M和m的小物块P和Q，Q放在地面上，P离地面

3、有一定高度。当P的质量发生变化时，Q上升的加速度a的大小也将随之变化，已知重力加速度为g，则下列能正确反映a与M关系的图象是()4(2015·昆明二检)如图，轻绳的一端连接质量为m的物体，另一端固定在左侧竖直墙壁上，轻绳与竖直墙壁的夹角45°，轻弹簧的一端连接物体，另一端固定在右侧竖直墙壁上，物体对地面的压力恰好为0，物体与地面间的动摩擦因数为0.3，取g10 m/s2，剪断轻绳的瞬间物体的加速度大小是()A3 m/s2 B10 m/s2C7 m/s2 D10 m/s25(2015·合肥一模)某面粉厂有一条运送小麦的黑色传送带，某物理兴趣小组对传送带传送小麦进行了

4、研究。传送小麦的倾斜传送带与水平面成夹角，传送带两轮之间距离为L，一小麦袋(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数为(>0)，传送带静止时，小麦袋以初速度v0从底端滑上传送带，被送到顶端，小麦袋在传送带上的运动时间为t1。传送带以速度0.5v0逆时针运动，小麦袋仍以初速度v0从底端滑上传送带，小麦袋在传送带上的运动时间为t2；传送带以速度0.5v0顺时针运动，小麦袋仍以初速度v0从底端滑上传送带，小麦袋在传送带上的运动时间为t3，则下列判断可能正确的是()At1<t2<t3 Bt1t2>t3Ct1t2<t3 D以上均错二、多项选择题(本题共5小题，每小题7分，共计35

5、分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分。)6(2015·郑州二检)如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B的质量分别为mA1 kg，mB2 kg，A、B之间的动摩擦因数0.3，在B上作用一个水平向右的拉力F后，下列说法中正确的是()A由于A、B间存在摩擦，故无论F多大，A、B两者均能保持相对静止，一起向前运动B要保持A、B两者相对静止，F必须小于等于9 NC当F6 N时，A、B间的摩擦力大小为2 ND随着F的不断增大，A的加速度也将不断增大7.如图所示，轻质弹簧和轻质细线上端固定在天花板上，下端拴在质量为m的小球P上，

6、系统静止。此时弹簧和细线与竖直方向的夹角均为，则下列说法正确的是()A剪断弹簧的瞬间小球的加速度大小为B剪断弹簧的瞬间小球的加速度大小为gsin C剪断细线的瞬间小球的加速度大小为D剪断细线的瞬间小球的加速度大小为gsin 8用一根细线一端系一小球P(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设线的张力大小为F、锥体对小球的支持力大小为FN，光滑锥在外力作用下向右做加速度增大的加速运动，则F和FN随a变化情况是()AF一直增大 BF先增大后减小CFN一直增大 DFN先减小后不变9如图所示，顶角为90°、质量为M的三角形木块放在水平地面上，两底角分别是和，两斜面光滑，在两斜面的

7、顶端两个质量均为m的滑块A和B同时由静止释放，以下说法正确的是()A两滑块可能同时到达地面B在两滑块到达地面前，地面对木块的支持力为(Mm)gC在两滑块到达地面前，地面对木块的摩擦力为0D在两滑块到达地面前，只有当时地面与木块间才没有摩擦力10如图所示，长为L6 m、质量为m10 kg的木板放在水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，一个质量为M50 kg的人从木板的左端开始向右加速跑动，从人开始跑到人离开木板的过程中，以下vt图象可能正确的是(取g10 m/s2，a为人的vt图象，b为木板的vt图象)()三、计算题(本题共2小题，共计40分。解答时写出必要的文字说明，方程式和重要的演算

8、步骤，只写出最后答案的不得分。)11(20分)质量为m1 kg的滑块受到一个沿斜面方向的外力F作用，从斜面底端开始，以初速度v036 m/s沿着斜面向上运动，斜面足够长，倾角为37 °，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8，滑块向上运动的过程中，某段时间内的vt图象如图所示(取g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)。(1)求滑块上滑过程中的加速度的大小；(2)求滑块所受外力F；(3)当滑块到达最高点后是否立即下滑，若不能下滑，请说明理由，若能够下滑，求出滑块从出发到回到斜面底端的时间。12.(20分)如图所示，质量为M2 kg、左端带有挡板的长

9、木板放在水平面上，板上贴近挡板处放有一质量为m1 kg的物块，现用一水平向右大小为9 N的拉力F拉长木板，使物块和长木板一起做匀加速运动，物块与长木板间的动摩擦因数为10.1，长木板与水平面间的动摩擦因数为20.2，运动一段时间后撤去F，最后物块恰好能运动到长木板的右端，木板长L4.8 m，物块可看成质点，不计挡板的厚度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s2，求：(1)小物块开始运动时的加速度；(2)拉力F作用的时间；(3)整个过程因摩擦产生的热量。冲刺卷三牛顿运动定律的应用1D由牛顿第三定律可知，作用力和反作用力同时产生，同时消失，选项A错误；压力和支持力作用在两个不同的物体上，

10、而平衡力是作用在同一个物体上，选项B错误；作用力与反作用力等大反向，故人对车的作用力大小等于车对人的作用力，选项C错误；物体对地面的摩擦力大小等于地面对物体的摩擦力，选项D正确。2B对物体应用牛顿第二定律有Fcos (mgFsin )ma，可得aFg，图线纵截距表示g，可知动摩擦因数相同，P和Q的材料相同，选项B正确；图线斜率表示，选项C、D均错；P的质量小于Q的质量，选项A错误。3B当Mm时，P、Q静止，Q的加速度为0；当M>m时，分别对P、Q应用牛顿第二定律得MgFMa，Fmgma，解得加速度aggg，加速度a小于g、随M的增大越来越接近g，不可能大于g，所以答案为B。4C剪断轻绳前

11、对物体进行受力分析如图甲所示，物体受重力mg、弹簧的拉力F、轻绳的拉力T，有Fmgtan mg。剪断轻绳后对物体进行受力分析如图乙所示，物体受重力mg、地面对物体的支持力FN、弹簧的拉力F、地面对物体的摩擦力Ff，由牛顿第二定律得，Fmgma，a(1)g7 m/s2，选项C正确。5B传送带静止和逆时针运动时，小麦袋受到的滑动摩擦力不变，一直做匀减速运动，小麦袋的加速度相等、并且初速度和位移都相等，根据位移公式可知时间相等，设小麦袋离开传送带时的速度为v2，有t1t2；若0.5v0<v2，则小麦袋仍一直做匀减速运动，则t1t2t3，若0.5v0>v2，则小麦袋先做匀减速运动至速度减小

12、为0.5v0、然后和传送带一起做匀速运动，则时间减少，有t1t2>t3，选项B正确。6BC设A、B将要相对滑动时的加速度大小为a，对A由mAgmAa，得a3 m/s2，对整体有F(mAmB)a9 N。即当F9 N时，A、B能保持相对静止，一起向右加速，当F>9 N时，A、B发生相对滑动，A受到B的滑动摩擦力大小始终为3 N，A的加速度大小也不变，故选项A、D均错误，选项B正确；当F6 N时，A、B整体的加速度a2 m/s2，故A、B间的静摩擦力为fmAa2 N，选项C正确。7BC小球原来静止，根据对称性可知细线和弹簧上的拉力大小均为F，剪断细线瞬间弹簧弹力和小球重力都不变，则小球此

13、时所受合外力与剪断细线前细线上的拉力等大反向，则小球加速度大小为a，选项C正确，D错误；剪断弹簧瞬间，沿细线方向的合外力为0、垂直细线方向的合外力为重力的分力mgsin ，小球的加速度为gsin ，选项A错误，B正确。8AD光滑锥向右加速，分解加速度如图所示，对小球，沿x方向应用牛顿第二定律有Fsin FNcos ma，y方向应用牛顿第二定律有Fcos FNsin mg0，解得Fmgcos masin 、FNmgsin macos ，由此可知F随a增大而增大、FN随a增大而减小；当agtan 时FN0，a继续增大小球将离开光滑锥，FN为0不变、F继续增大，所以答案为A、D。9ABC设木块的高度

14、为h，对A有：mgsin maA，aAt，tA，同理对B有tB，当时，tAtB，选项A正确；对木块受力分析如图，FNAmgcos ，FNBmgcos ；竖直方向有FNMgmgcos2 mgcos2 ，因为90°，所以FN(Mm)g，选项B正确；因为90°，水平方向有mgsin cos mgsin cos ，所以地面对木块的摩擦力为0，选项C正确、D错误。 10ABC人在木板上加速，受到木板向右的摩擦力，fMa1，木板与地面之间的最大静摩擦力fm(Mm)g120 N；A中人的加速度a11 m/s2，fMa150 N<120 N，木板静止不动，t2 s内人的位移x6 m，

15、A正确；同理B正确；C中人的加速度a13 m/s2，fMa1150 N>120 N，木板向左加速，f(Mm)gma2，a23 m/s2，t s内人的位移大小x13 m，木板的位移大小x23 m，C正确；D中木板的位移为负，应在时间轴的下方，因此D错误。11解析(1)由速度图象可得：a115 m/s2，即加速度的大小为15 m/s2。(2)设F沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin mgcos Fma1，代入数据解得：F2.6 N，故力的方向平行于斜面向下。(3)因为滑块到达最高点后摩擦力反向，由于mgsin F>mgcos ，所以滑块能够立即下滑。根据牛顿第二定律有mgsin F

16、mgcos ma2，代入数据解得：a22.2 m/s2，设滑块上滑的时间为t1，则t12.4 s，滑块上滑的距离为x43.2 m，设滑块下滑的时间为t2，有xa2t，解得：t26.3 s，故滑块从出发到回到斜面底端的时间为tt1t28.7 s。答案(1)15 m/s2(2)2.6 N平行于斜面向下(3)8.7 s12解析(1)小物块开始运动时的加速度与整体的加速度相同，对整体，由牛顿第二定律有F2(Mm)g(Mm)a1解得a11 m/s2。(2)设拉力F作用的时间为t1，撤去拉力时长木板和物块的速度为va1t1，撤去拉力后，如果物块和长木板一起做匀减速运动，则匀减速运动的加速度大小为a2g2 m/s2，物块要维持2 m/s2的加速度需要的外力大小为2 N，而长木板对物块的最大静摩擦力等于f11mg1 N <2 N，因此物块不可能和长木板一起做匀减速运动，物块与长木板发生相对滑动，长木板的加速度满足2(Mm)g1mgMa2，可得a22.5 m/s2，小物块的加速度a31g1 m/s2，L，解得t14 s。(3)根据功能关系可知，整个过程因摩擦产生的热量等于拉力F做的功，即