2020高中物理 第4章 习题课 牛顿运动定律的综合应用练习（含解析）第一册

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE9-学必求其心得，业必贵于专精习题课牛顿运动定律的综合应用一、选择题1.(2019·湖南益阳高一期末）如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上,一质量为2m的小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球(质量为m）的轻绳恰好水平,则外力F的大小为(）A．4.5mg B．2mgC．2mg D．0.5mg解析：选A。以小球为研究对象,分析受力情况，小球受重力mg、绳的拉力T，小球的加速度方向沿斜面向下．则mg和T的合力定沿斜面向下．如图,由牛顿第二定律得：eq\f(mg，sin30°）＝ma，解得a＝2g，再对整体根据牛顿第二定律可得：F＋(2m＋m）gsin30°＝3ma；解得F＝4.5mg。2．某物体做直线运动的v－t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是()甲乙解析：选A。由题图可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动,所以前两秒受力为正，恒定，2～4s沿正方向做匀减速直线运动，所以受力为负，且恒定,4～6s沿正方向做匀加速直线运动,受力为正，恒定，6~8s沿正方向做匀减速直线运动,受力为负，恒定，物体一直沿正方向运动，位移不可能为负，综合分析只有A正确．3．(2019·万州校级月考)如图所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动,当作用力F一定时，m2所受绳的拉力(）A．与θ有关 B．与斜面动摩擦因数有关C．与系统运动状态有关 D．仅与两物体质量有关解析：选D.对整体分析由牛顿第二定律得，a＝eq\f（F－（m1＋m2）gsinθ－μ（m1＋m2)gcosθ,m1＋m2）＝eq\f(F,m1＋m2）－gsinθ－μgcosθ；隔离对m2分析，有：T－m2gsinθ－μm2gcosθ＝m2a，解得T＝eq\f（m2F，m1＋m2）；知绳子的拉力与θ无关，与动摩擦因数无关，与运动状态无关,仅与两物体的质量有关．4．(多选）(2019·安徽淮南高一期末）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，则下列说法正确的是（)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－sin2α)gD．M运动的加速度大小为eq\f（M－m,M）g解析：选AD.第一次放置时M静止，则由平衡条件可得：Mgsinα＝mg；第二次按图乙放置时，对整体，由牛顿第二定律得：Mg－mgsinα＝（M＋m）a，联立解得：a＝(1－sinα)g＝eq\f(M－m，M)g。对M，由牛顿第二定律：T－mgsinα＝ma,解得：T＝mg,故A、D正确，B、C错误．5．(2019·陕西高一期末)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，己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（）解析:选A。设滑块与木板之间的动摩擦因数是μ1，木板与地面之间的动摩擦因数是μ2，在未达到相同速度之前，木板的加速度为－μ1mg－μ2·2mg＝ma1，解得a1＝－（μ1＋2μ2)g；达到相同速度之后，二者共同的加速度为－μ2·2mg＝2ma2,解得a2＝－μ2g；由加速度可知，图象A正确．6．(多选）（2019·山东淄博高一期中）如图所示，甲、乙两车均在光滑的水平面上，质量都是M，人的质量都是m，甲车上人用力F推车，乙车上的人用等大的力F拉绳子（绳与轮的质量和摩擦均不计)，人与车始终保持相对静止．下列说法正确的是（)A．甲车的加速度大小为eq\f(F,M)B．甲车的加速度大小为0C．乙车的加速度大小为eq\f(2F,M＋m)D．乙车的加速度大小为0解析：选BC.对甲：以整体为研究对象，水平方向不受力，所以甲车的加速度大小为0;对乙：以整体为研究对象，水平方向受向左的2F的拉力，故乙车的加速度大小为eq\f(2F,M＋m）。7．(多选)（2019·鹤岗一中高一检测）如图甲所示,物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中,物体先静止后又做变加速运动,其加速度随外力F变化的图象如图乙所示，根据图乙中所标出的数据可计算出（g＝10m/s2）（）A．物体的质量为1kgB．物体的质量为2kgC．物体与水平面间的动摩擦因数为0。3D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5解析：选BC。由题图乙可知F1＝7N时，a1＝0.5m/s2,F2＝14N时，a2＝4m/s2,由牛顿第二定律得:F1－μmg＝ma1，F2－μmg＝ma2，解得m＝2kg，μ＝0。3,故选项B、C正确．8．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10m/s2.由这两个图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(）A．0.5kg，0.4 B．1。5kg，0。4C．0。5kg，0。2 D．1kg，0。2解析：选A.由F－t图和v－t图可得,物块在2～4s内所受外力F＝3N，物块做匀加速直线运动，a＝eq\f（Δv，Δt)＝eq\f（4，2）m/s2＝2m/s2,F－Ff＝ma，即3－10μm＝2m①物块在4～6s所受外力F＝2N，物块做匀速直线运动,则F＝Ff,F＝μmg，即10μm＝2②由①②解得m＝0.5kg，μ＝0.4，故A正确．9．(2019·亭湖校级月考)一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上,其上放质量均为1kg的A、B两物块,A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3，μ2＝0.2,水平恒力F作用在A物块上，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.下列说法正确的是（）A．若F＝1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1。5NB．无论力F多大，A与薄硬纸片都不会发生相对滑动C．无论力F多大，B与薄硬纸片都不会发生相对滑动D．若F＝8N，则B物块的加速度为4。0m/s2解析：选B.A与纸板间的最大静摩擦力为fA＝μmAg＝0.3×1×10N＝3N，B与纸板间的最大静摩擦力为fB＝μmBg＝0。2×1×10N＝2N．若F＝1。5N＜fA,AB与纸板保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,根据牛顿第二定律得F－f＝mAa,所以A物块所受摩擦力f＜F＝1.5N，故A错误；当B刚要相对于纸板滑动时静摩擦力达到最大值,由牛顿第二定律得fB＝mBa0，又fB＝μmBg得a0＝2m/s2;对整体，有F0＝（mA＋mB)a0＝2×2N＝4N，即达到4N后，B将相对纸板运动，此时B受到的摩擦力f＝2N．对A受力分析,A受到的摩擦力也为2N，所以A的摩擦力小于最大静摩擦力,故A和纸板间不会发生相对运动．当拉力为8N时,B与纸板间的摩擦力即为滑动摩擦力为2N，此后增大拉力，不会改变B的受力，其加速度大小均为2m/s2，无论力F多大，A和纸带之间不会发生相对滑动,故B正确，C、D错误．二、非选择题10．如图所示，A、B、C三个物体以轻质细绳相连，mA＝2kg，mB＝3kg，mC＝1kg，A、C与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0。25，g＝10m/s2,求：(1)系统的加速度大小;（2)绳1和绳2中的张力大小．解析：（1)对A、B、C系统由牛顿第二定律得mBg－μ（mA＋mC）g＝（mA＋mB＋mC）a解得a＝eq\f（mBg－μ（mA＋mC）g,mA＋mB＋mC)＝3。7