2024-2025学年人教高中物理同步讲义练习必修一4.5牛顿运动定律的应用（解析版）（人教版2019必修第一册）

4.5牛顿运动定律的应用学习目标学习目标课程标准学习目标1．能通过分析物体的受力情况，确定物体的运动情况，能通过物体的运动情况确定物体的受力情况。2．能根据力与运动的关系，联系牛顿运动定律和运动学知识，分析求解有关动力学问题。3．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。1、能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力情况确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定物体的受力情况。2、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。3、初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，建立应用科学知识解决实际问题的意识。002预习导学课前研读课本，梳理基础知识：一、从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来。2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律求出力。（二）即时练习：【小试牛刀1】某次踢毽子的过程中，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向向上运动，到达最高点后又向下落回。毽子在运动过程中受到的空气阻力不可忽略。下列说法中正确的是()A.毽子从最高点下落的过程中做自由落体运动B.毽子离开脚后，向上运动的时间比下落的时间短C.毽子离开脚后，在向上运动的过程中，它的速度先变大后变小D.在毽子与脚相互作用的过程中，毽子对脚的作用力小于脚对毽子的作用力【答案】B【解析】毽子从最高点下落的过程中受到的空气阻力不可忽略，做的不是自由落体运动，故A错误；毽子离开脚后，向上运动过程中重力和空气阻力均向下，加速度大于g，向下运动过程中，合外力等于重力与空气阻力之差，加速度小于g，上升过程与下落过程位移大小相等，根据x=12at2【小试牛刀2】用30N的水平外力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为20kg的物体，力F作用3s后消失.则第5s末物体的速度和加速度大小分别是()A.v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2B.v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2C.v＝4.5m/s，a＝0D.v＝7.5m/s，a＝0【答案】C【解析】力F作用下a＝eq\f(F,m)＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，3s末的速度v＝at＝4.5m/s，3s后撤去拉力后F＝0，a＝0，物体做匀速运动，故C正确.【小试牛刀3】如图所示，质量为m＝3kg的木块放在倾角为θ＝30°的足够长的固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2s时间木块沿斜面上升4m的距离，则推力F的大小为(g取10m/s2)()A.42N B.6NC.21N D.36N【答案】D【解析】因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsinθ＝μmgcosθ，所以μ＝tanθ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式x＝eq\f(1,2)at2得a＝2m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，得F＝36N，D正确.003探究提升【问题探究1】从受力确定运动情况基本思路:牛顿第二定律确定了运动和力的关系，把物体的运动情况与受力情况联系起来：如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况【典型例题1】在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度大小为()A.7m/s B.14m/sC.10m/s D.20m/s【答案】B【解析】设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得μmg=ma，解得a=μg。由匀变速直线运动速度与位移关系式v02=2ax，可得汽车刹车前的速度为v0=【典型例题2】如图所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5s内通过的位移大小.【答案】(1)见解析图1.3m/s2，方向水平向右(2)6.5m/s(3)16.25m【解析】(1)对物体受力分析如图.由牛顿第二定律可得：Fcosθ－Ff＝maFsinθ＋FN＝mgFf＝μFN解得：a＝1.3m/s2，方向水平向右(2)v＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s(3)x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.3×52m＝16.25m【对点训练1】质量为3kg的物体，静止于水平地面上，在10N的水平拉力作用下，开始沿水平地面做匀加速直线运动，物体与地面间的摩擦力是4N。则下列说法不正确的是()A.物体的加速度大小为2m/s2B.物体在3s末的速度大小为6m/sC.物体在0~3s内发生的位移大小为15mD.物体在3s内的平均速度为3m/s【答案】C【解析】根据牛顿第二定律得a=F-fm=10-43m/s则3s末的速度v=at=2×3m/s=6m/s，0~3s内的位移x=12at2=12×2×33s内的平均速度为v=v2【对点训练2】如图所示，质量为40kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2s撤去拉力F，雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2。取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。求：(1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小；(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离x。【答案】(1)5.2m/s(2)6.76m【解析】(1)撤去拉力前，对雪橇(包括人)，竖直方向有N1+Fsin37°=mg水平方向有Fcos37°-f1=ma1，且f1=μN1由运动学公式得v=a1t1解得v=5.2m/s。(2)撤去拉力后，在水平方向有-μmg=ma2则雪橇的加速度a2=-μg根据0-v2=2a2x，解得x=6.76m。【问题探究2】从运动情况确定受力基本思路:如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力【典型例题3】现在大型室外活动通常用无人机进行航拍。如图所示，一质量m=2.0kg的无人机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2s，然后又匀速向上运动3s，接着匀减速向上运动4s速度恰好为零，之后悬停进行航拍。已知无人机上升过程中的最大速度为vm=4m/s，受到的空气阻力恒为f=1N，重力加速度大小g=10m/s2，则()A.无人机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是25NB.无人机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是20NC.无人机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小是18ND.无人机上升的总高度为32m【答案】A【解析】第一阶段的加速度a1=vmt1=42m/s由牛顿第二定律得F1-mg-f=ma1，得F1=mg+ma1+f=(2.0×10+2.0×2+1)N=25N，故A正确；由平衡条件可知F2=mg+f=21N，故B错误；第三阶段的加速度a2=vt-vmt3=由牛顿第二定律得F3-mg-f=ma2，得F3=mg+ma2+f=(2.0×10-2.0×1+1)N=19N，故C错误；无人机上升的总高度为h=42【典型例题4】一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4s内通过8m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2s停止，已知汽车的质量m＝2×103kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小.【答案】(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N【解析】(1)汽车开始做匀加速直线运动，x0＝eq\f(v0＋0,2)t1解得v0＝eq\f(2x0,t1)＝4m/s(2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a2＝eq\f(0－v0,t2)＝－2m/s2由牛顿第二定律有－Ff＝ma2，解得Ff＝4×103N(3)设开始加速过程中汽车的加速度为a1,x0＝eq\f(1,2)a1t12由牛顿第二定律有：F－Ff＝ma1解得F＝Ff＋ma1＝6×103N【对点训练3】如图甲所示，在粗糙的水平面上，物块A在水平向右的外力F作用下做直线运动，其v-t图像如图乙中实线所示，下列判断正确的是()A.在0~1s内，外力F不断增大B.在1~3s内，外力F的大小为零C.在3~4s内，外力F的大小不断增大D.在3~4s内，外力F的大小不断减小【答案】D【解析】在0~1s内，v-t图线的斜率不变，物块加速度不变，F合=ma=F-Ff不变，可知外力F是恒力，A错误；在1~3s内，物块做匀速直线运动，加速度等于零，F=Ff，外力F的大小恒定且不为零，B错误；在3~4s内，v-t图线的斜率越来越大，说明加速度越来越大，物块做加速度增大的减速运动，根据a=Ff【对点训练4】某游乐园的“跳楼机”游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中，质量为m=50kg的小明同学坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100m高度，然后平台由静止开始下落，在忽略空气和台架对平台阻力的情况下，该运动可近似看作自由落体运动。在下落h1=80m时启动制动系统使平台开始做匀减速直线运动，再下落h2=20m时刚好停止运动。取g=10m/s2，求：(1)下落的过程中小明运动速度的最大值vm；(2)落地前20m内，小明做匀减速直线运动的加速度a的大小；(3)当平台落到离地面10m高的位置时，小明对平台的压力F的大小。【答案】(1)40m/s(2)40m/s2(3)2500N【解析】(1)当下落h1=80m时小明的速度最大，有vm2代入数据可得vm=40m/s。(2)小明做匀减速运动过程中的加速度大小为a=v代入数据可得a=40m/s2。(3)当平台落到离地面10m高的位置时，小明做匀减速运动，根据牛顿第二定律有F'-mg=ma代入数据得F'=2500N根据牛顿第三定律，小明对平台的压力F大小为2500N。【问题探究3】连接体问题多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)解题思路：（1）同一方向的连接体问题：这类问题通常具有相同的加速度，解题时一般采用先整体后隔离的方法（2）不同方向的连接体问题：由跨过定滑轮的绳相连的两个物体，不在同一直线上运动，加速度大小相等，但方向不同，也可采用整体法或隔离法求解（3）共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法；关联速度连接体一般分别对两物体受力分析，分别应用牛顿第二定律列出方程，联立方程求解【典型例题5】(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块紧靠在一起放在倾角为θ的斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面向上的恒力F推A，使它们沿斜面向上匀加速运动，为了增大A、B间的压力，可行的办法是()A.增大推力F B.减小倾角θC.减小B的质量 D.减小A的质量【答案】AD【解析】设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，对A、B整体受力分析，有F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a对B受力分析，有FAB－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa由以上两式可得FAB＝eq\f(mB,mA＋mB)F＝eq\f(F,\f(mA,mB)＋1)为了增大A、B间的压力，即FAB增大，应增大推力F或减小A的质量，增大B的质量。故A、D正确，B、C错误。【典型例题6】如图所示，足够长的倾角θ＝37°的光滑斜面体固定在水平地面上，一根轻绳跨过定滑轮，一端与质量为m1＝1kg的物块A连接，另一端与质量为m2＝3kg的物块B连接，绳与斜面保持平行．开始时，用手按住A，使B悬于空中，释放后，在B落地之前，下列说法正确的是(所有摩擦均忽略不计，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()A．绳的拉力大小为30NB．绳的拉力大小为6NC．物块B的加速度大小为6m/s2D．如果将B物块换成一个竖直向下大小为30N的力，对物块A的运动没有影响【答案】C【解析】对B隔离分析，由牛顿第二定律得m2g－FT＝m2a，对A、B整体分析，由牛顿第二定律得m2g－m1gsinθ＝(m1＋m2)a，联立解得a＝6m/s2，FT＝12N，故A、B错误，C正确；如果将B物块换成一个竖直向下大小为30N的力，对A由牛顿第二定律得F－m1gsinθ＝m1a′，解得a′＝24m/s2，前后加速度不一样，对物块A的运动有影响，故D错误．【对点训练5】如图所示，物体A、B用不可伸长的轻绳连接，在竖直向上的恒力F作用下一起向上做匀加速运动，已知mA＝10kg，mB＝20kg，F＝600N，求此时轻绳对物体B的拉力大小(g取10m/s2).【答案】400N【解析】对A、B整体受力分析和单独对B受力分析，分别如图甲、乙所示：对A、B整体，根据牛顿第二定律有：F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a物体B受轻绳的拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：FT－mBg＝mBa，联立解得：FT＝400N.【对点训练6】如图所示，装有支架的质量为M(包括支架的质量)的小车放在光滑水平地面上，支架上用细线拖着质量为m的小球，当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时，稳定后细线与竖直方向的夹角为θ.重力加速度为g，求小车所受牵引力的大小.【答案】(M＋m)gtanθ【解析】小球与小车相对静止，它们的加速度相同，小车的加速度方向水平向左，小球的加速度方向也水平向左，由牛顿第二定律可知，小球所受合力的方向水平向左，如图所示，小球所受合力的大小为mgtanθ.由牛顿第二定律有mgtanθ＝ma①对小车和小球组成的整体，运用牛顿第二定律有F＝(M＋m)a②联立①②解得：F＝(M＋m)gtanθ.【问题探究4】多过程问题的分析与求解当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系、时间关系等.多过程问题的分析方法(1)分析每个过程的受力情况和运动情况，根据每个过程的受力特点和运动特点确定解题方法(正交分解法或合成法)及选取合适的运动学公式.(2)注意前后过程物理量之间的关系：时间关系、位移关系及速度关系.注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.【典型例题7】航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2kg，动力系统提供的恒定升力F1＝32N，试飞时飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的空气阻力大小恒为f＝4N，飞行器上升9s后由于出现故障而失去升力，出现故障9s后恢复升力但升力变为F2＝16N，取重力加速度大小g＝10m/s2，假设飞行器只在竖直方向运动.求：(1)飞行器9s末的速度大小v1；(2)飞行器0～18s内离地面的最大高度H；(3)飞行器落回地面的速度大小v2.【答案】(1)36m/s(2)216m(3)48m/s【解析】(1)0～9s内，飞行器受重力、升力和阻力作用做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F1－mg－f＝ma1解得a1＝4m/s2飞行器9s末的速度大小v1＝at1＝36m/s.(2)最初9s内位移h1＝eq\f(1,2)a1t12＝162m设失去升力后上升阶段加速度大小为a2，上升阶段的时间为t2，由牛顿第二定律得：f＋mg＝ma2解得a2＝12m/s2由运动学公式可得飞行器失去升力后上升阶段v1＝a2t2由运动学公式可得h2＝eq\f(1,2)a2t22飞行器0～18s内离地面的最大高度H＝h1＋h2解得t2＝3s，H＝216m.(3)飞行器到最高点后下落，设加速度大小为a3，由牛顿第二定律得：mg－f＝ma3解得a3＝8m/s2恢复升力前飞行器下落的时间为t3＝9s－t2＝6s，所以其速度v2＝a3t3.解得v2＝48m/s，由于H>eq\f(1,2)a3t32＝144m，恢复升力后F2＝mg－f，所以飞行器匀速下降，可知落回地面的速度大小为48m/s.【典型例题8】如图所示，一质量为的小型遥控无人机，在恒定升力的作用下竖直起飞，经过后，无人机达到最大速度，改变升力，此后无人机匀速上升。假设无人机竖直飞行时所受的阻力大小不变，重力加速度取。则该无人机（）A．起飞时的加速度大小为B．在竖直上升过程中所受阻力的大小的C．竖直向上加速阶段位移大小为D．上升至离地面处所需的最短时间为【答案】D【解析】A．由题意知无人机以恒定升力起飞时的加速度选项A错误﹔B．由牛顿第二定律解得选项B错误；C．竖直向上加速阶段，选项C错误﹔D．匀速阶段无人机从地面起飞竖直上升至离地面处所需的最短时间选项D正确；故选D。【对点训练7】如图所示，一个质量m=1kg的物块，在拉力F=5N作用下，丛静止开始沿水平面做匀加速直线运动，拉力方向与水平方向成θ角，θ=37°，物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8（1）作出物块的受力分析图；（2）求物块运动的加速度大小；（3）物块从静止开始运动时间t=10s后撤去F，求物块还能运动多远。

【答案】（1）（2）0.5m/s2；（3）2.5m【解析】（1）受力示意图如图所示（2）建立如图所示的直角坐标系，根据牛顿第二定律x方向y方向加速度a=0.5m/s2（3）物块做匀加速直线运动10s，速度大小为撤去拉力后，水平方向物块只受滑动摩擦力撤去拉力后，物块还能运动的距离【对点训练8】如图所示的大楼内有2部电梯为观景台使用，其上行最高速率可达16m/s，从1楼到89楼的室内观景台，只需39s，在观景台上可以俯瞰周边全景。若电梯从地面到观景台经历匀加速、匀速和匀减速三个过程，小明对这个运动过程很感兴趣，于是他在电梯里进行了实验，发现在电梯加速上升时，质量为60kg的他站在台秤上，台秤的示数是66kg，已知重力加速度取10m/s2。（1）求电梯在加速上升阶段的加速度大小和加速时间；（2）若加速和减速阶段的加速度大小相等，则求在电梯减速上升阶段小明对电梯的压力；（3）若加速和减速阶段的加速度大小相等，则求观景台的高度。【答案】（1）1m/s2；16s；（2）540N，方向竖直向下；（3）368m【解析】（1）根据牛顿第二定律，电梯在加速上升阶段的加速度大小加速时间（2）设电梯在减速上升阶段电梯对小明的支持力为，根据牛顿第二定律有根据牛顿第三定律可得，小明对电梯的压力大小为540N，方向竖直向下（3）若加速和减速阶段的加速度大小相等，则电梯在减速上升阶段所用时间匀速阶段所用时间加速和减速阶段上升的高度匀速上升的高度则观景台的高度004体系构建005记忆清单1、解决两类动力学基本问题的关键①两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。②一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁.两类动力学基本问题都涉及加速度，因此加速度在解决动力学问题中起到关键作用。2、应用牛顿运动定律时的注意事项（1）若物体做直线运动，一般将力沿运动方向和垂直于运动方向进行分解；若求加速度，一般要沿加速度方向分解力；若求某一个力，可沿该力的方向分解加速度。（2）物体的受力情况与运动状态有关，所以受力分析和运动分析往往同时考虑，交叉进行，作受力分析图时，把所受的外力画到物体上的同时，速度和加速度的方向也可以标在图中。3.处理连接体问题的常用方法类型一:①连接体的各部分加速度相同;②不涉及物体之间的相互作用力，求连接体的加速度或合外力。方法:整体法。整体法是把几个物体视为一个整体，作为研究对象进行受力分析和运动分析。整体法的优点是研究对象少，未知量少,方程少,求解简单。类型二:①当各部分加速度不同时，一般采用隔离法；②在分析连接体内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用力时必须用隔离法.方法:隔离法。将要分析的物体从连接体中隔离出来，作为研究对象进行受力分析。将物体间的内力转化为外力。优点是容易得出单个物体的受力情况。整体法求加速度，隔离法求相互作用力。求内力，先整体，后隔离;求外力，先隔离，后整体。00601强化训练1．一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间的关系的图象是()【答案】C【解析】当拉力F小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，当F大于最大静摩擦力时，根据F－f＝ma知：随F的增大，加速度a增大，故选C.2.某地g取10m/s2，火箭在运动时不计空气阻力，竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10m/s2的加速度，若推力增大到2F，则火箭的加速度将达到（）A．20m/s2 B．25m/s2 C．30m/s2 D．40m/s2【答案】C【解析】当推力为F时，根据牛顿第二定律有同理，当推力为2F时，有联立两式，代入数据解得故选C。3．（多选）一个静止在水平面上的物体质量为2kg，在水平向右的5N的拉力作用下滑行，物体与水平面间的滑动摩擦力为2N，4s后撤去拉力，则（）A．物体在4s末的速度为6m/s B．物体在4s末的速度为10m/sC．物体滑行的时间为6s D．物体滑行的时间为10s【答案】AD【解析】AB．前4s内，根据牛顿第二定律得，物体匀加速运动的加速度a1==1.5m/s2物体在4s末的速度v1=a1t1=6m/s选项A正确，B错误；CD．4s后，根据牛顿第二定律得，物体匀减速运动的加速度a2==-1m/s2物体继续滑行的时间则物体滑行的时间为6s+4s=10s，选项C错误，D正确。故选AD。4．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在外力F从零开始逐渐增大的过程中，物体的加速度a随外力F变化的关系如图所示，g取10m/s。则下列说法错误的是（）A．物体与水平面间的滑动摩擦力为7NB．物体的质量为2kgC．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3D．当F为5N时，物体受到水平面的作用力大小为【答案】A【解析】A．由图知，F1=7N时，物体刚开始运动，则物体与水平面间的最大静摩擦力为7N，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故A错误，符合题意；BC．令F2=14N根据解得m=2kg故BC正确，不符合题意；D．当F为5N时，物体静止，受到静摩擦力水平面的支持力N=20N物体受到水平面的作用力大小为故D正确，不符合题意。故选A。5．如图所示，两根直棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直壁上固定不动，一根水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下，若持两个木棍的倾角不变，将两棍间的距离减小后（）A．仍匀速滑下 B．匀加速滑下 C．可能静止 D．一定静止【答案】B【解析】水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中，受到重力、两棍的支持力和摩擦力，根据平衡条件得知将两棍间的距离稍减小后，两棍支持力的合力不变，夹角减小，每根木棍对圆筒的支持力减小，滑动摩擦力减小，根据牛顿第二定律，有由于摩擦力变小，可知圆筒将匀加速滑下。故选B。6．（多选）如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g取10m/s2。下列说法正确的是（）A．2s末到3s末物块做匀减速运动B．在t=1s时刻，恒力F反向C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3D．恒力F大小为10N【答案】BC【解析】AB．物块做匀减速直线运动的加速度大小为物块做匀减速直线运动的时间为即在t=1s末恒力F反向，物块做匀加速直线运动，故A错误，B正确；CD．物块匀加速直线运动的加速度大小根据牛顿第二定律得F＋Ff=ma1F－Ff=ma2解得F=7NFf=3N由Ff=μmg得μ=0.3故C正确，D错误。故选BC。7.（多选）如图甲，一个物块放在水平面上，在两个恒力作用下做匀速直线运动。时刻，其中某个力发生变化，大小随时间的变化关系如图乙所示，在时间内（）

A．若变化的是，物块运动的加速度可能均匀减小B．若变化的是，地面对物块的摩擦力可能先不变后均匀减小C．若变化的是，物块可能做匀加速直线运动D．若变化的是，地面对物块的摩擦力可能均匀减小【答案】BD【解析】A．减小时，摩擦力不变应该减速，合力为摩擦力减，合力增大，因此加速度增大，故A错误；B．当速度减小为0后摩擦力为静摩擦力，等于逐渐减小，故B正确；CD．若变化的是，物块的加速度会发生变化，地面对物块的摩擦力可能均匀减小，故C错误，D正确。故选BD。8.如图，质量为M的大圆环中间有一立柱，其上串着一个质量为m的球，球和立柱间有摩擦力。下列说法正确的是（）A．小球在立柱上端由静止释放，若加速下滑，则地面对大圆环的支持力大于B．小球在立柱上以一定的速度向下运动，若减速下滑，则地面对大圆环的支持力小于C．小球在立柱上以一定的速度向上运动，当初速度足够大时，小球就能通过力将大圆环托离地面D．小球在立柱上以一定的速度向上运动，当加速度足够大时，小球就能通过力将大圆环托离地面【答案】D【解析】A．小球在立柱上端由静止释放，若加速下滑，整个系统中有部分（小球）处于失重状态，则地面对大圆环的支持力小于，A错误；B．小球在立柱上以一定的速度向下运动，若减速下滑，整个系统中有部分（小球）处于超重状态，则地面对大圆环的支持力大于，B错误；C．当小球对立柱向上的摩擦力大等于时，大圆环离开地面，故小球能否通过摩擦力将大圆环托离地面，取决于摩擦力大小，与初速度大小无关，C错误；D．若小球与立柱的摩擦力大于或等于大圆环的重力时，就可能通过摩擦力将大圆环托离地面，此时解得D正确。故选D。9．如图，汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握扶杆，始终相对于汽车静止地站在车箱底板上，学生鞋底与汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（）A．mg，竖直向上 B．，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右 D．mgsinθ，斜向右上方【答案】B【解析】以小球为研究对象，受力如图所示根据牛顿第二定律可得m球gtanθ=m球a，解得a=gtanθ以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，设汽车对学生的作用力F与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律可得mgtanα=ma，将a=gtanθ代入，解得α=θ，方向斜向左上方。故选B。10．如图所示，A、B两个木块靠在一起放在光滑的水平面上，已知，第一次用水平力F从左边推动两木块一起运动，此时它们的加速度为a1，A、B间弹力为N1，第二次将水平力F反向，大小不变，从右边推动两木块一起运动，此时它们的加速度为a2，A、B间弹力为N2，则（）

A． B．C． D．【答案】D【解析】AB．第一次用水平力F从左边推动两木块时，A、B的加速度大小相同，对整体分析，由牛顿第二定律得同理，当水平推力F作用于木块B的右端时，整体的加速度为可知故AB错误；CD．第一次用水平力F从左边推动两木块时，隔离B分析有当水平推力F作用于木块B的右端时，隔离A分析有因为可知故C错误，D正确。故选D。11．如图所示，两个质量分别为、的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为、的水平拉力分别作用在、上，则（）

A．弹簧秤的示数是10NB．弹簧秤的示数是26NC．在突然撤去的瞬间，的加速度为D．在突然撤去的瞬间，的加速度为【答案】BD【解析】AB．以两物体组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可知，系统的加速度方向水平向右，设弹簧秤的拉力是F，以为研究对象，由牛顿第二定律得则F=26N故A错误，B正确；C．弹簧的弹力不能突变，在突然撤去的瞬间，不再受的作用，受的合力等于弹簧的弹力，发生变化，由牛顿第二定律可知，的加速度变化，不再等于，故C错误；D．弹簧的弹力不能突变，在突然撤去的瞬间，受力情况不变，受的合力不变，由牛顿第二定律可知，的加速度不变，为，故D正确。故选BD。12．某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的空间和安全考虑，滑梯的竖直高度确定为2.4m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯水平跨度要满足什么条件？【答案】不大于6m【解析】儿童受力分析如图所示重力在滑梯上分解成两个方向的力，垂直于滑梯的力等于mgcosθ，平行于滑梯的力等于mgsinθ；人在滑梯上能滑下，满足mgsinθ≥μmgcosθ已知滑梯与儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，解得滑梯倾角tanθ≥μ=0.4根据几何关系可知其中h=2.4m，解得滑梯的水平夸度为L=6m所以滑梯的水平跨度不得大于6m。13.如图所示，一质量的物体放在水平地面上，作用在物体上的拉力与水平面成，当时物体恰好做匀速直线运动，（，，g=10m/s2）。求：（1）物体与水平面的动摩擦因数；（2）当力增大为时，物体运动的加速度；（3）物体沿水平面运动的最大加速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）当时物体恰好做匀速直线运动，对物体进行分析受力，其受力示意图如下所示根据平衡条件可得联立解得（2）当力增大为时，分析可知拉力沿竖直方向的分力小于重力。故物体沿水平方向做匀加速直线运动。则竖直方向根据平衡条件，有水平方向根据牛顿第二定律，有带入数据联立可得（3）分析可知，当地面对物块的支持力为零时，物块的加速最大，此时地面对物体的摩擦力也为零。故物体受力示意图如下故有联立解得14.如图甲所示，一物块在水平外力的作用下在粗糙水平地面上做匀速直线运动，在时刻撤去外力，物块做匀减速运动后停下，其位移—时间图像如图乙所示。已知物块的质量，重力加速度g取，求：（1）物块与地面间的动摩擦因数；（2）物块匀速运动时的速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）物块做匀速直线运动，水平方向上竖直方向上有又由解得（2）撤去外力F后，做匀减速运动，由图像可知，时，，物块刚好停止。物块在0~4s内的运动可看做反向匀加速运动，设加速度为a，则有又解得15.如图所示，水平面上放有质量均为m=1