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1、键入文字键入文字 键入文字键入文字键入文字 键入文字牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用 一、选择题(8864) 1如图 1，在倾角为 的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站 着一只猫已知木板的质量是猫的质量的 2 倍当绳子突然断开时，猫立即沿着 板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为( )A. sin Bgsin C. gsin D2gsing232 2如图 3 所示，在光滑水平面上叠放着 A、B 两物体，已知 mA6 kg、mB2 kg，A、B 间动摩擦因数 0.2，在物体 A 上系一细线，细线所能承受的最大拉力是 20 N，现水平向 右拉细
2、线，g 取 10 m/s2，则( ) A当拉力 F12 N 时，A 相对 B 滑动 C当拉力 F16 N 时，B 受 A 的摩擦力等于 4 N D无论拉力 F 多大，A 相对 B 始终静止 3如图 4 所示，在光滑水平面上有两个质量分别为 m1和 m2的物体 A、B，m1m2，A、B 间水平连接着一轻质弹簧秤若用大小为 F 的水平力向右拉 B，稳定 后 B 的加速度大小为 a1，弹簧秤示数为 F1；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，弹簧秤示数为 F2.则以下关系式正确的是( ) Aa1a2，F1F2 Ba1a2，F1a2，F1F2 4在一正方形小盒内装一
3、小圆球，盒与球一起沿倾角为 的光滑斜面下滑，如图 5 所示若不计摩擦，当 角增大时，下滑过程圆球对方盒前壁压力 FN及对方盒底面 的压力 FN将如何变化( ) AFN变小，FN变小 BFN变小，FN为零 CFN变小，FN变大 DFN不变，FN变大 5如图 7 所示，质量为 m1和 m2的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力 F 作用 下，先沿水平面，再沿斜面(斜面与水平面成 角)，最后竖直向上运动则在这三个 阶段的运动中，细线上张力的大小情况是( ) A由大变小 B由小变大 C始终不变 D由大变小再变大 6如图 8 所示，一轻绳通过一光滑定滑轮，两端各系一质量分别为 m1和 m2的物体， m1
4、放在地面上，当 m2的质量发生变化时，m1的加速度 a 的大小与 m2的关系图象大体如下 图中的( )7如图 9 所示，质量为 M 的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下 端固定一个质量为 m 的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面 压力为零瞬间，小球的加速度大小为( )Ag B.g C0 D.gMmmMmm 8如图 10 所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块 A、B，A、B 的质量均键入文字键入文字 键入文字键入文字键入文字 键入文字为 2 kg，它们处于静止状态若突然将一个大小为 10 N，方向竖直向下的力施加 在物块 A 上，则此瞬间，A 对 B
5、的压力大小为：(g10 m/s2)( ) A10 N B20 N C25 N D30 N 二、计算题(31236) 9有 5 个质量均为 m 的相同木块，并列地放在水平地面上，如图 11 所示，已知木块与地 面间的动摩擦因数为 ，当木块 1 受到水平力 F 的作用时，5 个木块同时向右做匀加速运 动，求： (1)匀加速运动的加速度 (2)第 4 块木块所受合力 (3)第 4 块木块受到第 3 块木块作用力的大小10如图 13 所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A、B，它们 的质量分别为 mA、mB，弹簧的劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态现开 始用一恒力
6、 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动，求物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的加速 度 a 和从开始到此时物块 A 的位移 d.重力加速度为 g.11(2009安徽高考)在 2008 年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神为了探求上升过程中运动 员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端 挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图 14 所示设运动员的质量为 65 kg， 吊椅的质量为 15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取 g10 m/s2.当运动员与吊 椅一起正以加速
7、度 a1 m/s2上升时，试求 (1)运动员竖直向下拉绳的力； (2)运动员对吊椅的压力键入文字键入文字 键入文字键入文字键入文字 键入文字1 解析：当绳子突然断开，猫保持其相对斜面的位置不变，即相对地面位置不变，猫可视为静止状态，木板沿斜面下滑，取猫和木板整体为研究对象，如图 2 进行受力分析，由牛顿第二定律得 3mgsin2ma，a gsin，所以 C 选项正确答案：32 C 2 解析：设 A、B 共同运动时的最大加速度为 amax，最大拉力为 Fmax对 B：mAgmBamax，amax6 m/s2mAgmB对 A、B：Fmax(mAmB)amax48 N 当 Fm2，故 F1F2，所以
8、选项 A 正确答案：A4 解析：系统(球和小盒)在垂直于斜面方向无加速度，该方向合外力为零对小球有：FNmgcos，故当 增大时，FN变小在平行于斜面方向的加速度 agsin，在该方向物体处于“完全失重”状态，所以小球对小盒前壁的压力 FN始终为零，与 大小无关答案:B5 解析：设细线上的张力为 F1.要求 F1，选受力少的物体 m1为研究对象较好；此外还必须知道物体 m1的加速度 a，要求加速度 a，则选 m1、m2整体为研究对象较好在水平面上运动时：F1m1gm1aF(m1m2)g(m1m2)a联立解得：F1m1Fm1m2在斜面上运动时：F1m1gsinm1gcosm1aF(m1m2)gs
9、in(m1m2)gcos(m1m2)a联立解得：F1m1Fm1m2同理可得，竖直向上运动时，细线上的张力 F1仍是 答案：Cm1Fm1m26.答案：D 7 解析：弹簧的弹力与框架的重力平衡，故小球受的合外力为(Mm)g.对 m 由牛顿第二定律得：(Mm)gma，所以该瞬间 ag.答案：DMmm键入文字键入文字 键入文字键入文字键入文字 键入文字8 解析：对 AB 整体分析，当它们处于静止状态时，弹簧的弹力等于整体 AB 的重力，当施加力 F 的瞬间，弹力在瞬间不变，故 A、B 所受合力为 10 N，则 aF合/(2m)2.5 m/s2，后隔离 A 物块受力分析，得 FmgFNma，解得 FN2
10、5 N，所以 A 对 B 的压力大小也等于 25 N.答案：C9 解析：(1)选 5 个木块组成的系统为研究对象，设每一木块受到的滑动摩擦力为 Ff，则系统所受外力的合力是：F合F5FfF5mg系统的质量是 5m，由牛顿第二定律得：F5mg5ma故系统的加速度是 agF5mg5mF5m(2)选第 4 块木块为研究对象，由牛顿第二定律可直接求得合力 F4 合ma mgF5(3)选第 4、第 5 两木块组成的系统为研究的对象，水平受力如图 12 所示，由牛顿第二定律得：FN342Ff2ma，故第 4 块木块受到第 3 块木块的作用力为：FN342ma2Ff2m(g)2mg FF5m25答案：(1)
11、g (2) mg (3) FF5mF52510 解析：令 x1表示未加 F 时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知kx1mAgsin令 x2表示 B 刚要离开 C 时弹簧的伸长量，a 表示此时 A 的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知kx2mBgsinFmAgsinkx2mAa由式可得 aFmAmBgsinmA由题意 dx1x2由式可得 d.mAmBgsink答案：a dFmAmBgsinmAmAmBgsink11 解析：解法 1：(1)设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m，绳拉运动员的力为 F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(Mm)g，向上的拉力为 2F，根据牛顿第二定律2
12、F(Mm)g(Mm)aF440 N键入文字键入文字 键入文字键入文字键入文字 键入文字根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为 440 N，方向竖直向下(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小 Mg，绳的拉力 F，吊椅对运动员的支持力 FN.根据牛顿第二定律：FFNMgMaFN275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为 275 N，方向竖直向下解法 2：设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员竖直向下的拉力大小为 F，对吊椅的压力大小为 FN.根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为 F，吊椅对运动员的支持力大小为 FN.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：FFNMgMaFFNmgma由解得 F440 N，FN275 N.答案：(1)440 N (2)275 N
