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1、牛顿第二定律专题二 整体法、瞬时性、传送带、等时圆等1.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( )A. 小车静止时，Fmg，方向竖直向上B. 小车静止时，Fmgcos ，方向垂直于杆向上C. 小车向右以加速度a运动时，一定有FD. 小车向左以加速度a运动时，F，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角满足tan 【答案】AD【解析】小球静止不动时，受重力和向上的弹力，根据平衡条件可得弹力F=mg，竖直向上，故A正确，B错误；当小球向右以加速度a运动时，对其受力分析，受重力和弹力，如图所示：合力为：F合=ma，水平
2、向右，根据平行四边形定则，弹力为：，故C错误；小车向左以加速度a运动时，有：，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为，则有：，故D正确。所以AD正确，BC错误。2.如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住、现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（ ）A. 若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B. 若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C. 斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD. 斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值【答案】D【解析】试题分析：小球受到的重mg、斜面的支持力FN1、竖直挡板的水平弹力FN2，设斜面的倾斜角为
3、则竖直方向有：，因为mg和不变，所以无论加速度如何变化，FN1不变且不可能为零，B错误；D正确；水平方向有：，因为，若加速度足够小，竖直挡板的水平弹力不可能为零，A错误；斜面和挡板对球的弹力的合力即为竖直方向的与水平方向的力ma的合成，因此大于ma，C错误；故选D。考点：牛顿第二定律、力的合成与分解的运用。【名师点睛】本题运用正交分解法，根据牛顿第二定律研究物体的受力情况，要正确作出物体的受力图，抓住竖直方向没有加速度。3.如图所示，质量为M的光滑斜面体上有一质量为m的木块沿斜面匀加速下滑，斜面体静止不动，则斜面体对地面的压力应（）A. 等于（M+m）g B. 大于（M+m）g C. 小于（M
4、+m）g D. 无法确定【答案】C【解析】【分析】对斜面体和滑块整体，受重力、地面的支持力、地面对其向右的静摩擦力，对整体运用牛顿第二定律列式分析即可。【详解】由题，斜面是光滑的，则由牛顿第二定律可得物体m下滑时加速度大小为a=gsin。对整体进行研究，分析受力情况，作出力的示意图 将m的加速度a分解为水平和竖直两个方向，根据牛顿第二定律有：竖直方向：（M+m）g-N=masin0，则N（M+m）g，所以斜面体受地面的支持力小于（M+m）g。故选：C。【点睛】本题关键对斜面体和滑块整体受力分析后根据牛顿第二定律列式分析，也可以采用隔离法，先后研究滑块和斜面体。4.如图所示，质量分别为mA、mB
5、的A、B两物块用轻线连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面的动摩擦因数均为，为了增加轻线上的张力，下列几种办法中可行的是（）A. 增大B物的质量 B. 减小B物的质量C. 增大倾角 D. 增大动摩擦因数【答案】A【解析】【分析】当用斜面向上的拉力F拉A，两物体沿斜面匀加速上升时，对整体运用牛顿第二定律求出加速度，再对B研究，根据牛顿第二定律求出轻线上的张力，分析增加轻线上的张力的办法。【详解】根据牛顿第二定律，对整体： 解得： 对B：T-mBgsin-mBgcos=mBa得到轻线上的张力为： 则要增加T，可减小A物的质量，或增大B物的质量
6、。故应选：A。【点睛】本题是连接体问题，两个物体的加速度相同，采用整体法与隔离法交叉使用的方法，考查灵活选择研究对象的能力。5.如图所示，三个质量不等的木块M、N、Q间用两根水平细线a、b相连，放在光滑水平面上用水平向右的恒力F向右拉Q，使它们共同向右运动这时细线a、b上的拉力大小分别为Ta、Tb若在第2个木块N上再放一个小木块P，仍用水平向右的恒力F拉Q，使四个木块共同向右运动（P、N间无相对滑动），这时细线a、b上的拉力大小分别为Ta、Tb下列说法中正确的是（）A. TaTa，TbTbB. TaTa，TbTbC. TaTa，TbTbD. TaTa，TbTb【答案】B【解析】先对整体受力分析
7、，受重力、支持力、拉力，根据牛顿第二定律，有：F=（mM+mN+mQ）a 再对M受力分析，受重力、支持力、拉力，根据牛顿第二定律，有：Ta=mMa 对Q受力分析，受重力、支持力、拉力F和b绳子的拉力，根据牛顿第二定律，有：F-Tb=mQa 联立解得： ； ；当在第2个木块N上再放一个小木块P，相当于N木块的重力变大，故Ta减小，Tb增加；故选B点睛：本题要灵活地选择研究对象，根据整体法求解加速度，根据隔离法求解系统内力，求解出表达式讨论是关键6.如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动
8、，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（）A. 若粘在C木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力减小B. 若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变C. 若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大D. 若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小【答案】D【解析】【分析】对整体分析，运用牛顿第二定律判断系统加速度的变化通过隔离分析，得出绳子拉力和摩擦力的大小的变化。【详解】因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F-3mg-mg=（3m+m）a，a都将减小。A、D项：若粘在
9、C木块上面，a减小，对A有：fA=ma，可知A的摩擦力减小，以AB为整体，有T-2mg=2ma，得：T=2mg+2ma，则T减小，故A错误，D正确；B项：若粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力mg、绳子拉力T，F-mg-T=ma，则得：T=F-mg-ma，a减小，F、mg不变，所以，T增大。故B错误；C项：若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，由fA=ma知，A所受摩擦力减小；对C：F-mg-T=ma，得 T=F-mg-ma，a减小，F、mg不变，则T增大，故C错误；故选：D。【点睛】解决本题的关键要灵活选择研究对象，会用整体法和隔离法，能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律
10、进行求解。7. 如图所示为索道输运货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角37，sin 370.6，cos 370.8，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.30，当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为A. 0.35mg B. 0.30mg C. 0.23mg D. 0.20mg【答案】D【解析】试题分析：由于重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的115倍，在竖直方向上，由牛顿第二定律得：FN-mg=ma竖直，解得a上=015g，设水平方向上的加速度为a水平，则，解得：a水平=02g
11、，对物体受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律得：f=ma水=020mg，故D正确故选D。考点：牛顿第二定律【名师点睛】物体的水平和竖直方向的加速度之间的关系，是解决本题的关键，在本题中物体在水平和竖直两个方向上都是有加速度的。8.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的vt图象（以地面为参考系）如图乙所示已知v2v1，则（）A. 0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左B. 0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用C.
12、 t2时刻，小物块离A处的距离达到最大D. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大【答案】D【解析】【分析】小物块滑上传送后在阻力作用下做匀减速直线运动，当速度减为0时，小物块又反向匀加速运动最后与传送带一起向右运动根据图象分析有：0t1时间内木块向左匀减速直线运动，受到向右的摩擦力，t1-t2小物块向右匀加速，t2-t3当速度增加到与皮带相等时，一起向右匀速，摩擦力消失。【详解】A项：在0-t1时间内小物块向左减速受向右的摩擦力作用，在t1-t2时间内小物块向右加速运动，受到向右的摩擦力作用，故A错误；B项：如图知，t2-t3小物块做匀速直线运动，此时受力平衡，小物块不受摩擦力作用，故
13、B错误；C项：t1时刻小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故C错误；D项：t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，故D正确。故应选：D。【点睛】本题的关键是通过图象得出小物块的运动规律，再由运动规律得出小物块的受力和运动情况。9.如图所示，传递带与水平面的夹角=30，A、B间传递带长16m传送带以l0m/s的速率逆时针匀速转动，在传送带顶端A无初速释放一个质量为0.5kg的物体，它传送带之间的动摩擦因数为，则物体从A运动到B所需时间是（）（g=l0m/s2）A. 1.6s B. 2s C. D. 【答案】B【解析】【分析】物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体
14、的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，当物体加速至与传送带速度相等时，由于tan，物体跟随传送带匀速运动。【详解】开始运动时物体沿传送带向下做匀加速直线运动mgcos+mgsin=ma1a1=12.5m/s2设加速到与传送带同速的时间为t1：v=a1t1t1=0.8s运动的位移 之后mgsinmgcos，物体跟随传送带做匀速直线运动 t=t1+t2=2s故应选：B。【点睛】本题关键是分析加速到速度等于传送带速度后木块的运动情况，再根据运动学公式求解时间。10.如图所示，AO、AB、AC是竖直平面内的三根固定的细杆，A、O位于同一圆周上，A点位于圆周的最高点，O点位于圆周的最低点，每一根细杆上都套有一个光滑的小球（图中未画出），三个环都从A点无初速地释放，用T1、T2、T3表示各环到O、B、C时所用的时间，则（）A. T1T2T3 B. T3T1T2 C. T1T2T3 D. T3T1T2【答案】D【解析】【分析】小环沿杆下滑做匀加速直线运动，设OAB为，OAC为，由匀变速运动规律求出小球运动的加速度和位移，根据匀加速直线运动位移时间公式表示出时间即可求解。【详解】如图：小环沿杆下滑做匀加速直线运动，设OAB为，OAC为，圆的半径为r，则 小环沿AO下滑时，做自由落体运动，时间为： 由匀变速运动规律得，滑环滑到B1点的时间： 而由
