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1、重点强化练(二)牛顿运动定律的综合应用(限时：45分钟)一、选择题(共10小题，每小题6分，16为单选题，710为多选题)1(2018淄博高三质检)放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态(如图1所示)，后发现木箱突然被弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是( ) 图1A匀速上升 B加速上升C减速上升 D减速下降C木箱突然被拉动，表明木箱所受摩擦力变小了，也表明木箱与地板之间的弹力变小了，重力大于弹力，合力向下，处于失重状态，选项C正确2(2018贵州贵阳监测)如图2所示，质量为m的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住而处于静止状态现用一个水平力F拉斜面体
2、，使球和斜面体在水平面上一起做加速度为a的匀加速直线运动，若忽略一切摩擦，与球静止时相比( ) 【导学号：84370139】图2A竖直挡板对球的弹力不一定增大B斜面对球的弹力保持不变C斜面和竖直挡板对球的弹力的合力等于maD若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零B球受重力和两个弹力作用，斜面对球的弹力的竖直分力等于球的重力，故斜面对球的弹力不变，B项正确，D项错误；竖直挡板对球的弹力与斜面对球的弹力的水平分力之差等于ma，当整体匀加速运动时，竖直挡板对球的弹力随加速度的增大而增大，A项错误；两弹力的合力的水平分力等于ma，竖直方向分力等于mg，所以C项错误3广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米
3、，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t0时由静止开始上升，at图象如图3所示则下列相关说法正确的是( ) 图3At45 s时，电梯处于失重状态B555 s时间内，绳索拉力最小Ct595 s时，电梯处于超重状态Dt60 s时，电梯速度恰好为零D利用at图象可判断：t45 s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则A错误；05 s时间内，电梯处于超重状态，拉力重力，5 s55 s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力重力，55 s60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力重力，综上所述，B、C错误；因at图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中
4、横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t60 s时为零，D正确4(2018湖南六校联考)如图4所示，倾斜的长杆(与水平面成角)上套有一个质量为M的环，环通过细线吊一个质量为m的小球，当环在某拉力的作用下在长杆上滑动时，稳定运动的情景如图所示，其中虚线表示竖直方向，那么以下说法正确的是( ) 【导学号：84370140】图4A环一定沿长杆向下加速运动B环的加速度一定沿杆向上C环的加速度一定大于gsin D环一定沿杆向上运动B稳定运动时，球与环保持相对静止，它们的运动状态相同，且运动方向均与杆平行对小球受力分析如图，可知小球所受合力平行于杆向上，说明加速度方向沿杆向上，则环的加
5、速度方向也沿杆向上，但它们的运动方向不确定，两者可能沿杆向上加速运动，也可能沿杆向下减速运动，则B正确，A、D错误；由于不知道细线与竖直方向的夹角，则不能判断出小球的加速度与gsin 的大小关系，则C项错误5如图5所示，物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上的拉力F6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度大小分别为( ) 【导学号：84370141】图5AaAg，aB5g BaAaB5gCaAg，aB3g DaA0，aB2gD对动滑轮分析，根据牛顿第
6、二定律，有F2Tm轮a，又m轮0，则T3mg；对物块A分析，由于T4mg，所以物块A静止，aA0；同理，对物块B分析，aB2g故选项D正确6(2018内蒙古模拟)如图6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(不计摩擦)( ) 图6A由大变小 B由小变大C始终不变 D由大变小再变大C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
7、(m1m2)g(m1m2)a联立解得：F1在斜面上运动时：F1m1gsin m1gcos m1aF(m1m2)gsin (m1m2)gcos (m1m2)a联立解得：F1同理可得，竖直向上运动时，细线上的张力F1仍是，故选C7如图7所示，一个质量为M的物体A放在光滑的水平桌面上，当在细绳下端挂上质量为m的物体B时，物体A的加速度为a，绳中张力为T，则( ) 【导学号：84370142】图7AagBaCTmgDTmgBD以A、B整体为研究对象，mg(Mm)a，可得加速度为a，选项B正确；隔离A受力分析可得TMamg，选项D正确8某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的
8、运动情况，装置如图8甲所示，他使木块以初速度v04 m/s的速度沿倾角30的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示，g取10 m/s2，则根据题意计算出的下列物理量正确的是( ) 图8A上滑过程中的加速度的大小a18 m/s2B木块与斜面间的动摩擦因数C木块回到出发点时的速度大小v2 m/sD木块经2 s返回出发点ABC由题图乙可知，木块经05 s滑至最高点，由加速度定义式a，得上滑过程加速度的大小a18 m/s2，A正确上滑过程中受重力、沿斜面向下的摩擦力，由牛顿第二定律有mgsin mgcos ma1，代入数据得，B正确下
9、滑的距离等于上滑的距离，则x1 m，下滑时摩擦力方向向上，由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma2，解得a2gsin gcos 2 m/s2，下滑至出发点的速度大小为v2 m/s，C正确下滑的时间t1 s，所以木块返回出发点的时间t总tt05 s1 s15 s，D错误9如图9甲所示，物体原来静止在水平面上，今用一水平外力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则可以计算出( ) 【导学号：84370143】图9A物体与水平面间的最大静摩擦力BF为14 N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的
10、质量ACD物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力根据牛顿第二定律得Fmgma，解得ag，由a与F图线得m2 kg，03，故C、D正确；a0时，F为6 N，即最大静摩擦力为6 N，故A正确；由于物体先静止后做变加速运动，无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移，又F为变力无法求F做的功，从而也无法根据动能定理求速度，故B错误10如图10所示，斜面倾角为，斜面上AB段光滑，其他部分粗糙，且斜面足够长一带有速度传感器的小物块(可视为质点)自A点由静止开始沿斜面下滑，速度传感器上显示的速度与运动时间的关系如下表所示：图10时间(s)0123456速度(m/s)061217212529取g10
11、 m/s2，则( ) A小物块的质量m2 kgB斜面的倾角37C小物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数025DAB间的距离xAB1875 mBCD当小物块在AB段运动时，设加速度为a1，则a1gsin ，由题表可知a1m/s26 m/s2，所以斜面倾角37，选项B正确；设经过B点后物块的加速度为a2，则有a2gsin gcos ，由题表可知a2m/s24 m/s2，所以025，选项C正确；可以判断B点对应于23 s之间的某个时刻，设t1为从第2 s运动至B点所用时间，t2为从B点运动至第3 s所用时间，则有t1t21 s,12 m/sa1t117 m/sa2t2，解得t105 s，所以xABa1(
12、2 st1)21875 m，选项D正确；由题中所给数据无法求出物块的质量，选项A错误二、非选择题(共2小题，共40分)11(20分)(2018安徽江南十校联考)如图11甲所示，两滑块A、B用细线跨过定滑轮相连，B距地面一定高度，A可在细线牵引下沿足够长的粗糙斜面向上滑动已知mA2 kg，mB4 kg，斜面倾角37某时刻由静止释放A，测得A沿斜面向上运动的vt图象如图乙所示已知g10 m/s2，sin 3706，cos 3708求：图11(1)A与斜面间的动摩擦因数；(2)A沿斜面向上滑动的最大位移 【导学号：84370144】解析(1)在005 s内，根据图象可知，A和B系统的加速度为a1 m
13、/s24 m/s2对A和B由牛顿第二定律分别列方程：B：mBgTmBa1A：TmAgsin mAgcos mAa1又TT得025(2)B落地后，A减速上升，由牛顿第二定律有mAgsin mAgcos mAa2得：a28m/s2因a2(t005 s)2 m/s得t0075 s所以上升总位移为x075 m答案(1)025(2)07512(20分)如图12所示，质量均为m3 kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k100 N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做加速度a2 m/s2的匀加速直线运动，直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为05，g取10 m/s2求：图12(1)物块A、B分离时，所加外力F的大小；(2)物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间 【导学号：84370145】解析(1)物块A、B分离时，对B有：Fmgma解得F21 N(2)开始时，对A、B整体有：kx12mg，B与A分离时，对A有：kx2mgma，此过程中x1x2at2解得t03 s答案(1)21N(2)03 s
