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1、专题03 牛顿运动定律 一、单选题1如图所示,大小相同的力F作用在同一个物体上,物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离s,已知力F与物体的运动方向均相同。 则上述四种情景中都相同的是 ( )A拉力F对物体做的功 B物体的动能增量C物体加速度的大小 D物体运动的时间【答案】 A【解析】根据功的定义,这几种情况都是力的方向与位移的方向相同,也就是等于零,因此A正确;但各种情况下,由于第二种水平面粗糙,第三种沿斜面,第四种竖直向上运动,因此运动相同的位移时第一种情况末速度最大,动能增量最大,B错误,同时第一种情况加速度最大,运动时间最短,CD都错误。考点:功2如图所示
2、,在沿东西方向直线运动的小车上,放一竖直木块,突然发现木块向西倒,则小车可能的运动情况 ( ) A向东做匀速运动 B向东做减速运动C向东做加速运动 D向西做减速运动【答案】 CD【解析】由牛顿第一定律可知,木块突然向西倒,说明小车具有向东的加速度,由力和运动关系可知,小车可能向东加速或向西减速,所以A、B错误;CD正确;考点:牛顿第一定律3如图所示,水平地面上一物体在F1=10N,F2=2N的水平外力作用下做匀速直线运动,则 ( ) A. 物体运动方向向左B. 物体所受滑动摩擦力大小为6NC. 撤去F1后物体最终会停下D. 撤去F2后物体最终会停下【答案】 C 考点:摩擦力 共点力的平衡4小明
3、在做双脚跳台阶的健身运动,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是: ( ) A小明在下降过程中处于失重状态B小明起跳以后在上升过程处于超重状态C小明落地时地面对他的支持力小于他的重力D起跳过程地面对小明的作用力就是他对地面的作用力【答案】 A【解析】超失重要看加速度,若加速度方向向上即为超重,若加速度方向向下即为失重。小明在下降过程中因加速度向下,故失重,选项A正确;起跳以后的上升过程中加速度也向下,也是失重,故选项B错误;小明落地时因做减速下降,加速度向上,所以是超重,故选项C错误;起跳过程中地面对小明的作用力与他对地面的作用力是一对作用力与反作用力,不是同一个力,故选项D错误。考点:超失重 作
4、用力与反作用力5如图所示,一木块在光滑水平面上受到一个恒力F作用而运动,前方固定一个轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是 ( ) A. 木块将立即做匀减速直线运动B. 木块将立即做变减速直线运动C. 在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大D. 在弹簧处于最大压缩量时,木块的加速度为零【答案】 C【解析】当木块接触弹簧后,恒力F先大于弹簧的弹力,后小于弹簧的弹力,木块先做加速运动后做减速运动,随着弹簧的增大,加速度先减小后增大,故先做加速度减小的变加速运动,后做加速度增大的变减速运动当弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大,故A、B错误,C正确;在弹簧处于最大压缩量时,弹簧的弹力大
5、于恒力F,合力向右,加速度不为零,故D错误。考点: 牛顿运动定律6如图甲所示,一长木板在水平地面上运动,初速度为v0,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,设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-时间图象可能是图乙中的【答案】 A【解析】在未达到相同速度之前,木板的加速度为,解得达到相同速度之后,木板的加速度为,解得,故图象A正确 考点:考查了牛顿第二定律应用7如图所示,A、B两木块间连一轻质弹簧,A、B质量相等,一起静止地放在一块木板上,若将此木板突然
6、抽去,在此瞬间,A、B两木块的加速度分别是 ( ) A. aA=O,aB=2g B. aA=g,aB=gC. aA=0,aB=0 D. aA=g,aB=2g【答案】 A【解析】据题意,木板抽去前,对木块A受力分析,有: ;对木块B受力分析,有: ;木块抽去瞬间由于弹簧弹力瞬间保持原值,则木块A力不变,则有:aA=O;木块B受到的支持力变为0,则有: ,故选项A正确。考点:本题考查物体平衡条件、牛顿第二定律和弹力瞬时值。8如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重或失重的考验,下列说法正确的是 ( ) A火箭加速上升时,宇航员处于失重状
7、态B飞船加速下落时,宇航员处于超重状态C飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力小于其重力D火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力也逐渐减小但仍大于其重力【答案】 D 考点:本题考查超重和失重。9高空云层中水气遇冷后凝聚成雨滴下落,设有大小不同的两个雨滴a、b,a 雨滴较大它们在下落的过程中受到的阻力f=ksv2其中s是雨滴的横截面积,v是雨滴下落的速度,k为一常数取雨落下落时为t=0,设雨滴为球形,则a、b两雨滴下落过程中的速度随时间变化的vt图象为 【答案】 C【解析】一开始速度为零,加速度为重力加速度,雨滴向下加速,随着速度的逐渐增大,阻力增大,加速度减小,速度时间图像斜率大小为加速度
8、大小,最后阻力等于重力时,加速度等于零,雨滴匀速下落,C对;10红、黄两队拔河比赛,结果红队胜,那么比赛进行中 ( )A红队拉绳子的力大于黄队拉绳子的力B红队与地面间的摩擦力大于黄队与地面间的摩擦力C红、黄两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反D红、黄两队拉绳子的力大小相等,方向相反【答案】 BD【解析】11如图所示,水平木板上有质量m=10kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2,下列判断正确的是 ( ) A. 5s内拉力对物块做功为零B. 4s末物块所受合力大小为40NC. 物块与木板之间的动摩擦因数为04D
9、. 6s-9s内物块的加速度大小为20m/s2【答案】 D 考点:牛顿第二定律的应用;摩擦力视频12一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是 ( )A.第1秒内的加速度为1m/s2B.第2秒内的位移为3mC.2秒内外力做功为4.5JD.2秒内外力做功的功率为2.5W【答案】 C【解析】根据牛顿第二定律可得质点在第1s内的加速度为:,A错误;物体在第2s初的速度为:,在第2s内的加速度为,所以质点在第2s内的位移为,B错误;由动量定理求出1s末、2s末速度分别为:,故2s内外力做功为,C正确;2s内
10、外力做功的功率为,D错误;考点:考查了动量定理,功率,牛顿第二定律,匀变速直线运动规律的综合应用13如图所示,在质量为的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为()的A、B两物体,箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线,此后A将做简谐振动。当A运动到最高点时,木箱对地面的压力为 ( ) A、 B、 C、 D、【答案】 A【解析】平衡后剪断A、B间细线,A将做简谐振动,在平衡位置,有kx1=mg,在平衡之前的初位置,有kx2=2mg,故振幅为A=x2-x1=,根据简谐运动的对称性,到达最高点时,弹簧处于原长,故此时木箱只受重力和支持力,二力平衡,故支持力等于重力Mg,A正确,B、C、D错误考点
11、:牛顿第二定律,简谐振动,胡克定律14如右图甲所示,质量m1kg的物块(可视为质点)以v010ms的初速度从粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后,又沿原路返回,其速率随时间变化的图像如图乙所示,已知斜面固定且足够长且不计空气阻力,取g10ms2下列说法中正确的是 ( ) A物块所受的重力与摩擦力之比为3 :2B在t1s到t6s的时间内物块所受重力的平均功率为50WC在t6s时物体克服摩擦力做功的功率为20WD在t0到t1s时间内机械能的变化量大小与t1s到t6s时间内机械能变化量大小之比为1 :5【答案】 D【解析】由图线知,物体上滑的加速度a1=10m/s2;下滑的加速度为:a2=2m
12、/s2;由牛顿定律可得:上滑时,mgsin+f=ma1;下滑时,mgsin-f=ma2,联立解得:sin=0.6;,选项A错误;根据速度-时间图象与坐标轴围成的面积表示位移得:1-6s内的位移,则t=1s到t=6s的时间内物块所受重力的平均功率:,故B错误;物体所受的摩擦力,则t=6s时物体克服摩擦力做功的功率P=fv=410=40W,故C错误;因为物体机械能的变化量等于克服阻力做功的大小,所以在t=0到t=1s时间内机械能的变化量大小E1=fx1,t=1s到t=6s时间内机械能变化量大小E2=fx2,则,故D正确考点:牛顿定律;功率及能量守恒定律。15一辆正沿平直路面行驶的车厢内,一个面向车
13、前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F,在车前进s的过程中,下列说法正确的是:( )A当车匀速前进时,人对车做的总功为正功B当车加速前进时,人对车做的总功为负功C当车减速前进时,人对车做的总功为负功D不管车如何运动,人对车做的总功都为零【答案】 B 考点:本题考查了功的定义、牛顿第二定律、牛顿第三定律。16质量为0.8kg的物体在一水平面上运动,如图所示的两条直线分别表示物体受到水平拉力和不受水平拉力作用时的图线, g取10m/s2。现有以下四种判断,其中正确的是 ( ) A. a是物体受到水平拉力作用时的-t图线B. 04s内两物体位移相同C. 物体与地面的动摩擦因数为0.15D. 物体受到
14、的水平拉力为0.6N【答案】 C【解析】由图象可知b图象代表做匀加速直线运动,a图象代表做匀减速直线运动,则拉力不可能与速度方向相反,只能是拉力与速度方向相同,故b图象是受拉力时的图象,选项A错误.由图象与坐标轴围成的面积代表位移,易得4s内,选项B错误.由图象的斜率代表加速度,可知b图象的加速度:,a图象的加速度:;由牛顿第二定律可得:,解得:,,选项C正确,选项D错误.故选C.考点:本题考查了匀变速直线运动的规律、图象、牛顿第二定律.17电梯底板上静置一物体,物体随电梯由一楼到九楼过程中,vt图像如图所示。以下判断正确的是 ( ) A前3s内货物处于失重状态B最后2s内货物只受重力作用C前
15、3s内与最后2s内货物的平均速度相同D第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒【答案】 C【解析】据题意,从图像可以看出,0-3s内货物随电梯向上匀加速运动,货物处于超重状态,故选项A错误;最后两秒内货物向上做匀减速运动,货物受到重力和支持力,但重力大于支持力,故选项B错误;前3秒内的平均速度为:,后两秒的平均速度为:,故选项C正确;第3s末至第5s末的过程中,货物做匀速运动,重力与支持力平衡,支持力做正功,物体机械能增加,故选项D错误。考点:本题考查超重和失重。18某同学探究小球沿光滑斜面顶端下滑至底端的运动规律,现将两质量相同的小球同时从斜面的顶端释放,在甲、乙图的两种斜面中,通过一定
16、的判断分析,你可以得到的正确结论是( )A甲图中小球在两个斜面上运动的时间相同B甲图中小球下滑至底端的速度大小与方向均相同C乙图中小球在两个斜面上运动的时间相同D乙图中小球下滑至底端的速度大小相同【答案】 C【解析】小球在斜面上运动的过程中只受重力mg和斜面的支持力N作用,做匀加速直线运动,设斜面倾角为,斜面高为h,底边长为x,根据牛顿第二定律可知,小球在斜面上运动的加速度为:agsin,根据匀变速直线运动规律和图中几何关系有:s,s,解得小球在斜面上的运动时间为:t,根据机械能守恒定律有:mgh,解得小球下滑至底端的速度大小为:v,显然,在甲图中,两斜面的高度h相同,但倾角不同,因此小球在两
17、个斜面上运动的时间不同,故选项A错误;小球下滑至底端的速度大小相等,但方向沿斜面向下,不同,故选项B错误;在乙图中,两斜面的底边长x相同,但高度h和倾角不同,因此小球下滑至底端的速度大小不等,故选项D错误;又由于在乙图中两斜面倾角的正弦与余弦的积相等,因此小球在两个斜面上运动的时间相等,故选项C正确。考点:本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、机械能守恒定律(或动能定理)的应用,以及控制变量法的灵活运用问题,属于中档题。19如图所示,物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上,水平外力F作用在B上,使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。设A、B之间的摩擦力为,B与水平桌面间的摩擦力为.在始终保持
18、A、B相对静止的情况下逐渐增大F,则摩擦力和的大小 ( ) A. 不变、变大 B. 变大、不变C. 和都变大 D. 和都不变【答案】 B【解析】根据牛顿第二定律得:对A物体:,对整体:,可见,当增大时,加速度增大,变大而,、都不变,则不变故选B。考点:本题考查了静摩擦力和最大静摩擦力、滑动摩擦力、整体法和隔离法、牛顿第二定律。20如图所示,质量m1 kg的小球放在光滑水平面上,一水平放置的轻弹簧一端与墙相连,另一端与小球相连,一不可伸长的轻质细绳一端与小球相连,另一端固定在天花板上,细绳与竖直方向成45角,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰为零,取,则在烧断轻绳的瞬间,下列说法正确的
19、是 ( ) A小球所受合外力为零B小球加速度大小为,方向向左C小球加速度大小为,方向向左D小球所受合外力的方向沿左下方与竖直方向成角【答案】 B【解析】对物体进行受力分析,由平衡条件可知,在烧断轻绳前,绳上的弹力大小,弹簧的弹力大小.在烧断轻绳的瞬间,绳上的弹力突然变为零,弹簧弹力不变,物体还受到竖直向上的支持力,该支持力与物体的重力平衡,所以物体所受的合力为10 N,加速度大小为,方向水平向左,故选项B正确21沿竖直方向运动的电梯,其底板水平,有一质量为m的物体放在底板上,当电梯向上做加速度大小为的匀减速运动时,此物体对电梯底板的压力大小为: ( )A B Cmg D【答案】 B【解析】对物
20、体进行受力分析,向上为正方向,根据牛顿第二定律,可得,因此电梯对物体的支持力,根据牛顿第三定律,物体对电梯的压力大小也为,B正确,ACD错误考点:物体受力分析,牛顿第二定律,牛顿第三定律22如图,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始计时到弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述正确的是 ( ) A、小球的速度一直减少B、小球的加速度先减小后增大C、小球加速度的最大值,小于重力加速度D、小球机械能守恒【答案】 B 考点:本题考查了物体的动态问题中受力以及能量的变化情况。23如图所示,一质量为M的斜面体静止在水平地面上,物体B受沿斜面向上力F作用沿斜面匀速上滑,A、B之间的动摩擦因数为,且质
21、量均为m,则 ( ) A. A、B保持相对静止B. 地面对斜面体的摩擦力等于C. 地面受到的压力等于(M +2m)gD. B与斜面间的动摩擦因数为【答案】 D【解析】对A受力分析如(1)所示,A受到的最大摩擦力,即,可知A将沿B上表面向下做匀加速运动,故A错误;对B和斜面整体受力分析如(3)所示,地面对斜面体的摩擦力,故B错误;地面受到的压力,故C错误;对B受力分析如(2)所示,B做匀速运动,所受合外力为零,垂直于斜面方向上,斜面对B的摩擦力,沿斜面方向上,故B与斜面间的动摩擦因数为,故D正确。 考点:共点力的平衡。24如图所示,水平放置的传送带以v = 2 m/s的速度向右运行,现将一质量为
22、m = 1 kg的小物体轻轻地放在传送带的左端,物体与传送带间的动摩擦因数0.2,左端与右端相距4m,则小物体从左端运动到右端所需时间及此过程中由于摩擦产生的热量分别为(g10m/s2)( )A.2s 2J B.2s 8J C. 2.5s 2J D. 2.5s 8J【答案】 C【解析】物体刚开始做初速度为0 的匀加速运动,加速度a=g=2m/s2,当物体的速度达到2m/s时,所经过的时间为t1=v/a=1s,这段时间内物体所运动的位移为x1=vt/2=1m;距离右端还有x2=L-x1=3m,此过程物体做匀速运动,所需时间为t2= x2/v=2.5s;整个过程所产生的热量为Q=fx,而x=x带-
23、 x1- x2=vt- x1- x2=1m,而f=mg=2N,所以产生的热量为Q=2J。所以C选项正确。考点:本题考查对传送带问题的理解,并考查了对牛顿第二定律的应用和摩擦产生的热量的计算。25“加速度计”的部分结构简图如图所示,滑块与轻弹簧a、b连接并置于光滑凹槽内,静止时a、b长度为l;若该装置加速向右运动,a、b长度分别为la、lb,则 ( ) Alal,lbl Blal,lbl,lbl Dlal【答案】 D【解析】当该装置加速向右运动时,滑块的加速度也向右,由牛顿第二定律知滑块的合力方向向右,对滑块进行受力分析可知,a给滑块向右的弹力,a应处于压缩状态,b给滑块向右的拉力,b处于拉长状
24、态,所以lal,所以本题选择D。考点:弹簧弹力和形变量的关系、牛顿第二定律26如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车上静止地放置着一小物块,物块和小车间的动摩擦因数为0.3,用水平恒力F拉动小车,下列关于物块的加速度和小车的加速度。当水平恒力F取不同值时,与的值可能为(当地重力加速度g取) ( ) A.,B.,C.,D.,【答案】 D【解析】由题意:小物块的最大加速度,当小车的加速度小于或等于3m/s2时,两者加速度相同,当小车加速度大于3m/s2时,两者相对运动,此时小物块加速度为3m/s2。综上分析D正确。考点: 牛顿运动定律中连接体问题,临界问题27.图为一种节能系统:斜面轨道倾角为3
25、0,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速下滑,轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,之后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列判断正确的是( ) ( ) A下滑过程中木箱克服轨道摩擦力做的总功等于货物减少的重力势能B下滑过程中木箱始终做匀加速直线运动Cm = 6MDM = 6m【答案】 C【解析】下滑过程中木箱克服轨道摩擦力做的功与木箱的动能增量之和等于货物减少的重力势能,选项A错误;下滑过程中,在没有接触到弹簧之前木箱始终做匀加速直线运动;接触到弹簧之后,木箱先做加速度运动后做减速运动,选
26、项B错误;由能量守恒关系,对M,m系统,从开始下落到再次回到最高点满足:解得:m = 6M,选项C正确,D错误。考点:牛顿定律及能量守恒定律。28如图甲所示,一固定在地面上的足够长斜面,倾角为37,物体A放在斜面底端挡板处,通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接,B的质量M1kg,绳绷直时B离地面有一定高度。在t0时刻,无初速度释放B,由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的vt图象如图乙所示,若B落地后不反弹,g取10 ms2,sin3706,cos3708,则下列说法正确的是 ( ) A. B下落的加速度大小a10ms2B. A沿斜面向上运动的过程中,绳的拉力
27、对A做的功W3JC. A的质量M05Kg,A与斜面间的动摩擦因数05D. 0075 s内摩擦力对A做的功075J【答案】 B考点:本题综合考查了速度时间图像、牛顿第二定律和功的理解和应用29如图所示,在水平面上沿直线运动的小车上有一个固定的水平横杆,横杆左端悬挂的小球A和小车右端放置的物块B都相对车厢静止。关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是( )A.物块B不受摩擦力作用B.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左C.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右D.因小车的运动方向不能确定,故物块B受的摩擦力情况无法判断【答案】 C【解析】据题意,小球处于如图所示状态,设细绳与竖直方向夹角为,小
28、球受到重力和沿绳方向的拉力,小球加速度为:,方向水平向右,则物体B受到重力、支持力和向右的摩擦力,故选项ABD错误而选项C正确。考点:本题考查牛顿第二定律和受力分析。30如图所示,滑块以速率v1,沿固定斜面由底端向上滑行,至某一位置后返回,回到出发点时的速率变为v2,且v2v1,则下列说法正确的是 ( ) A. 滑块在上滑过程中机械能减少,在下滑过程中机械能增加B. 在上滑和下滑两过程中,重力做的功相同C. 在上滑和下滑两过程中,摩擦力做的功相同D. 在上滑和下滑两过程中,摩擦力的平均功率相等【答案】 C【解析】A、因为,说明物体受到滑动摩擦力,摩擦力方向与物体运动方向相反,所以物体一直克服摩
29、擦力做功,其机械能一直减小,A错误;B、设滑块升高的最大高度是H,则上升的过程中重力做功,下降的过程中重力做功为,二者不相等,B错误;C、设斜面的长度为L,上滑与下滑所用时间分别为t1和t2则:,因为,则得,即下滑时间较长;设物体的质量为m,动摩擦因数为,斜面的长度为L,倾角为,则上滑过程中摩擦力做功为:,下滑过程中摩擦力做功为:,可见,在上滑和下滑两过程中,摩擦力做功相等,C正确;D、在上滑和下滑两过程中,摩擦力做的功相同,而时间不同,所以摩擦力的平均功率不相等,D错误;故选C。视频31物块、和的质量均为m,A1、A2用刚性轻杆连接,、用轻质弹簧连结,两个装置都放在水平的支托物上,处于平衡状
30、态,如图今突然撤去支托物,让物块下落,在除去支托物的瞬间,A1、A2受到的合力分别为和,、受到的合力分别为F1和F2,则 ( ) AFf1= 0,Ff2= 2mg,F1= 0,F2= 2mgBFf1= mg, Ff2= mg,F1= 0,F2= 2mgCFf1= mg, Ff2=2mg,F1= mg,F2= mgDFf1= mg, Ff2= mg,F1= mg,F2 = mg【答案】 B【解析】在除去支托物的瞬间,A1、A2一起下落,根据牛顿第二定律采用整体法和隔离法研究A1、A2所受的合力采用隔离法B1、B2受到的合力在除去支托物的瞬间,A1、A2由于用刚性轻杆连接,A1、A2与刚性轻杆一起
31、下落,根据牛顿第二定律,对整体研究得到,整体的加速度等于重力加速度g,则A1、A2受到的合力都等于各自的重力,即FA1=mg,FA2=mg在除去支托物前,根据平衡条件得知,弹簧的弹力大小等于mg,支托物对B2的支持力大小等于2mg在除去支托物的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,B1的受力情况没有变化,则B1所受合力为零,即FB1=0B2所受的合力大小等于支托物的支持力大小2mg,即FB2=2mg故B正确,A、C、D错误故选B本题是瞬时问题,要抓住刚性物体的弹力可突变,而弹簧的弹力不能突变32 ( ) A. 深潜器运动的最大加速度是2.0 m/s2B. 下潜的最大深度为360mC. 在内的平均速度
32、大小为D. 深潜器在6-8min内处于失重状态【答案】 B【解析】根据v-t图像的斜率表示加速度,可求最大的加速度为,所以A错误;面积表示位移,由图知,4s末下潜到最深处,所以可求下潜的最大深度h=360m,故B正确;由图知在内的位移等于120m,故平均速度,所以C错误;深潜器在6-8min内向上加速运动,故处于超重状态,所以D错误。考点:本题考查v-t图像、超重、失重33如图所示,一固定光滑杆与水平方向夹角为,将一质量为的小环套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为的小球,由静止释放后,小环与小球保持相对静止且以相同的加速度一起下滑,此时绳子与竖直方向夹角为,则下列说法正确的是 ( ) A. 杆对小
33、环的作用力大于B. 不变,则越大,越小C. ,与、无关D. 若杆不光滑,可能大于【答案】 C【解析】以整体为研究对象,分析受力情况,如图: 由牛顿第二定律得,得,;故A错误。再对小球研究可知,其合力大小为,等于重力沿杆向下方向的分力,则细线与杆垂直,则由几何知识得,与环和小球的质量无关,故B错误、C正确。若杆不光滑;把环和球看做一个整体受力分析,沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得:沿斜面方向:,垂直斜面方向:,摩擦力:N,联立可解得:,设,由几何关系知,此时绳应该和杆垂直,对小球受力分析可知重力沿杆的分力作为合力产生加速度,垂直于杆的分力与绳的拉力相平衡,此时可以求得小球的加速度为,大于整体的加
34、速度,故绳的拉力要有一个分力来减小小球重力沿着杆方向的分力,所以绳应该向下倾斜,故,故D错误。考点:本题考查了整体法与隔离法的受力分析、力的合成与分解、牛顿第二定律34如图所示,质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上,动摩擦因数为,物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下,A与B一起做匀加速直线运动,两者无相对滑动。已知斜面的倾角为,物体B的质量为m,则它们的加速度a及推力F的大小为( ) ( ) A. B. C. D. 【答案】 C【解析】B向左做匀加速运动,合力水平向左,对B进行受力分析,根据牛顿第二定律求解加速度,再对AB整体运用牛顿第二定律即可求解F对B进行受力分析,根据牛顿第二定律
35、得,对AB整体进行受力分析得:F-(M+m)g=(M+m)a解得:F=(M+m)g(+tan)故选C。本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,主要整体法和隔离法的应用35如图所示,有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上向上运动,当作用力F一定时,m2所受绳的拉力 ( ) A. 与有关 B. 与斜面动摩擦因数有关C. 与系统运动状态有关 D. FT,仅与两物体质量有关【答案】 D【解析】对整体分析,根据牛顿第二定律得: ,隔离分析,设物体间的拉力为T,由牛顿第二定律得: ,解得,由上数据分析知:绳子的拉力与无关,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,故D正确考点:考查了牛顿第二定
36、律的应用【名师点睛】(1)当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法(2)整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法36如图所示,水平绷紧的传送带AB长L=6m,始终以恒定速率V1=4m/s运行初速度大小为V2=6m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带小物块m=lkg,物块与传送带间动摩擦因数=0.4,g取10m/s2下列说法正确的是 ( ) A. 小物块可以到达B点B. 小物块不能到达B点,但可返回A
37、点,返回A点速度为6m/sC. 小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离达到最大D. 小物块在传送带上运动时,因相互间摩擦力产生的热量为50J【答案】 D【解析】物体由于惯性冲上皮带后,从右端滑上传送带时,可以先匀减速运动到速度为0再反向加速后匀速,也可以一直减速,分情况进行讨论即可解题解:小物块在水平方向受到摩擦力的作用,f=mg,产生的加速度: ( )A、若小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动,速度减为零时的位移是x,则,得:,所以小物块不能到达B点,故A错误;B、小物块不能到达B点,速度减为零后反向做匀加速运动,当速度等于传送带速度v1后匀速运动,返回A点速度为4m/s故B错误
38、;C、小物块不能到达B点,速度减为零后反向做匀加速运动加速的过程相对于初速度继续向左运动,所以小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离没有达到最大,故C错误;D、小物块向右加速的过程中的位移:m,当速度等于传送带速度v1时,经历的时间:s,该时间内传送带的位移:s=v1t=42.5m=10m,所以小物块相对于传送带的位移:x=s+(xx)=10+(4.52)=12.5m小物块在传送带上运动时,因相互间摩擦力产生的热量为:Q=fx=0.410112.5J=50J故D正确故选:D【点评】本题关键是对于物体运动过程分析,物体可能一直减速,也有可能先减速后匀速运动,也可能先减速后加速再匀速运动,
39、难度适中37如图A所示,在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图B所示。已知重力加速度g = 10 m/s2,由图线可知 ( ) A甲的质量是2kgB甲的质量是6kgC甲、乙之间的动摩擦因数是0.D甲、乙之间的动摩擦因数是0.6【答案】 B【解析】由图可知,开始甲乙两物体何持相对静止,以相同的加速运动,后来甲在乙上表现滑动。由牛顿第二定律,甲乙的总质量:当F=48N时,两物体相对滑动,所以 甲、乙之间的动摩擦因数:考点:牛顿第二定律 滑动摩擦力38当车厢向右做匀速直线运动时,两根绳对小球的拉力分别为T1和T2,当车厢突然加
40、速运动时,两根绳的拉力变化情况是 ( ) A. T1不变,T2变大 B. T1变大,T2变大C. T1不变,T2变小 D. T1变小,T2变小【答案】 A【解析】在竖直方向上没有加速度,所以竖直方向平衡,由于重力不变,所以T1在竖直方向分力不变,又由于角度不变,所以T1不变,由合外力提供加速度得,水平方向有向右加速度,所以T2变大,所以选A。39利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小, 实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落,落地过程中先双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了段距离,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示。 根据图线所
41、提供的信息,以下判断正确的是( ) At1时刻消防员的速度最大Bt2时刻消防员的速度最大Ct3时刻消防员的速度最大Dt4时刻消防员的速度最大【答案】 B 考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系40质量均为kg的物块1、2放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今对物块1、2分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F1=20N,F2=10N,则弹簧秤的示数为 ( ) A. 30N B. 15NC. 20N D. 10N【答案】 B【解析】两个物体一起向左做匀加速直线运动,对两个物体整体运用牛顿第二定律,有: F1F2=(m+m)a再对物体1受力分析,运用牛顿第二定律,得到: F1
42、F=ma由两式解得: F=15N考点:牛顿第二定律;力的合成与分解的运用;胡克定律41一质量均匀木块在水平恒力F1的作用下,在水平面上做匀速直线运动。当对该木块另外施加一倾斜向下与F1在同一竖直平面内的恒定推力F2时,如图所示,则对该木块以后运动情景的描述不正确的是 ( ) A. 木块可能继续做匀速直线运动B. 木块的运动可能变为匀加速直线运动C. 木块所受到的合力可能越来越小,最后变为零D. 木块的运动可能变为匀减速直线运动,直至静止【答案】 C【解析】在加恒定推力F前,木块受力情况如图1所示,由平衡条件得: 在竖直方向上,有:在水平方向上,有:又解得:在加恒定推力F后,木块受力情况如图2所
43、示,设F与水平方向夹角为,则在竖直方向上,有:在水平方向上木块受到的合力为解得:当时,木块继续做匀速直线运动;当时,木块做匀加速直线运动;当时,木块做匀减速直线运动故ABD对该木块以后运动情景的描述正确,C对该木块以后运动情景的描述不正确,所以选C考点:共点力作用下物体的平衡、受力分析、力的合成与分解及牛顿第二定律的应用42如图所示,木块A静止在斜面体B上。设木块受到斜面体的支持力大小为N,摩擦力大小为f.当斜面体水平向左做加速度逐渐增大的加速运动时,若木块A相对于斜面体B始终保持静止,则 ( ) A. N增大, f增大 B. N不变,f增大C. N减小,f先增大后减小 D. N增大,f先减小
44、后增大【答案】 D【解析】当加速度较小时,摩擦力f沿斜面向上.将加速度分解为沿斜面向下的加速度和垂直于斜面向上的加速度 根据牛顿第二定律得:,得到;,可知当a增大时,N增大,f减小当加速度较大时,摩擦力f沿斜面向下根据牛顿第二定律得:,得到,,可知当a增大时,N增大,f增大所以N增大,f先减小后增大故D正确故选D考点:本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法、力的合成与分解、正交分解法。43质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上,如图所示,则 ( ) A小球对圆槽的压力为B小球对圆槽的压力为C水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力增大D水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力减小【答案】 C【解析】由整体法可求得系统的加速度a,小球对圆槽的压力FNmm,当F增大后,FN增大,只有选项C正确44如