高考物理必備—第5講 牛頓運(yùn)動定律-單個物體加速度相關(guān)問題（解析版）

1、公眾號：高中資料共享 免費(fèi)分享5000G學(xué)習(xí)資料第5講 牛頓第二定律單個物體加速度問題一、單選題1.（2019吳忠市紅寺堡區(qū)第一中學(xué)高三期末）如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩物體P和Q疊放在傾角為的斜面上，P、Q間的動摩擦因數(shù)為1，Q與斜面間的動摩擦因數(shù)為2（21）。當(dāng)它們從靜止開始沿斜面加速下滑時，兩物體始終保持相對靜止，則物體P受到的摩擦力大小為（ ）A.0 B.1mgcos C.2mgcos D.mgsin【答案】C【解析】當(dāng)物體P和Q一起沿斜面加速下滑時，其加速度為：a=gsin2gcos ，因?yàn)镻和Q相對靜止，所以P和Q之間的摩擦力為靜摩擦力，不能用公式f=N求解。對物體P運(yùn)用牛頓第二

2、定律得：mgsinf=ma，所以求得：f=2 mgcos。即C選項(xiàng)正確。2.（2019重慶一中高二期末）質(zhì)量為m的小球用細(xì)線吊在斜面上，如圖所示。系統(tǒng)靜止時繩與斜面平行，不計(jì)一切摩擦。當(dāng)斜面體向右以a=0.75g的加速度（g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋﹦蚣铀龠\(yùn)動時，小球與斜面剛好分離，則斜面體傾角等于（ ）A.30 B.37 C.53 D.60【答案】C【解析】當(dāng)小球與斜面剛好分離時，斜面對小球沒有支持力，小球受力如圖所示：由牛頓第二定律得：mgcot=ma，解得cot=0.75，=53，故ABD錯誤，C正確。3.（2019江西景德鎮(zhèn)一中高三月考）如圖所示，質(zhì)量為 M，中空為半球形的光滑凹槽放置于光滑水

3、平地面上，光滑槽內(nèi)有一質(zhì)量為m 的小鐵球，現(xiàn)用一水平向右的推力 F 推動凹槽，小鐵球與光滑凹槽相對靜止時，凹槽圓心和小鐵球的連線與豎直方向成 。則下列說法正確的是（ ）A.小鐵球受到的合外力方向水平向左B.系統(tǒng)的加速度為C.凹槽對小鐵球的支持力為D.推力【答案】C【解析】A. 小球的加速度方向水平向右，所以合外力方向水平向右，故A錯誤；B. 對小球進(jìn)行受力分析得： ，解得：a=gtan，所以系統(tǒng)的加速度為故B錯誤。C. 對小球進(jìn)行受力分析，如圖，則凹槽對小鐵球的支持力故C正確。D. 對整體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：故D錯誤。4.如圖所示，有一傾角為的斜面體 B靜置在水平地面上，物體A放

4、在斜面上且與B保持相對靜止.現(xiàn)對斜面體B施加向左的水平推力，使物體A和斜面體B一起向左做加速運(yùn)動，加速度從零開始逐漸增大，直到A和B開始發(fā)生相對運(yùn)動，則關(guān)于A物體受到B物體的支持力和摩擦力，下列說法正確的是（ ）A.增大，持續(xù)增大B.不變，不變C.增大，先減小后增大D.減小，先增大后減小【答案】C【解析】當(dāng)加速度較小時，摩擦力Ff沿斜面向上.將加速度分解為沿斜面向下和垂直于斜面向上.根據(jù)牛頓第二定律得FN-mgcos=masin，mgsin-Ff=macos，得到FN=mgcos+masin Ff=mgsin-macos可知當(dāng)a增大時，F(xiàn)N增大，F(xiàn)f減小.當(dāng)加速度較大時，摩擦力Ff沿斜面向下.

5、根據(jù)牛頓第二定律得FN-mgcos=masin，mgsin+Ff=macos，得到FN-mgcos=masin，F(xiàn)f=macos-mgsin可知當(dāng)a增大時，F(xiàn)N增大，F(xiàn)f增大.故C正確.5.（2018安徽省蕭縣中學(xué)高三）一輛小車沿水平面始終保持做勻變速直線運(yùn)動.一根細(xì)線上端固定在車頂，下端系一個小球M，穩(wěn)定時，細(xì)線的位置如圖所示，當(dāng)時在小車地板上，小球正下方的點(diǎn)是P點(diǎn).某時刻細(xì)線突然斷裂，小球落到小車的地板上（該過程小車的運(yùn)動方向未變，小球沒有跟左右兩壁相碰，不計(jì)空氣阻力）.設(shè)小球落到小車地板上的點(diǎn)是Q點(diǎn).則下列說法正確的是（ ）A.無論小車向左運(yùn)動還是向右運(yùn)動，Q點(diǎn)都一定在P點(diǎn)的左側(cè)B.無論

6、小車向左運(yùn)動還是向右運(yùn)動，Q點(diǎn)都一定在P點(diǎn)的右側(cè)C.若小車向左運(yùn)動則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的左側(cè)，若小車向右運(yùn)動則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的右側(cè)D.若小車向左運(yùn)動則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的右側(cè)，若小車向右運(yùn)動則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的左側(cè)【答案】B【解析】細(xì)線突然斷裂,小球做平拋運(yùn)動,小車做勻變速直線運(yùn)動,對小球分析,可以知道小球的加速度向左,則小車的加速度也向左,若小車向左做勻加速直線運(yùn)動,繩子斷裂時,由于慣性此時小球和小車在水平方向上有相同的速度，此后小球水平方向上做勻速，而小車做勻加速，小球相對于小車向右運(yùn)動，所以落在P點(diǎn)的右側(cè)，當(dāng)小車向右做勻減速直線運(yùn)動,繩子斷裂時,由于慣性此時小球和小車在水平方向上有相同的速度，此后

7、小球水平方向上做勻速，而小車做勻減速運(yùn)動，小球相對于小車向右運(yùn)動，所以也落在P點(diǎn)的右側(cè)，故B對；ACD錯6.（2020遼寧遼師大附中高一月考）如圖所示，A是一質(zhì)量為M的盒子，B的質(zhì)量為m，A、B用輕質(zhì)細(xì)繩相連，跨過光滑的定滑輪后將A置于傾角為的斜面體上，B懸于斜面體之外.已知A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，斜面體放置在水平地面上.現(xiàn)在向A中緩慢加入沙子，整個系統(tǒng)始終保持靜止，則在加入沙子的過程中（ ）A.細(xì)繩的拉力逐漸減小B.地面對斜面體的摩擦力始終為零C.A所受的摩擦力逐漸增大D.A所受的合力逐漸增大【答案】B【解析】A、整個系統(tǒng)始終保持靜止，以B為研究對象，細(xì)繩的拉力不變，始終等于，故A錯誤；B、以

8、整個系統(tǒng)為研究對象，與地面之間沒有相對運(yùn)動及運(yùn)動趨勢，則地面對斜面體的摩擦力始終為零，故B正確；C、以A為研究對象，A始終保持靜止，所受的合力為零，因不確定剛開始時摩擦力的方向，故A所受的摩擦力可能逐漸增大，也可能先減小后增大，故CD錯誤。二、多選題7.（2019陜西高一期末）如圖甲，一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動的vt圖象如圖乙所示.若重力加速度g=10m/s2，則（ ）A.斜面的長度B.斜面的傾角C.物塊的質(zhì)量D.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)【答案】BD【解析】由圖乙所示圖象可知，物體先向上減速到達(dá)最高時再向下加速度；圖象與時間軸圍成的面積為物體經(jīng)過的位移，故可出物體在斜面上的位移，

9、但是不能求出斜面的長度，故A錯誤；由圖乙所示圖象可知，加速度大小：，由牛頓第二定律得：上升過程：mgsin+mgcos=ma1，下降過程：mgsin-mgcos=ma2，解得：=30，=，故BD正確.根據(jù)圖示圖象可以求出加速度，由牛頓第二定律可以求出動摩擦因數(shù)與斜面傾角，但是無法求出物塊的質(zhì)量，故C錯誤.故選BD.8.（2019吉林高一期末）在小車中的懸線上掛一個小球m，當(dāng)小球隨小車在水平面上做勻變速直線運(yùn)動時，懸線與豎直方向成某一固定角度，如圖所示.若在小車底板上還有一個跟其相對靜止的物體M，則關(guān)于小車的運(yùn)動情況和物體M的受力情況，以下分析正確的是（ ）A.小車一定向右做勻加速運(yùn)動B.小車可

10、能向左做勻減速運(yùn)動C.物體M除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用D.物體M所受合力方向向右，大小為Mgtan，【答案】BCD【解析】AB.以小球?yàn)檠芯繉ο?，分析受力情況：重力mg和細(xì)線的拉力F，由于小球的加速度水平向右，根據(jù)牛頓第二定律得知，小球的合力也水平向右，如圖，則有得一定，則加速度a一定，汽車的加速度也一定，則汽車可能向右做勻加速運(yùn)動，也可能向左做勻減速運(yùn)動，故A錯誤，B正確；C.對M：M受到重力、底板的支持力。M相對于汽車靜止，M的加速度必定水平向右，根據(jù)牛頓第二定律得知，一定受到水平向右的摩擦力，大小為故CD正確。故選BCD。9.如圖所示，質(zhì)量不等的木塊A和B

11、的質(zhì)量分別為m1和m2，置于光滑的水平面上.當(dāng)水平力F作用于左端A上，兩物體一起做勻加速運(yùn)動時，A、B間作用力大小為F1.當(dāng)水平力F作用于右端B上，兩物體一起做勻加速運(yùn)動時，A、B間作用力大小為F2，在兩次作用過程中（ ）A.F1+F2FB.F1+F2=FC.F1=F2D.【答案】BD【解析】對整體分析，由牛頓第二定律知：兩次整體的加速度大小相等，都為：.第一種情況：以B為研究對象，由牛頓第二定律得：A對B的作用力為：F1=m2a=.第二中情況：以A為研究對象，B對A的作用力為：F2=m1a= .則有：F1+F2=F.因?yàn)閙1m2，所以F1F2.可得，.故AC錯誤，BD正確.故選BD.10.如

12、圖，傾角的光滑斜面上甲，乙兩個物塊用輕彈簧連接，用平行斜面向上的拉力F拉甲物塊，使甲、乙兩物塊一起沿斜面向上做勻速運(yùn)動，兩物塊的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）A.拉力的大小為mgB.彈簧彈力大小為mgC.撤去拉力F瞬間，兩物體的加速度大小相等D.撤去拉力F瞬間，乙的加速度為零，甲的加速度大小為g【答案】AD【解析】A.斜面光滑，將甲乙兩物塊視為一個整體，做受力分析可得在沿斜面方向上平衡：故A正確；B.對乙物體受力分析，沿斜面方向上平衡可得彈簧彈力：故B錯誤；C.撤去拉力F瞬間，彈簧長度不變彈力不變。對甲物體受力分析，沿斜面方向上不平衡有： 解得：D.對乙物體受力分析，沿斜面方向上有： 甲乙兩物體加速度大小不同。故C錯誤；D正確。故選AD。11.（2015河北高一月考）在水平地面上運(yùn)動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根水平輕彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m2的小球.某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為，在這段時間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止，彈簧的形變量為X，如圖所示.不計(jì)木塊與車廂底部的摩