走向高考專題牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用

1、.專業(yè)資料.課后強(qiáng)化作業(yè)一、選擇題1. （2013 茂名二模）如圖所示，小車向右做加速直線運(yùn)動，物塊貼在小車左壁相對小車靜止。當(dāng)小車的加速度增大時(shí)，下列說法正確的是（）a. 物塊受到的彈力不變b. 物塊受到的摩擦力不變c. 物塊受到四個(gè)力的作用d. 物塊受到的合外力為零答案b 解析物塊受到重力、彈力、靜摩擦力三個(gè)力的作用，c項(xiàng) 錯(cuò)；物塊豎直方向上受力平衡，故物塊受到的摩擦力不變，其大小等于物塊的重力，b項(xiàng)正確；水平方向上根據(jù)牛頓第二定律有fn = ma , 當(dāng)小車加速度增大時(shí)，物塊受到的彈力增大，故ad兩項(xiàng)錯(cuò)。2. （2013 南昌調(diào)研）.專業(yè)資料.距小于或等于l 時(shí)，受到大小相等、方向相反的

2、相互排斥的恒力作用，當(dāng)小球間距大于l 時(shí)，排斥力為零，兩小球在相互作用區(qū)間運(yùn)動時(shí)始終未接觸。兩小球運(yùn)動時(shí)速度v 隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系圖象如圖所示，由圖可知（）a. a 小球的質(zhì)量大于b 小球的質(zhì)量b. 在 ti時(shí)刻兩小球間距最小c. 在 0? t2時(shí)間兩小球間距逐漸減小d. 在 0? t3時(shí)間內(nèi) b 小球所受排斥力的方向始終與運(yùn)動方向相反答案ac 解析本題考查相互作用力下的運(yùn)動關(guān)系以及牛頓運(yùn)動定律，意在考查學(xué)生應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律分析解決問題的能力。由題中圖象可知，在兩小球相互作用的過程中，a 小球的加速度小于b 小球的加速.專業(yè)資料.度，因此 a 小球的質(zhì)量大于b 小球的質(zhì)量，a正確；在 t2

3、時(shí)刻兩小球的速度相同，此時(shí)距離最小，0? t2時(shí)間內(nèi)兩小球間距逐漸減小，因此b錯(cuò)誤、c正確；由兩小球的受力和運(yùn)動分析可知，b 小球所受排斥力的方向在 0? ti時(shí)間內(nèi)與運(yùn)動方向相反，在tl? t3時(shí)間內(nèi)與運(yùn)動方向相同，因此d錯(cuò)誤。3. （2013 福建四地六校聯(lián)考）如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為 mi和 m2的物體 a、b, mim 2, a、b 間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測力計(jì)。若用大小為f 的水平力向右拉b, 穩(wěn)定后 b 的加速度大小為ai, 彈簧測力計(jì)示數(shù)為fi; 如果改用大小為f 的水平力向左拉 a，穩(wěn)定后 a的加速度大小為a2, 彈簧測力計(jì)示數(shù)為f2。則以下關(guān)系式正確的是（ ）

4、a b0 號- -a. ai = a2, fif2c. aia 2, fi f2 答案b 解析把 a、b 兩個(gè)物體和彈簧測力計(jì)看做一個(gè)整體，由牛頓第二定律可知， ai = a2，隔離后面的物體進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可知，fif2, 故選項(xiàng)b正確。4 . （20i4 鄭州一中模擬 ）.專業(yè)資料.2013 年 8 月 14 日，中國乒乓球公開賽在蘇州市體育中心體育館拉開戰(zhàn)幕，吸引了上千市民前往觀看。假設(shè)運(yùn)動員在訓(xùn)練中手持乒乓球拍托球沿水平面做勻加速運(yùn)動，球拍與球保持相對靜止且球拍平面和水平面之間的夾角為b。設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為m、m , 不計(jì)球拍和球之間的摩擦，不計(jì)空氣阻力，則（）a. 運(yùn)動

5、員的加速度大小為gsin 0b. 球拍對球的作用力大小為mg cos 0c. 運(yùn)動員對球拍的作用力大小為（m + m）g/ cos 0d. 運(yùn)動員對地面的作用力方向豎直向下答案c 解析以乒乓球?yàn)檠芯繉ο?，球受重力和球拍的支持力，不難求出球受到的合力為mg tan 0,其加速度為 gtan 0,受到球拍的支持力為 mg/ cos 0,由于運(yùn)動員、球拍和球的加速度相等，選項(xiàng)a、b錯(cuò) 誤；同理運(yùn)動員對球拍的作用力大小為（m + m）g/ cos 0,選項(xiàng)c正 確；將運(yùn)動員看做質(zhì)點(diǎn)，由上述分析知道運(yùn)動員在重力和地面的作用力的合力作用下產(chǎn)生.專業(yè)資料.水平方向的加速度，地面對運(yùn)動員的作用力應(yīng)該斜向上，由

6、牛頓第三定律知道，運(yùn)動員對地面的作用力方向斜向下：選項(xiàng)d錯(cuò)誤。5. （2013 四川資陽診斷）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(shí)，凹槽圓心和小鐵球的連線與豎直方向成a角。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mg b. 凹槽對小鐵球的支持力為sin ac. 系統(tǒng)的加速度為a = gtan ad. 推力 f= mg tan a答案c 解析根據(jù)小鐵球與光滑凹槽相對靜止位置可知，系統(tǒng)有向右的加速度，小鐵球受到的合外力方向水平向右，凹槽對小鐵球的支持mg

7、.專業(yè)資料.力為 , 選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤。小鐵球所受合外力為mg tan a,加速度cos a為 a = gtan a,推力 f= （m + m）g tan a,選項(xiàng)c正確d錯(cuò)誤。6. aa/wwwwvb（2013 長春調(diào)研）物塊 a、b 的質(zhì)量分別為m 和 2m，用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上。對b 施加向右的水平拉力f，穩(wěn)定后 a、 b 相對靜止地在水平面上運(yùn)動，此時(shí)彈簧長度為11；若撤去拉力f， 換成大小仍為 f 的水平推力向右推a，穩(wěn)定后 a、b 相對靜止地在水平面上運(yùn)動，此時(shí)彈簧長度為12。則下列判斷正確的是（）a. 彈簧的原長為b. 兩種情況下穩(wěn)定時(shí)彈簧的形變量相等c. 兩種情況下穩(wěn)

8、定時(shí)兩物塊的加速度不相等f d. 彈簧的勁度系數(shù)為h 丨2 答案d 解析本題考查牛頓第二定律、胡克定律，意在考查學(xué)生解決連接體問題的方法。由題意可得兩種情況下物體的加速度大小相等為a= , 方向水平向右，所以c錯(cuò)誤。設(shè)彈簧的原長為io, 彈簧的勁3m .專業(yè)資料.度系數(shù)為k , 則有 k(l 1 io) = ma , k(l 0 i2) = 2ma , 解得 io = 211 +12f廠，k = 匚;,a錯(cuò)誤，d正確。k從=ma，k叢=2ma，則hv ai2, 所以b錯(cuò)誤7. (2013 湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，在建筑工地，民工兄弟用兩手對稱水平使力將兩長方體水泥制品夾緊并以加速度a 豎直

9、向上勻加速搬起，其中 a 的質(zhì)量為 m , b 的質(zhì)量為 3m , 水平作用力為f, a、b 之間的動摩擦因數(shù)為卩，在此過程中， a、b 間的摩擦力為( )a. 卩 f b. 2 f3 c. ；m(g + a) d. m(g + a) 答案d 解析本題考查力和運(yùn)動的關(guān)系，意在考查學(xué)生對牛頓第二定律、整體法和隔離法的應(yīng)用。由于 a、b 相對靜止，故a、b 之間的摩擦力為靜摩擦力，a、b錯(cuò)誤。設(shè)民工兄弟對a、b 在豎直方向上的摩擦力為 f，以 a、b 整體為研究對象可知在豎直方向上有2f - (m + 3m)g = (m + 3m)a , 設(shè) b 對 a 的摩擦力方向向下，大小為f ，對 a 由牛

10、頓第二定律.專業(yè)資料.有 f f mg = ma , 解得 f=m(g + a), d正確，c 錯(cuò)誤。8. (2013 長春第二次調(diào)研)如圖所示，小車在外力作用下沿傾角為b的斜面做直線運(yùn)動，小車的架上用細(xì)線拴一個(gè)擺球，懸點(diǎn)為o, 現(xiàn)用水平虛線mn 和豎直虛線 pq將豎直平面空間分成四個(gè)區(qū)間，則下列說法正確的是()a. 若小車沿斜面向上做勻速運(yùn)動，則穩(wěn)定后細(xì)線可在皿區(qū)與豎直方向成一定夾角b. 若小車沿斜面向下做勻加速運(yùn)動，則穩(wěn)定后細(xì)線可在w區(qū)與豎直方向成一定夾角c. 無論小車沿斜面向下的加速度多大，穩(wěn)定后細(xì)線都不可能在i區(qū)與水平方向成一定夾角d. 無論小車沿斜面向上的加速度多大，穩(wěn)定后細(xì)線都不可

11、能沿與 on重合的水平方向答案bd .專業(yè)資料.解析考查連接體的受力分析等問題。若小車勻速運(yùn)動，則小球所受的合力應(yīng)為零，所以細(xì)線處于豎直狀態(tài)，所以a選項(xiàng)錯(cuò)誤；若小車沿斜面向下加速，由連接體知識可知，小球的加速度方向沿斜面向下，即小球所受合外力方向沿斜面向下，由此可知b選項(xiàng)是正確的、c選項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，選項(xiàng)d也是對的。二、非選擇題9. 如圖所示為質(zhì)量為3 kg的物體在水平地面上運(yùn)動的v t圖象， a、b 兩條圖象，一條是沿運(yùn)動方向有推力作用的圖象，一條是沒有推力作用的圖象，則有推力作用的速度圖象是_ , 答案a 1n 2n 解析由于兩種情況都是減速運(yùn)動，所以受推力時(shí)加速度1 2 小。由圖象知aa

12、= 3m/s2, ab = 3 m/s2, f + ff = ma a, ff = 3 3 ma b, 解得 f= 1 n , ff = 2n。.專業(yè)資料.10. 質(zhì)量為 0.8 kg的物體在一水平面上運(yùn)動，如圖所示的兩條直線分別表示物體受到水平拉力作用和不受拉力作用時(shí)的v t 圖象，圖象 b與上述的 _ 狀態(tài)相符，該物體所受到的拉力是_ n。答案受水平拉力作用1.8解析 由圖象知，圖象b 表示加速運(yùn)動，圖象a 表示減速運(yùn)動，由圖象 a 知，a減=1.5 m/ s2, 所以摩擦力 ff = ma減=1.2 n。由 圖象 b 知，a 加=0.75 m/s2, 因?yàn)?f ff = ma 加，所以f

13、= 1.8n。11 . （2014 徐州模擬）如圖甲所示，水平面上固定一直角斜面，一質(zhì)量為 2kg、可看作質(zhì)點(diǎn)的物塊在沿斜面ab 向上的外力 f 作用下.專業(yè)資料.從 a 點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿斜面ab 向上運(yùn)動，到最高點(diǎn)b(有一小段光滑圓弧)時(shí)撤去外力，物塊沿bc 面下滑，最后靜止于水平面上的d 點(diǎn)(物塊在 c 處無能量損失)，已知斜面 ab 光滑，斜面 bc 及水平面粗糙，物塊與粗糙面間的動摩擦因數(shù)均為卩, 物塊整個(gè)運(yùn)動過程的v- t 圖象如圖乙所示，重力加速度g 取 10m/s2, 求: (1)動摩擦因數(shù)卩的值；外力 f 的大??；(3)斜面 bc 的長度。答案(1)0.75 (2)32 n (

14、3)2.7 m 解析(1)由物塊整個(gè)運(yùn)動過程的v t 圖象可知物塊在bc 段勻v 6 速下滑 , 在 cd 段的摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動, 所以a2匕二贏m/s2= 7.5 m/s2a mg 由牛頓第二定律知a2 = =agm 聯(lián)立得 a=0.75 圖.專業(yè)資料.水平面間夾角0= 37 所以 ab 與水平面夾角為a= 53av 4 物塊在 ab 段加速度為ai=匚=o.5m/s2= 8m/s2在 ab 段由牛頓第疋律知f mg sin a=ma 1代入數(shù)值得 f= 32n(3)由 v t 圖象可知物塊經(jīng)歷時(shí)間t = 0.75s速度達(dá)到 6m/s, 所 以斜面 bc 長為 s= vt = 6x(

15、1.2 0.75) m = 2.7m12 . (2013 河南洛陽一練)一水平傳送帶足夠長，以vi = 2m/s 的速度勻速運(yùn)動，將一粉筆頭無初速放在傳送帶上，達(dá)到相對靜止時(shí)產(chǎn)生的劃痕長 li = 4m。求：(1) 粉筆頭與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；(2) 若關(guān)閉發(fā)動機(jī)讓傳送帶以a2 = 1.5m/s2的加速度減速運(yùn)動，同時(shí)將該粉筆頭無初速放在傳送帶上，求粉筆頭相對傳送帶滑動的位移大小l2。(取 g = 10m/s2)答案(1)0.05 (2)0.83 m 解析(1)設(shè)二者之間的動摩擦因數(shù)為卩，第一次粉筆頭打滑時(shí)間為 t, 則依據(jù)傳送帶比粉筆頭位移大l1得：v1 v1t / = l1粉筆頭的加速度

16、ai =卩 g =, 解得：卩 =0.05物塊在 bc 段勻速運(yùn)動，則有mg sin 0 = mg 5 0,即 bc 與.專業(yè)資料.(2)傳送帶減速運(yùn)動時(shí)，由于a2卩 g。粉筆頭先加速到與傳送帶速度相同，然后以ai的加速度減速到靜止。設(shè)二者達(dá)到的相同速度為v共，由運(yùn)動等時(shí)性得：v1 v共v共= , 解得 v 共=0.5 m/sa2 aivi v共v共此過程傳送帶比粉筆頭多走si = = 1 m2a2 2ai粉筆頭減速到零的過程粉筆頭比傳送帶多走v共v共is2= = _m2ai 2a2 6粉筆頭相對傳送帶滑動的位移大小為：l2= si s2 = 0.83 mi3 . (20i3 山東理綜)如圖所示 , 一質(zhì)量 m = 0.4kg的小物塊，以v= 2m/s的初速度，在與斜面成某一夾角的拉力f 作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng) t = 2s的時(shí)間物塊由a 點(diǎn)運(yùn)動到 b 點(diǎn)，a、b 之間的距離 l=(2).專業(yè)資料.10m。已知斜面傾角0= 30。物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)重力加速度 g 取 10m/s2。(1) 求物塊加速度的大小及到達(dá)b 點(diǎn)時(shí)速度的大小。(2) 拉力 f 與斜面的夾角多大時(shí)，拉力f 最小？拉力 f 的最小值是多少？答案(1)3 m/s28m/s (2)30 解析(1)設(shè)物塊加速度的大小為v，由運(yùn)動學(xué)公式得1 l vot + 一 at22 v vo + at 聯(lián)立式，