2022年高考物理一輪考點跟蹤練習10《牛頓運動定律的綜合應用》（含詳解）

1、2022年高考物理一輪考點跟蹤練習10牛頓運動定律的綜合應用一 、單選題如圖所示，在傾角為的固定斜面上有兩個靠在一起的物體A、B，兩物體與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，用平行于斜面的恒力F向上推物體A，使兩物體沿斜面向上做勻加速運動，且B對A的壓力平行于斜面，則下列說法中正確的是()A.只減小A的質量，B對A的壓力大小不變B.只減小B的質量，B對A的壓力大小會增大C.只減小斜面的傾角，B對A的壓力大小不變D.只減小兩物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，B對A的壓力會增大如圖，物塊A和B的質量分別為4m和m，開始A、B均靜止，細繩拉直，在豎直向上拉力F=6mg作用下，動滑輪豎直向上加速運動。已知動滑輪質量忽略不

2、計，動滑輪半徑很小，不考慮繩與滑輪之間的摩擦，細繩足夠長，在滑輪向上運動過程中，物塊A和B的加速度分別為()A.aA=g，aB=5g B.aA=aB=g C.aA=g，aB=3g D.aA=0，aB=2g某位同學在電梯中用彈簧測力計測量一物體的重力，在0至t3時間段內，彈簧測力計的示數(shù)F隨時間t變化如圖所示，以豎直向上為正方向，則下列關于物體運動的v­t圖、P­t圖(P為物體重力的功率大小)及a­t圖可能正確的是()如圖所示，質量分別為m和2m的兩個小球置于光滑水平面上，且固定在一輕質彈簧的兩端，現(xiàn)沿彈簧軸線方向在質量為2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，使兩球

3、一起做勻加速運動，則此時兩球間的距離為x1，若沿彈簧軸線方向在質量為m的小球上施加一水平向左的拉力F2，使兩球一起做勻加速運動，則此時兩球間的距離為x2，已知x1=2x2，則有()A.F1=F2 B.F1=4F2 C.F14F2 D.F1=2F2如圖所示為浙江衛(wèi)視“中國好歌聲”娛樂節(jié)目所設計的“導師戰(zhàn)車”，戰(zhàn)車可以在傾斜直軌道上運動。當坐在戰(zhàn)車中的導師按下按鈕，戰(zhàn)車就由靜止開始沿長10 m的斜面沖到學員面前，最終剛好停在斜面的末端，此過程約歷時4 s。在戰(zhàn)車的運動過程中，下列說法正確的是()A.導師始終處于失重狀態(tài)B.戰(zhàn)車所受外力始終不變C.戰(zhàn)車在傾斜導軌上做勻變速直線運動D.根據(jù)題中信息可以

4、估算導師運動的平均速度如圖所示，bc 為固定在小車上的水平橫桿，物塊 M 串在桿上， 靠摩擦力保持相對桿靜止，M 又通過輕細線懸吊著一個小球 m, 此時小車正以大小為 a 的加速度向右做勻加速運動，而 M、m 均相對小車靜止，細線與豎直方向的夾角為 。小車的加速度逐漸增加， M 始終和小車保持相對靜止，當加速度增加到 2a 時()A.橫桿對M的摩擦力增加到原來的2倍B.橫桿對M的彈力增加到原來的2倍 C.細線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍D.細線的拉力增加到原來的2倍二 、多選題 (多選)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂。當機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東

5、行駛時，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當機車在西邊拉著車廂以大小為a的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F。不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A.8 B.10 C.15 D.18 (多選)如圖所示，光滑水平面上放置著四個相同的木塊，其中木塊B與C之間用一輕彈簧相連，輕彈簧始終在彈性限度內?，F(xiàn)用水平拉力F拉B木塊，使四個木塊以相同的加速度一起加速運動，則以下說法正確的是()A.一起加速過程中，C木塊受到四個力的作用B.一起加速過程中，D木塊受到的靜摩擦力大小為C.一起加速過程中，A、D木塊所受摩擦力大小和方向相同D.當F撤去瞬間，A、D木塊

6、所受靜摩擦力的大小和方向都不變 (多選)如圖所示，質量均為m的A、B兩物塊置于水平地面上，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為，物塊間用一水平輕繩相連，繩中無拉力?，F(xiàn)用水平力F向右拉物塊A，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。重力加速度為g。下列說法中正確的是()A.當0Fmg時，繩中拉力為0B.當mgF2mg時，繩中拉力為FmgC.當F2mg時，繩中拉力為D.無論F多大，繩中拉力都不可能等于 (多選)將一個質量為1 kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點，運動過程中所受阻力大小恒定，方向與運動方向相反。該過程的v ­t圖像如圖所示，g取10 m/s2。下列說法中正確的是()A.小球所受重力和阻

7、力之比為51B.小球上升過程與下落過程所用時間之比為23C.小球落回到拋出點時的速度大小為8 m/sD.小球下落過程中，受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)三 、計算題圖甲中，質量為m1=1 kg的物塊疊放在質量為m2=3 kg的木板右端。木板足夠長，放在光滑的水平地面上，木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為1=0.2，整個系統(tǒng)開始時靜止，重力加速度g=10 m/s2。 (1)在木板右端施加水平向右的拉力F，為使木板和物塊發(fā)生相對運動，拉力F至少應為多大？(2)在04 s內，若拉力F的變化如圖乙所示，2 s后木板進入2=0.25的粗糙水平面，在圖丙中畫出04 s內木板和物塊的v ­t圖像，并求出

8、04 s內物塊相對木板的位移大小。如圖所示，一長L=2 m、質量M=4 kg的薄木板(厚度不計)靜止在粗糙的水平臺面上，其右端距平臺邊緣l=5 m，木板的正中央放有一質量為m=1 kg的小物塊(可視為質點)。已知木板與地面、物塊與木板間動摩擦因數(shù)均為1=0.4，現(xiàn)對木板施加一水平向右的恒力F，其大小為48 N，g取10 m/s2，試求：(1)F作用了1.2 s時，木板的右端離平臺邊緣的距離；(2)要使小物塊最終不能從平臺上滑出去，則物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)2應滿足的條件。2022年高考物理一輪考點跟蹤練習10牛頓運動定律的綜合應用（含詳解）答案解析一 、單選題答案為：C；解析：將A、B看成一個

9、整體，整體在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑動摩擦力，沿斜面向上的推力，根據(jù)牛頓第二定律可得a=gsin gcos ，對B分析可得NmBgsin mBgcos =mBa，解得N=，由牛頓第三定律可知，B對A的壓力N=，若只減小A的質量，壓力變大，若只減小B的質量，壓力變小，A、B錯誤；A、B之間的壓力與斜面的傾角、與斜面間的動摩擦因數(shù)無關，C正確，D錯誤。答案為：D；解析：對滑輪分析：F2T=ma，又m=0，所以T=3mg，對A分析：由于T<4mg故A靜止，aA=0對B：aB=2g，故D正確。答案為：C；解析：由于該題沒有告訴彈簧的拉力與重力大小之間的關系，可以依題

10、意，分三種情況討論：(1)若F1=mg，則0t1時間內電梯靜止或做勻速直線運動，即速度等于0或速度保持不變，加速度等于0。四個圖線沒有是可能的。(2)若F2=mg，則F1mg，在0t1時間內電梯受到的合外力的方向向下，加速度的方向向下，為負值，所以D是不可能的；則物體0t1時間內可能向下做加速運動，速度為負，或向上做減速運動，故A、B是不可能的；而t1t2時間內受到的合外力等于0，物體做勻速直線運動，物體的速度不變，又由P=mgv，可知t1t2時間內重力的功率不變，故C是錯誤的。(3)若F3=mg，則F1mg，F(xiàn)2mg，在0t2時間內電梯受到的合外力的方向都是向下，加速度的方向向下，故A、B、

11、D是不可能的；F3=mg，可知在0t1時間內向下的加速度大于t1t2時間內向下的加速度，而t2t3時間內物體做勻速直線運動，所以速度圖像如圖，速度的方向向下，重力的方向也向下，由P=mgv可知，圖C可能是重力的功率隨時間變化的圖線，故C是正確的。由以上的分析，可知只有C選項是可能的，A、B、D都是不可能的。答案為：B；解析：沿彈簧軸線方向在質量為2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，對整體分析，整體的加速度a=，隔離對質量為m的小球分析，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)彈=ma=kx1；同理，沿彈簧軸線方向在質量為m的小球上施加一水平向左的拉力F2，a=，隔離對質量為2m的小球分析，根據(jù)牛頓第二定律得：

12、F彈=2ma=kx2，由于x1=2x2，聯(lián)立可得：F1=4F2，故B正確，A、C、D錯誤。答案為：D；解析：由題意可知，“導師戰(zhàn)車”沿斜面的方向先加速后減速，加速過程中有沿斜面向下的加速度，戰(zhàn)車處于失重狀態(tài)，戰(zhàn)車減速向下運動時又處于超重狀態(tài)，故A錯誤；戰(zhàn)車所受外力先沿斜面向下，后又沿斜面向上，B、C錯誤；由=可得戰(zhàn)車運動的平均速度=2.5 m/s，所以選項D正確。答案為：A；解析：對小球和物塊組成的整體，分析受力如圖甲所示，根據(jù)牛頓第二定律得，水平方向：Ff=(Mm)a，豎直方向：FN=(Mm)g，則當加速度增加到2a時，橫桿對M的摩擦力Ff增加到原來的2倍，橫桿對M的彈力等于兩個物體的總重力

13、，保持不變，故A正確，B錯誤；以小球為研究對象，分析受力情況如圖乙所示，由牛頓第二定律得mgtan =ma，解得tan =，當a增加到兩倍時，tan 變?yōu)閮杀?，但不是原來的兩倍。細線的拉力FT=，可見，a變?yōu)閮杀?，F(xiàn)T不是原來的兩倍，故C、D錯誤。二 、多選題答案為：BC；解析：設該列車廂與P相連的部分為P部分，與Q相連的部分為Q部分。設該列車廂有n節(jié)，Q部分為n1節(jié)，每節(jié)車廂質量為m，當加速度為a時，對Q有F=n1ma；當加速度為a時，對P有F=(nn1)ma，聯(lián)立得2n=5n1。當n1=2，n1=4，n1=6時，n=5，n=10，n=15，由題中選項得該列車廂節(jié)數(shù)可能為10或15，選項B、

14、C正確。答案為：BC；解析：在水平拉力F的作用下，四個木塊以相同的加速度一起加速運動，則由牛頓第二定律可知，對整體有F=4ma，對A、D木塊有fA=fD=ma，解得A、D木塊所受摩擦力大小fA=fD=，方向均水平向右，故B、C正確；一起加速過程中，C木塊受到重力、D木塊對其的壓力和靜摩擦力、地面對其的支持力及彈簧對其的彈力，共五個力的作用，故A錯誤；當F撤去瞬間，D木塊所受靜摩擦力的大小和方向均不變，而A木塊所受靜摩擦力的大小不變但反向，故D錯誤。答案為：ABC；解析：當0Fmg時，A受到拉力與靜摩擦力的作用，二者平衡，繩中拉力為0，故A正確；當mgF2mg時，整體受到拉力與摩擦力的作用，二者

15、平衡，所以整體處于靜止狀態(tài)，此時A受到的靜摩擦力達到最大即mg，所以繩中拉力為Fmg，故B正確；當F2mg時，對整體：a=，對B：a=，聯(lián)立解得繩中拉力為F，故C正確；由以上的分析可知，當mgF2mg時繩中拉力為Fmg，繩中拉力可能等于F，故D錯誤。答案為：AC；解析：上升過程中mgFf=ma1，由題圖可知a1=12 m/s2，解得Ff=2 N，小球所受重力和阻力之比為51，選項A正確；下落過程中mgFf=ma2，可得a2=8 m/s2，根據(jù)h=at2可得= ，選項B錯誤；根據(jù)v=a2t2，t2= s，可得v=8 m/s，選項C正確；小球下落過程中，加速度方向豎直向下，小球處于失重狀態(tài)，選項D

16、錯誤。三 、計算題解：(1)把物塊和木板看做整體，由牛頓第二定律得：F=(m1m2)a，對物塊分析，物塊與木板將要相對滑動時有1m1g=m1a，聯(lián)立解得F=1(m1m2)g=8 N。(2)物塊在02 s內做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有：1m1g=m1a1，解得a1=2 m/s2，2 s末物塊的速度為v1=a1t1=2×2 m/s=4 m/s。木板在01 s內做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有：F11m1g=m2a2，解得a2=4 m/s2。1 s末木板的速度v1=a2t2=4×1 m/s=4 m/s。在12 s內F2=1m1g，木板做勻速運動，速度為4 m/s。24 s

17、內如果物塊和木板一起減速運動，共同的加速度大小為a共=2g，m1的合力2m1g>fm=1m1g。所以物塊和木板相對滑動2 s后物塊做勻減速直線運動，由牛頓第二定律有：1m1g=m1a3，得：a3=2 m/s2。速度從4 m/s減至零的時間t3= s=2 s。木板做勻減速直線運動有：2(m1m2)g1m1g=m2a4。得：a4= m/s2。速度從4 m/s減至零的時間t4=1.5 s。二者在整個運動過程的v­t圖像如圖所示(實線是木板的v­t圖像，虛線是物塊的v­t圖像)。02 s內物塊相對木板向左運動x1=a2t22(a2t2)(t1t2)a1t12，24 s內物塊相對木板向右運動x2=，解得：x=x1x2=1 m。所以04 s內物塊相對木板的位移大小為x=1 m。解：(1)假設開始時物塊與木板會相對滑動，由牛頓第二定律，對木板有：F1(Mm)g1mg=Ma1；解得：a1=6 m/s2。對物塊有：1mg=ma2；解得：a2=4 m/s2。因為a2<a1，故假設成立。設F作用t秒后，小物塊恰好從木板左端滑離，則有：=a1t2a2t2代入數(shù)據(jù)解得：t=1 s在此過程中，木板的位移為：x1=a1t2=×6×12 m=3 m，末速度為：v1=a1t=6×1 m/s=6 m/s。物塊的位移為：x2=a2t2=