2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí)專題分類練習(xí)卷：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用題型一 超重與失重現(xiàn)象【例1】(2019·山西懷仁一中月考)電梯的頂部掛一個(gè)彈簧秤，秤下端掛了一個(gè)重物，電梯勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為10 N，在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)? N, 關(guān)于電梯的運(yùn)動(dòng)(如圖所示)，以下說(shuō)法正確的是(g取10 m/s2()A 電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2 B電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2C電梯可能向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2 D電梯可能向下減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2【變式1】.如圖所示，在教室里某同學(xué)站在體重計(jì)上研究超重與失重她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”

2、過(guò)程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過(guò)程關(guān)于她的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是 ()A只有“起立”過(guò)程，才能出現(xiàn)失重現(xiàn)象 B只有“下蹲”過(guò)程，才能出現(xiàn)超重現(xiàn)象C“下蹲”的過(guò)程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象D“起立”“下蹲”的過(guò)程，都能出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象5 為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示當(dāng)此車減速上坡時(shí)，則乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)()A處于超重狀態(tài) B不受摩擦力的作用C受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D所受合力方向豎直向上題型二動(dòng)力學(xué)中的連接體問(wèn)題【例2】(2019·新鄉(xiāng)

3、模擬)如圖所示，粗糙水平面上放置B、C兩物體，A疊放在C上，A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m和3m，物體B、C與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，其間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為FT.現(xiàn)用水平拉力F拉物體B，使三個(gè)物體以同一加速度向右運(yùn)動(dòng)，則()A此過(guò)程中物體C受五個(gè)力作用 B當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí)，輕繩剛好被拉斷C當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時(shí)，輕繩剛好被拉斷D若水平面光滑，則繩剛斷時(shí)，A、C間的摩擦力為【變式1】(多選)如圖所示，已知M>m，不計(jì)滑輪及繩子的質(zhì)量，物體M和m恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，若將M與m 互換，M、m與桌面的動(dòng)摩因數(shù)相同，則 ()A物體M與m仍做勻速運(yùn)動(dòng) B物體M與m做

4、加速運(yùn)動(dòng)，加速度aC物體M與m做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a D繩子中張力不變【變式2】(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接，放在傾角為的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為.為了增加輕線上的張力，可行的辦法是 ()A減小A物塊的質(zhì)量 B增大B物塊的質(zhì)量C增大傾角 D增大動(dòng)摩擦因數(shù)【例3】(多選)(2015·高考全國(guó)卷)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(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí)，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為a的加速

5、度向西行駛時(shí)，P和Q間的拉力大小仍為F.不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A8B10 C15 D18【變式】如圖所示，在傾角為的固定斜面上有兩個(gè)靠在一起的物體A、B，兩物體與斜面間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)，且B對(duì)A的壓力平行于斜面，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A只減小A的質(zhì)量，B對(duì)A的壓力大小不變B只減小B的質(zhì)量，B對(duì)A的壓力大小會(huì)增大C只減小斜面間的傾角，B對(duì)A的壓力大小不變D只減小兩物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，B對(duì)A的壓力會(huì)增大【例4】(2019·湖南長(zhǎng)沙模擬)如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量分別為

6、m、M的木塊A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊間的輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，則此時(shí)木塊A、B間的距離為 ()AL0 BL0CL0 DL0【變式】.(2019·貴州銅仁一中模擬)物體A、B放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧做成的彈簧秤相連，如圖所示，今對(duì)物體A、B分別施以方向相反的水平力F1、F2，且F1大于F2，則彈簧秤的示數(shù)()A一定等于F1F2 B一定大于F2小于F1C一定等于F1F2 D條件不足，無(wú)法確定加速度相同與加速度不相同的連接體問(wèn)題對(duì)比加速度相同的連接體整體法(先整體后部分)加速度相同時(shí)可把連接體看成一整體，再求整體外力時(shí)可用整體受力分析；若

7、涉及到內(nèi)力問(wèn)題必須用隔離法分析加速度不同的連接體隔離法(先部分后整體)加速度不同的連接體或要求連接體中各個(gè)物體間的作用力時(shí)一般用隔離法加速度相同的連接體問(wèn)題【例5】如圖所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平面上，小車上用細(xì)線懸吊一質(zhì)量為m的小球，Mm，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向成角，細(xì)線的拉力為F1.若用一力F水平向左拉小車，使小球和其一起以加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向也成角，細(xì)線的拉力為F1.則()Aaa，F(xiàn)1F1Baa，F(xiàn)1F1Caa，F(xiàn)1F1Daa，F(xiàn)1F1加速度不同的連接體問(wèn)題【例6】如圖所示，一塊足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)長(zhǎng)木板放在光滑水平地面上，

8、質(zhì)量分別為mA1 kg和mB2 kg的物塊A、B放在長(zhǎng)木板上，A、B與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)用水平拉力F拉A，取重力加速度g10 m/s2.改變F的大小，B的加速度大小可能為()A1 m/s2B2.5 m/s2C3 m/s2D4 m/s2題型三臨界極值問(wèn)題【例7】如圖所示，質(zhì)量m2 kg的小球用細(xì)繩拴在傾角37°的光滑斜面上，此時(shí)，細(xì)繩平行于斜面G取10 m/s2.下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)斜面以5 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為20 NB當(dāng)斜面以5 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為30 NC當(dāng)斜面以20 m/s2的加速度向右

9、加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為40 ND當(dāng)斜面以20 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為60 N【變式】.(2019·湖北黃岡中學(xué)模擬)如圖所示，水平地面上有一車廂，車廂內(nèi)固定的平臺(tái)通過(guò)相同的彈簧把相同的物塊A、B壓在豎直側(cè)壁和水平的頂板上，已知A、B與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，車廂靜止時(shí)，兩彈簧長(zhǎng)度相同，A恰好不下滑，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)使車廂沿水平方向加速運(yùn)動(dòng)，為保證A、B仍相對(duì)車廂靜止，則()A速度可能向左，加速度可大于(1)g B加速度一定向右，不能超過(guò)(1)gC加速度一定向左，不能超過(guò)g D加速度一定向左，不能超過(guò)(1)g【例7】(2019

10、3;遼寧葫蘆島六校聯(lián)考)如圖所示，木板與水平地面間的夾角可以隨意改變，當(dāng)30°時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運(yùn)動(dòng)，隨著的改變，小木塊沿木板向上滑行的距離x將發(fā)生變化，重力加速度為g.(1)求小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)角為何值時(shí)，小木塊沿木板向上滑行的距離最小，并求出此最小值【變式】如圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個(gè)幼兒用沿與水平面成30°角的恒力拉著它沿水平面運(yùn)動(dòng)，已知拉力F6.5 N，玩具的質(zhì)量m1 kg，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2.0 s，玩具移動(dòng)了距離x2 m，這時(shí)幼兒松開(kāi)手，玩具又滑行了一段

11、距離后停下g取10 m/s2，求：(1)玩具與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)松開(kāi)手后玩具還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？(3)幼兒要拉動(dòng)玩具，拉力F與水平面夾角多大時(shí)，最省力？題型四傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速達(dá)到左端(2)傳送帶較長(zhǎng)時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端若v0v，返回時(shí)速度為v；若v0v，返回時(shí)速度為v0【例8】(2019·?？谀M)如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距s3.5 m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)

12、0.1.工件滑上A端瞬時(shí)速度vA4 m/s，到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB，則(g取10 m/s2)()A若傳送帶不動(dòng)，則vB3 m/sB若傳送帶以速度v4 m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/sC若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/sD若傳遞帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB2 m/s【變式】如圖所示，水平長(zhǎng)傳送帶始終以v勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物體輕放于A端，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，AB長(zhǎng)為L(zhǎng)，L足夠長(zhǎng)問(wèn)：(1)物體從A到B做什么運(yùn)動(dòng)？(2)當(dāng)物體的速度達(dá)到傳送帶速度v時(shí)，物體的位移多大？傳送帶的位移多大？(3)物體從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？(4)什么條件下物體

13、從A到B所用時(shí)間最短？項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先加速后勻速(4)可能先減速后勻速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直減速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速(4)可能一直減速【例9】(2019·濰坊模擬)如圖所示，傾斜的傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一物塊從傳送帶上端A滑上傳送帶，滑上時(shí)速率為v1，傳送帶的速率為v2，且v2>v1，不計(jì)空氣阻力，動(dòng)摩擦因數(shù)一定，關(guān)于

14、物塊離開(kāi)傳送帶的速率v和位置，下面可能的是()A從下端B離開(kāi)，v>v1B從下端B離開(kāi)，v<v1C從上端A離開(kāi)，vv1D從上端A離開(kāi)，v<v1【變式】如圖所示，傳送帶與地面夾角37°，AB長(zhǎng)度為16 m，傳送帶以10 m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)在傳送帶上端A無(wú)初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.求物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需時(shí)間是多少？(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2)熱點(diǎn)題型五滑塊木板模型1模型特征滑塊滑板模型(如圖a)，涉及摩擦力分析、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、摩擦生熱，多次相互作用，屬于多物體、多過(guò)

15、程問(wèn)題，知識(shí)綜合性較強(qiáng)，對(duì)能力要求較高，故頻現(xiàn)于高考試卷中另外，常見(jiàn)的子彈射擊滑板(如圖b)、圓環(huán)在直桿中滑動(dòng)(如圖c)都屬于滑塊類問(wèn)題，處理方法與滑塊滑板模型類似2兩種類型類型圖示規(guī)律分析木板B帶動(dòng)物塊A，物塊恰好不從木板上掉下的臨界條件是物塊恰好滑到木板左端時(shí)二者速度相等，則位移關(guān)系為xBxAL物塊A帶動(dòng)木板B，物塊恰好不從木板上掉下的臨界條件是物塊恰好滑到木板右端時(shí)二者速度相等，則位移關(guān)系為xBLxA3.分析“板塊”模型時(shí)要抓住一個(gè)轉(zhuǎn)折和兩個(gè)關(guān)聯(lián)【例10】如圖所示，質(zhì)量M1 kg的木板A靜止在水平地面上，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m1 kg的鐵塊B(大小可忽略)，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)1

16、0.3，木板長(zhǎng)L1 m，用F5 N的水平恒力作用在鐵上，g取10 m/s2.(1)若水平地面光滑，計(jì)算說(shuō)明鐵塊與木板間是否會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；(2)若木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.1，求鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板右端所用的時(shí)間【變式】如圖所示，在山體下的水平地面上有一靜止長(zhǎng)木板，某次山體滑坡，有石塊從山坡上滑下后，恰好以速度v1滑上長(zhǎng)木板，石塊與長(zhǎng)木板、長(zhǎng)木板與水平地面之間都存在摩擦設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小，且石塊始終未滑出長(zhǎng)木板下面給出了石塊在長(zhǎng)木板上滑行的vt圖象，其中可能正確的是() 【例11】(2019·安徽六安模擬)如圖所示，質(zhì)量為M8 kg的小車放在光滑的水平面上，在小

17、車左端加一水平推力F8 N，當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到v01.5 m/s時(shí)，在小車前端輕輕放上一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量為m2 kg的小物塊，小物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小物塊沒(méi)有從小車上掉下來(lái)，g取10 m/s2，求：(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度；(2)小車至少多長(zhǎng)，才能保證小物塊不從小車上掉下來(lái)；(3)從小物塊放上小車開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t1.5 s小物塊對(duì)地的位移大小為多少？【變式】(2019·河南中原名校聯(lián)考)如圖所示，在光滑的水平面上有一足夠長(zhǎng)的質(zhì)量為M4 kg的長(zhǎng)木板，在長(zhǎng)木板右端有一質(zhì)量為m1 kg的小物塊，長(zhǎng)木板與小物塊間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，長(zhǎng)木板與小物塊均

18、靜止現(xiàn)用F14 N的水平恒力向右拉長(zhǎng)木板，經(jīng)時(shí)間t1 s撤去水平恒力F.(1)在F的作用下，長(zhǎng)木板的加速度為多大？(2)剛撤去F時(shí)，小物塊離長(zhǎng)木板右端多遠(yuǎn)？(3)最終長(zhǎng)木板與小物塊一同以多大的速度勻速運(yùn)動(dòng)？(4)最終小物塊離長(zhǎng)木板右端多遠(yuǎn)？參考答案題型一 超重與失重現(xiàn)象【例1】(2019·山西懷仁一中月考)電梯的頂部掛一個(gè)彈簧秤，秤下端掛了一個(gè)重物，電梯勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為10 N，在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)? N, 關(guān)于電梯的運(yùn)動(dòng)(如圖所示)，以下說(shuō)法正確的是(g取10 m/s2()B 電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2 B電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，

19、加速度大小為4 m/s2C電梯可能向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2 D電梯可能向下減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為4 m/s2【答案】BC【解析】電梯勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為10 N，知重物的重力等于10 N，在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)? N，可知電梯處于失重狀態(tài)，加速度向下，對(duì)重物根據(jù)牛頓第二定律有：mgFma，解得a4 m/s2，方向豎直向下，則電梯的加速度大小為4 m/s2，方向豎直向下電梯可能向下做加速運(yùn)動(dòng)，也可能向上做減速運(yùn)動(dòng)，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤【變式1】.如圖所示，在教室里某同學(xué)站在體重計(jì)上研究超重與失重她由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過(guò)程；由穩(wěn)定的

20、蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過(guò)程關(guān)于她的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是()A只有“起立”過(guò)程，才能出現(xiàn)失重現(xiàn)象 B只有“下蹲”過(guò)程，才能出現(xiàn)超重現(xiàn)象C“下蹲”的過(guò)程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象D“起立”“下蹲”的過(guò)程，都能出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象【答案】D【解析】下蹲過(guò)程中，人先向下做加速運(yùn)動(dòng)，后向下做減速運(yùn)動(dòng)，所以先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；人從下蹲狀態(tài)站起來(lái)的過(guò)程中，先向上做加速運(yùn)動(dòng)，后向上做減速運(yùn)動(dòng)，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確6 為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水

21、平，如圖所示當(dāng)此車減速上坡時(shí)，則乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)()A處于超重狀態(tài) B不受摩擦力的作用C受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D所受合力方向豎直向上【答案】C【解析】當(dāng)車減速上坡時(shí)，加速度方向沿斜坡向下，人的加速度與車的加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律知人的合力方向沿斜面向下人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力，如圖所示將加速度沿豎直方向和水平方向分解，有豎直向下的加速度，則mgFNmay，F(xiàn)Nmg，乘客處于失重狀態(tài)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確題型二動(dòng)力學(xué)中的連接體問(wèn)題【例2】(2019·新鄉(xiāng)模擬)如圖所示，粗糙水平面上放置B、C兩物體，A疊放在C上，A、B、C的質(zhì)量分別為

22、m、2m和3m，物體B、C與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，其間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為FT.現(xiàn)用水平拉力F拉物體B，使三個(gè)物體以同一加速度向右運(yùn)動(dòng)，則()A此過(guò)程中物體C受五個(gè)力作用 B當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí)，輕繩剛好被拉斷C當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時(shí)，輕繩剛好被拉斷D若水平面光滑，則繩剛斷時(shí)，A、C間的摩擦力為【答案】C【解析】對(duì)A，A受重力、支持力和向右的靜摩擦力作用，可以知道C受重力、A對(duì)C的壓力、地面的支持力、繩子的拉力、A對(duì)C的摩擦力以及地面的摩擦力六個(gè)力作用，故A錯(cuò)誤；對(duì)整體分析，整體的加速度ag，隔離對(duì)AC分析，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)T·4mg4ma，計(jì)

23、算得出FTF，當(dāng)F1.5FT時(shí)，輕繩剛好被拉斷，故B錯(cuò)誤，C正確；水平面光滑，繩剛斷時(shí)，對(duì)AC分析，加速度a，隔離對(duì)A分析，A的摩擦力Ffma，故D錯(cuò)誤【變式1】(多選)如圖所示，已知M>m，不計(jì)滑輪及繩子的質(zhì)量，物體M和m恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，若將M與m 互換，M、m與桌面的動(dòng)摩因數(shù)相同，則 ()A物體M與m仍做勻速運(yùn)動(dòng) B物體M與m做加速運(yùn)動(dòng)，加速度aC物體M與m做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a D繩子中張力不變【答案】CD【解析】當(dāng)物體M和m恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)M，水平方向受到繩子的拉力和桌面的摩擦力，得：MgTmg，所以：.若將M與m互換，則對(duì)M：MaMgT，對(duì)m，則：maTmg，得：a，故A、B錯(cuò)

24、誤，C正確；繩子中的拉力：Tmamgmgmg，故D正確【變式2】(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接，放在傾角為的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為.為了增加輕線上的張力，可行的辦法是 ()A減小A物塊的質(zhì)量 B增大B物塊的質(zhì)量C增大傾角 D增大動(dòng)摩擦因數(shù)【答案】AB【解析】對(duì)A、B組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律得：F(mAmB)gsin (mAmB)gcos (mAmB)a，隔離物塊B，應(yīng)用牛頓第二定律得，F(xiàn)TmBgsin mBgcos mBa.兩式聯(lián)立可解得：FT，由此可知，F(xiàn)T的大小與、無(wú)關(guān)，mB越大，m

25、A越小，F(xiàn)T越大，故A、B均正確【例3】(多選)(2015·高考全國(guó)卷)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(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí)，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為a的加速度向西行駛時(shí)，P和Q間的拉力大小仍為F.不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為()A8B10 C15 D18【答案】BC【解析】設(shè)PQ西邊有n節(jié)車廂，每節(jié)車廂的質(zhì)量為m，則Fnma設(shè)PQ東邊有k節(jié)車廂，則Fkm·a聯(lián)立得3n2k，由此式可知n只能取偶數(shù)，當(dāng)n2時(shí)，k3，總節(jié)數(shù)為N5當(dāng)n4時(shí)

26、，k6，總節(jié)數(shù)為N10當(dāng)n6時(shí)，k9，總節(jié)數(shù)為N15當(dāng)n8時(shí)，k12，總節(jié)數(shù)為N20，故選項(xiàng)B、C正確【變式】如圖所示，在傾角為的固定斜面上有兩個(gè)靠在一起的物體A、B，兩物體與斜面間的動(dòng)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(yùn)動(dòng)，且B對(duì)A的壓力平行于斜面，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A只減小A的質(zhì)量，B對(duì)A的壓力大小不變B只減小B的質(zhì)量，B對(duì)A的壓力大小會(huì)增大C只減小斜面間的傾角，B對(duì)A的壓力大小不變D只減小兩物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，B對(duì)A的壓力會(huì)增大【答案】C【解析】將A、B看成一個(gè)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(dòng)摩擦力，

27、沿斜面向上的推力，根據(jù)牛頓第二定律可得agsin gcos ，隔離B分析可得FNmBgsin mBgcos mBa，解得FN，由牛頓第三定律可知，B對(duì)A的壓力FN，若只減小A的質(zhì)量，壓力變大，若只減小B的質(zhì)量，壓力變小，A、B錯(cuò)誤；A、B之間的壓力與斜面的傾角、與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)無(wú)關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤【例4】(2019·湖南長(zhǎng)沙模擬)如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量分別為m、M的木塊A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊間的輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，則此時(shí)木塊A、B間的距離為 ()AL0 BL0CL0 DL0【答案】B【解析】先以A、B整體為研究對(duì)象，加速度

28、為：a，再隔離A木塊，彈簧的彈力：F彈makx，則彈簧的長(zhǎng)度LL0L0，故選B.【變式】.(2019·貴州銅仁一中模擬)物體A、B放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧做成的彈簧秤相連，如圖所示，今對(duì)物體A、B分別施以方向相反的水平力F1、F2，且F1大于F2，則彈簧秤的示數(shù)()A一定等于F1F2 B一定大于F2小于F1C一定等于F1F2 D條件不足，無(wú)法確定【解析】?jī)蓚€(gè)物體一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)兩個(gè)物體整體運(yùn)用牛頓第二定律，有：F1F2(Mm)a，再對(duì)物體A受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律，得到：F1FMa，由以上兩式解得F，由于F1大于F2，故F一定大于F2小于F1，故B正確【答案】B加速

29、度相同與加速度不相同的連接體問(wèn)題對(duì)比加速度相同的連接體整體法(先整體后部分)加速度相同時(shí)可把連接體看成一整體，再求整體外力時(shí)可用整體受力分析；若涉及到內(nèi)力問(wèn)題必須用隔離法分析加速度不同的連接體隔離法(先部分后整體)加速度不同的連接體或要求連接體中各個(gè)物體間的作用力時(shí)一般用隔離法加速度相同的連接體問(wèn)題【例5】如圖所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平面上，小車上用細(xì)線懸吊一質(zhì)量為m的小球，Mm，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向成角，細(xì)線的拉力為F1.若用一力F水平向左拉小車，使小球和其一起以加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向也成角，細(xì)線的拉力為F1.則()A

30、aa，F(xiàn)1F1Baa，F(xiàn)1F1Caa，F(xiàn)1F1Daa，F(xiàn)1F1【答案】B【解析】.當(dāng)用力F水平向右拉小球時(shí)，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，豎直方向有F1cos mg水平方向有FF1sin ma，以整體為研究對(duì)象有F(mM)a，解得agtan 當(dāng)用力F水平向左拉小車時(shí)，以球?yàn)檠芯繉?duì)象，豎直方向有F1cos mg水平方向有F1sin ma，解得agtan 結(jié)合兩種情況，由式有F1F1；由式并結(jié)合Mm有aa.故正確選項(xiàng)為B.加速度不同的連接體問(wèn)題【例6】如圖所示，一塊足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)長(zhǎng)木板放在光滑水平地面上，質(zhì)量分別為mA1 kg和mB2 kg的物塊A、B放在長(zhǎng)木板上，A、B與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4，最大靜

31、摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)用水平拉力F拉A，取重力加速度g10 m/s2.改變F的大小，B的加速度大小可能為()A1 m/s2B2.5 m/s2C3 m/s2D4 m/s2【答案】A【解析】.A、B放在輕質(zhì)長(zhǎng)木板上，長(zhǎng)木板質(zhì)量為0，所受合力始終為0，即A、B所受摩擦力大小相等由于A、B受到長(zhǎng)木板的最大靜摩擦力的大小關(guān)系為fAmax<fBmax，所以B始終相對(duì)長(zhǎng)木板靜止，當(dāng)拉力增加到一定程度時(shí)，A相對(duì)長(zhǎng)木板滑動(dòng)，B受到的最大合力等于A的最大靜摩擦力，即fBfAmaxmAg，由fBmBaBmax，可知B的加速度最大為2 m/s2，選項(xiàng)A正確【例7】如圖所示，質(zhì)量m2 kg的小球用細(xì)繩拴在傾角37

32、°的光滑斜面上，此時(shí)，細(xì)繩平行于斜面G取10 m/s2.下列說(shuō)法正確的是 ()A當(dāng)斜面以5 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為20 NB當(dāng)斜面以5 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為30 NC當(dāng)斜面以20 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為40 ND當(dāng)斜面以20 m/s2的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子拉力為60 N【答案】A【解析】小球剛好離開(kāi)斜面時(shí)的臨界條件是斜面對(duì)小球的彈力恰好為零斜面對(duì)小球的彈力恰好為零時(shí)，設(shè)繩子的拉力為F，斜面的加速度為a0.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有Fcos ma0，F(xiàn)sin mg0，代入數(shù)據(jù)解得a013.3 m/s2.(1)

33、由于a15 m/s2<a0，可見(jiàn)小球仍在斜面上，此時(shí)小球的受力情況如圖甲所示以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有F1sin FNcos mg0F1cos FNsin ma1代入數(shù)據(jù)解得F120 N，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤(2)由于a220 m/s2>a0，可見(jiàn)小球離開(kāi)了斜面，此時(shí)小球的受力情況如圖乙所示設(shè)繩子與水平方向的夾角為.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有F2cos ma2，F(xiàn)2sin mg0代入數(shù)據(jù)解得F220 N，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤【變式】.(2019·湖北黃岡中學(xué)模擬)如圖所示，水平地面上有一車廂，車廂內(nèi)固定的平臺(tái)通過(guò)相同的彈簧把相同的物塊A、B壓在豎直側(cè)壁和水平的

34、頂板上，已知A、B與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，車廂靜止時(shí)，兩彈簧長(zhǎng)度相同，A恰好不下滑，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)使車廂沿水平方向加速運(yùn)動(dòng)，為保證A、B仍相對(duì)車廂靜止，則()A速度可能向左，加速度可大于(1)g B加速度一定向右，不能超過(guò)(1)gC加速度一定向左，不能超過(guò)g D加速度一定向左，不能超過(guò)(1)g【答案】B【解析】開(kāi)始A恰好不下滑，對(duì)A分析有fAmgFNAF彈，解得F彈，此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)當(dāng)車廂做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了保證A不下滑，側(cè)壁對(duì)A的支持力必須大于等于，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度方向一定向右對(duì)B分析，有fBmFNB(F彈mg)ma，解得a(1)g，故選項(xiàng)B正

35、確，A、C、D錯(cuò)誤【例7】(2019·遼寧葫蘆島六校聯(lián)考)如圖所示，木板與水平地面間的夾角可以隨意改變，當(dāng)30°時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運(yùn)動(dòng)，隨著的改變，小木塊沿木板向上滑行的距離x將發(fā)生變化，重力加速度為g.(1)求小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)角為何值時(shí)，小木塊沿木板向上滑行的距離最小，并求出此最小值【答案】(1)(2)60°【解析】(1)當(dāng)30°時(shí)，木塊處于平衡狀態(tài)，對(duì)木塊受力分析：mgsin FNFNmgcos 0解得tan tan 30°.(2)當(dāng)變化

36、時(shí)，設(shè)沿斜面向上為正方向，木塊的加速度為a，則mgsin mgcos ma由0v2ax得x其中tan ，則當(dāng)90°時(shí)x最小，即60°所以x最小值為xmin【點(diǎn)睛】此題是牛頓第二定律的應(yīng)用問(wèn)題，解題時(shí)應(yīng)用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式列出方程，然后應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)討論最小值，考查學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力.【變式】如圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個(gè)幼兒用沿與水平面成30°角的恒力拉著它沿水平面運(yùn)動(dòng)，已知拉力F6.5 N，玩具的質(zhì)量m1 kg，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2.0 s，玩具移動(dòng)了距離x2 m，這時(shí)幼兒松開(kāi)手，玩具又滑行了一段距離后停下g取10 m/s2，求：(1)玩具與地面間的動(dòng)摩

37、擦因數(shù)；(2)松開(kāi)手后玩具還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？(3)幼兒要拉動(dòng)玩具，拉力F與水平面夾角多大時(shí)，最省力？【答案】(1)(2) m(3)30°【解析】(1)玩具做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由位移公式可得xat2解得a m/s2對(duì)玩具，由牛頓第二定律得Fcos 30°(mgFsin 30°)ma解得.(2)松手時(shí)，玩具的速度vat2 m/s松手后，由牛頓第二定律得mgma解得a m/s2由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得玩具的位移x m.(3)設(shè)拉力與水平方向的夾角為，玩具要在水平面上運(yùn)動(dòng)，則Fcos Ff0FfFN在豎直方向上，由平衡條件得FNFsin mg解得Fcos sin

38、 sin(60°)當(dāng)30°時(shí)，拉力最小，最省力題型四傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速達(dá)到左端(2)傳送帶較長(zhǎng)時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端若v0v，返回時(shí)速度為v；若v0v，返回時(shí)速度為v0【例8】(2019·海口模擬)如圖所示，水平傳送帶A、B兩端相距s3.5 m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1.工件滑上A端瞬時(shí)速度vA4 m/s，到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB，則(g取10 m

39、/s2)()A若傳送帶不動(dòng)，則vB3 m/sB若傳送帶以速度v4 m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/sC若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/sD若傳遞帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB2 m/s【答案】ABC【解析】.若傳送帶不動(dòng)，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知vv2as，ag，代入數(shù)據(jù)解得vB3 m/s，當(dāng)滿足選項(xiàng)B、C、D中的條件時(shí)，工件所受滑動(dòng)摩擦力跟傳送帶不動(dòng)時(shí)一樣，還是向左，加速度還是g，所以工件到達(dá)B端時(shí)的瞬時(shí)速度仍為3 m/s，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤【變式】如圖所示，水平長(zhǎng)傳送帶始終以v勻速運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物體輕放于A端，物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，

40、AB長(zhǎng)為L(zhǎng)，L足夠長(zhǎng)問(wèn)：(1)物體從A到B做什么運(yùn)動(dòng)？(2)當(dāng)物體的速度達(dá)到傳送帶速度v時(shí)，物體的位移多大？傳送帶的位移多大？(3)物體從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？(4)什么條件下物體從A到B所用時(shí)間最短？【答案】(1)先勻加速，后勻速(2)(3)(4)v【解析】(1)物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶速度相同時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)由vat和ag，解得t物體的位移x1at2傳送帶的位移x2vt(3)物體從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t總(4)當(dāng)物體從A到B一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所用時(shí)間最短，所以要求傳送帶的速度滿足v.項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(

41、1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先加速后勻速(4)可能先減速后勻速(5)可能先以a1加速后以a2加速(6)可能一直減速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速(4)可能一直減速【例9】(2019·濰坊模擬)如圖所示，傾斜的傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一物塊從傳送帶上端A滑上傳送帶，滑上時(shí)速率為v1，傳送帶的速率為v2，且v2>v1，不計(jì)空氣阻力，動(dòng)摩擦因數(shù)一定，關(guān)于物塊離開(kāi)傳送帶的速率v和位置，下面可能的是()A從下端B離開(kāi)，v>v1B從下端B離開(kāi)，v<

42、v1C從上端A離開(kāi)，vv1D從上端A離開(kāi)，v<v1【答案】ABC【解析】.滑塊從A端滑上傳送帶，在傳送帶上必先相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，由于不確定滑塊與傳送帶間的摩擦力和滑塊的重力沿傳送帶下滑分力的大小關(guān)系和傳送帶的長(zhǎng)度，若能從A端離開(kāi)，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，必有vv1，即選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；若從B端離開(kāi)，當(dāng)摩擦力大于重力的分力時(shí)，則v<v1，選項(xiàng)B正確；當(dāng)摩擦力小于重力的分力時(shí)，則v>v1，選項(xiàng)A正確；當(dāng)摩擦力和重力的分力相等時(shí)，滑塊一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，vv1，故本題應(yīng)選A、B、C.【變式】如圖所示，傳送帶與地面夾角37°，AB長(zhǎng)度為16 m，傳送帶以10 m/s的速率逆

43、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)在傳送帶上端A無(wú)初速度地放一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.求物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需時(shí)間是多少？(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2)【答案】2 s【解析】物體放在傳送帶上后，開(kāi)始階段，由于傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力Ff，物體受力情況如圖甲所示物體由靜止加速，由牛頓第二定律有mgsin mgcos ma1，得a110×(0.60.5×0.8) m/s210 m/s2.物體加速至與傳送帶速度相等需要的時(shí)間t1 s1 s，時(shí)間t1內(nèi)的位移xa1t5 m.由

44、于<tan ，物體在重力作用下將繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體速度大于傳送帶速度時(shí)，傳送帶給物體沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力Ff.此時(shí)物體受力情況如圖乙所示，由牛頓第二定律有mgsin mgcos ma2，得a22 m/s2.設(shè)后一階段物體滑至底端所用的時(shí)間為t2，由Lxvt2a2t，解得t21 s，t211 s(舍去)所以物體由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間tt1t22 s.題型五滑塊木板模型1模型特征【例10】如圖所示，質(zhì)量M1 kg的木板A靜止在水平地面上，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量m1 kg的鐵塊B(大小可忽略)，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.3，木板長(zhǎng)L1 m，用F5 N的水平恒力作用在鐵上，g取10 m/

45、s2.(1)若水平地面光滑，計(jì)算說(shuō)明鐵塊與木板間是否會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；(2)若木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.1，求鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板右端所用的時(shí)間【答案】(1)見(jiàn)解析(2) s【解析】(1)A、B之間的最大靜摩擦力為fm1mg0.3×1×10 N3 N假設(shè)A、B之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則對(duì)A、B整體：F(Mm)a對(duì)A：fABMa解得：fAB2.5 N因fABfm，故A、B之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)(2)對(duì)B：F1mgmaB對(duì)A：1mg2(Mm)gMaA據(jù)題意：xBxALxAaAt2，xBaBt2解得：t s.【變式】如圖所示，在山體下的水平地面上有一靜止長(zhǎng)木板，某次山體滑坡，有石塊從山坡上滑下后，恰好以速度v1滑上長(zhǎng)木板，石塊與長(zhǎng)木板、長(zhǎng)木板與水平地面之間都存在摩擦設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小，且石塊始終未滑