1、1分层规范快练(九) 牛顿运动定律的综合应用双基过关练1.(多选)有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下下列说法中正确的是( )A座舱自由下落的过程中人处于失重状态B座舱自由下落的过程中人处于超重状态C座舱减速下落的过程中人处于失重状态D座舱减速下落的过程中人处于超重状态解析：自由下落时只受重力，加速度向下，失重；减速下落，加速度向上，超重答案：AD2如图所示，台秤上放一个装有水的容器，有一个金属球挂在弹簧测力计下面，现将金属球浸没在水中，比较在金属球浸入水中
2、前、后的情况( )A弹簧测力计的示数减小，台秤的示数不变B弹簧测力计的示数不变，台秤的示数增加C弹簧测力计的示数减小，台秤的示数增大，且减少的示数等于增加的示数D弹簧测力计的示数增大，台秤的示数减小，且增加的示数等于减少的示数解析：当金属球浸入水中后，受到向上的浮力作用，故弹簧测力计的示数减小；由牛顿第三定律，在水对球有向上的浮力的同时，金属球对水有向下的作用力，这两个力大小相等，方向相反，故使得台秤的示数增大，且弹簧秤减少的示数等于台秤增加的示数，选项 C 正确2答案：C32018重庆卷，5若货物随升降机运动的 v t 图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力 F 与时间 t
3、关系的图象可能是( )解析：根据题图可知，对于时间轴下面的图象，电梯先向下做匀加速运动，再匀速，后匀减速运动，则根据牛顿第二定律可知，货物随电梯先失重、再处于平衡状态，后超重，则支持力先小于重力、再等于重力、后大于重力；对于时间轴上面的图象，电梯向上先做匀加速运动、再匀速、后匀减速运动时，同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力，选项 B 正确答案：B4.如图，在光滑的水平支持面上，物块 C 叠放于物体 B 上， B 的上表面水平，用轻绳将物块 B 与物块 A 相连， A、 B、 C 的质量分别为 2m、 m、 m， B、 C 间动摩擦因数为 ，对 A 施加一大小为 F 的水平恒力，
4、A、 B、 C 相对静止一同做匀加速直线运动， B 对 C 的摩擦力的大小为( )A mg B FC F/2 D F/4解析：将三者看作一个整体，根据牛顿第二定律：对整体有 F(2 m m m)a，解得a ，对 C 分析，在水平方向上 C 受到 B 给的静摩擦力，所以根据牛顿第二定律可得F4mFf ma ，故 D 正确F4答案：D352019哈尔滨一模水平方向的传送带，顺时针转动，传送带速度大小 v2 m/s不变，两端 A、 B 间距离为 3 m一物块从 B 端以 v04 m/s 滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数 0.4， g 取 10 m/s2.物块从滑上传送带至离开传送带的过程中，速
5、度随时间变化的图象是( )解析：物块在传送带上与传送带相对滑动时，加速度为 a g 4 m/s2，则当物块减速为 0 时，位移 x 2 m3 m，所以物块没有从 A 端掉下，会反向运动，加速度大小不v202a变，当物块与传送带共速之后，随传送带一起匀速，故 B 正确答案：B62019安徽芜湖、马鞍山质检两物体 A、 B 并排放在水平地面上，且两物体接触面为竖直面，现用一水平推力 F 作用在物体 A 上，使 A、 B 由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在 A、 B 的速度达到 6 m/s 时，撤去推力 F.已知 A、 B 质量分别为 mA1 kg、 mB3 kg， A 与地面间的动摩擦
6、因数 0.3， B 与地面间没有摩擦， B 物体运动的v t 图象如图乙所示 g 取 10 m/s2，求：(1)推力 F 的大小(2)A 物体刚停止运动时，物体 A、 B 之间的距离解析：(1)在水平推力 F 作用下，设物体 A、 B 一起做匀加速运动的加速度为 a，由 B物体的 v t 图象得 a3 m/s 2.对于 A、 B 整体，由牛顿第二定律得F m Ag( mA mB)a 解得 F15 N.(2)设物体 A 匀减速运动的时间为 t，撤去推力 F 后， A、 B 两物体分离， A 在摩擦力作用下做匀减速直线运动， B 做匀速运动，对于 A 物体有 m Ag mAaA，aA g 3 m/
7、s 2， vt v0 aAt0，解得 t2 s，物体 A 的位移为 xA t6 m，v 物体 B 的位移为 xB v0t12 m，所以 A 物体刚停止运动时，物体 A、 B 之间的距离为 x xB xA6 m.4答案：(1)15 N (2)6 m技能提升练72019黄冈质检如图所示， bc 为固定在小车上的水平横杆，物块串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，物块又通过轻细线悬吊着一个小球，此时小车正以大小为 a 的加速度向右做匀加速运动，而物块、小球均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为 .若小车的加速度逐渐增加，物块始终和小车保持相对静止，则当加速度增加到 2a 时( )A横杆对物块的摩擦力增加
8、到原来的 2 倍B横杆对物块的弹力增加到原来的 2 倍C细线与竖直方向的夹角增加到原来的 2 倍D细线的拉力增加到原来的 2 倍解析：对小球和物块组成的整体，分析受力如图甲所示，根据牛顿第二定律得，水平方向有 Ff( M m)a，竖直方向有 FN( M m)g，则当加速度增加到 2a 时，横杆对物块的摩擦力 Ff增加到原来的 2 倍，横杆对物块的弹力等于物块、小球的总重力，保持不变，故A 正确，B 错误以小球为研究对象，分析受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律得mgtan ma，解得 tan ，当 a 增加到原来的两倍时，tan 变为原来的两倍，但 ag不是原来的两倍细线的拉力 FT ，可见，
9、a 变为原来的两倍， FT不是 mg 2 ma 2原来的两倍，故 C、D 错误答案：A8.如图所示，质量 M8 kg 的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力 F8 5N，当小车向右运动的速度达到 1.5 m/s 时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m2 kg 的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数 0.2，小车足够长( g10 m/s 2)求：(1)放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大(2)经多长时间两者达到相同的速度(3)从小物块放上小车开始，经过 t1.5 s 小物块通过的位移大小为多少解析：(1)小物块的加速度 am 2 m/s 2 mgm小车的加速度 aM 0.5
10、 m/s 2.F mgM(2)由 amt v0 aMt 得 t1 s.(3)在开始 1 s 内小物块的位移 x1 amt21 m12最大速度 v at2 m/s在接下来的 0.5 s 内小物块与小车相对静止，一起做加速运动，且加速度a 0.8 m/s 2FM m这 0.5 s 内的位移 x2 vt at21.1 m12通过的总位移 x x1 x22.1 m.答案：(1)2 m/s 2 0.5 m/s 2 (2)1 s (3)2.1 m9如图所示，一质量 m0.4 kg 的小物块，以 v02 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力 F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 t2 s 的时间物块
11、由 A 点运动到 B 点，A、 B 之间的距离 L10 m已知斜面倾角 30，物块与斜面之间的动摩擦因数 .重33力加速度 g 取 10 m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达 B 点时速度的大小(2)拉力 F 与斜面夹角多大时，拉力 F 最小？拉力 F 的最小值是多少？解析：(1)设物块加速度的大小为 a，到达 B 点时速度的大小为 v，由运动学公式得L v0t at212v v0 at联立式，代入数据得 a3 m/s 26v8 m/s(2)设物块所受支持力为 FN，所受摩擦力为 Ff，拉力与斜面间的夹角为 ，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得Fcos mgsin Ff maFsin FN mgcos 0又 Ff F N联立式得F mg sin cos macos sin由数学知识得 cos sin sin(60 )33 233由式可知对应 F 最小的夹角 30联立式，代入数据得 F 的最小值为 Fmin N.1335答案：(1)3 m/s 2 8 m/s (2)30 N1335
