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1、規(guī)范快練(九)牛頓運動定律的綜合應(yīng)用一、單項選擇題1.2020云南昆明4月質(zhì)檢如圖所示,質(zhì)量為M的滑塊A放置在光滑水平地面上,A的左側(cè)面有一個圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面當用一水平向左的恒力F作用在滑塊A上時,一質(zhì)量為m的小球B(可視為質(zhì)點)在圓弧面上與A保持相對靜止,且B距圓弧面末端Q的豎直高度H.已知重力加速度大小為g,則力F的大小為()A.MgB.MgC.(Mm)g D.(Mm)g2如圖所示,光滑水平面上的小車在水平拉力F的作用下向右加速運動時,物塊與豎直車廂壁相對靜止,不計空氣阻力若作用在小車上的水平拉力F增大,則()A物塊受到的摩擦力不變B物塊受到的合力不變C物塊可能相對于
2、車廂壁滑動D物塊與車廂壁之間的最大靜摩擦力不變32020邯鄲一模如圖所示,在光滑水平面上放有一質(zhì)量M30 kg的斜劈,在其斜面上放一質(zhì)量m2 kg的物塊,現(xiàn)用一水平向右的力F拉斜劈,使其由靜止開始運動,物塊恰好能與斜劈保持相對靜止已知斜劈傾角37,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)0.8,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取sin 370.6,cos 370.8,重力加速度g10 m/s2.則拉力F大小為()A1 N B10 NC31 N D310 N4.2020沈陽模擬如圖所示,ab、cd是豎直平面內(nèi)兩根固定的光滑細桿,a、b、c、d位于同一圓周上,b點為圓周的最低點,c點為圓周的最高點,若每根桿上都套著一
3、個小滑環(huán)(圖中未畫出),將兩滑環(huán)同時從a、c處由靜止釋放,用t1、t2分別表示滑環(huán)從a到b、c到d所用的時間,則()At1t2 Bt1t2Ct1t2 D無法確定5.2020合肥聯(lián)考如圖所示,在傾角為30的光滑斜面上,一質(zhì)量為2m的小車在沿斜面向下的外力F作用下下滑,在小車下滑的過程中,小車支架上連接著小球(質(zhì)量為m)的輕繩恰好水平則外力F的大小為()A2mg B.mgC6mg D4.5 mg6.如圖所示,物體A疊放在物體B上,B置于光滑水平面上,A、B質(zhì)量分別為mA6 kg、mB2 kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)0.2,開始時F10 N,此后逐漸增加,在增大到45 N的過程中,則()A當拉力F1
4、2 N時,物體均保持靜止狀態(tài)B兩物體開始沒有相對運動,當拉力超過12 N時,開始相對滑動C兩物體從受力開始就有相對運動D兩物體始終沒有相對運動二、非選擇題7如圖所示,一彈簧一端固定在傾角為37的光滑固定斜面的底端,另一端拴住質(zhì)量為m16 kg的物體P,Q為一質(zhì)量為m210 kg的物體,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù)k600 N/m,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)現(xiàn)給物體Q施加一個方向沿斜面向上的力F,使它從靜止開始沿斜面向上做勻加速運動,已知在前0.2 s時間內(nèi),F(xiàn)為變力,0.2 s以后F為恒力,sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2.求:(1)系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時,彈簧的壓縮量x0;(2)物體
5、Q從靜止開始沿斜面向上做勻加速運動的加速度大小a;(3)力F的最大值與最小值規(guī)范快練(九)1解析:相對靜止的兩個物體具有相同的加速度,即A、B整體的加速度方向水平向左,根據(jù)牛頓第二定律知,小球受到的重力和支持力N的合力方向水平向左設(shè)N與豎直方向的夾角為,如圖所示,則cos ,sin ,則tan ,根據(jù)牛頓第二定律,對小球有mgtan ma,解得小球的加速度ag,對A、B整體有F(Mm)a,解得F(Mm)g,選項D正確答案:D2解析:物塊受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律,對物塊有FNma,對物塊和小車整體有F(Mm)a,聯(lián)立可得a,F(xiàn)NF,水平拉力F增大時,加速度a增大,車廂壁對物塊的彈力FN增大
6、,物塊與車廂壁之間的最大靜摩擦力增大,物塊相對于車廂壁仍然保持靜止,選項C、D均錯誤;物塊在豎直方向受力平衡,則Ffmg,即物塊受到的摩擦力不變,選項A正確;物塊受到的合力等于FN,F(xiàn)N隨F的增大而增大,選項B錯誤答案:A3解析:對m受力分析如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律可得:Ffcos 37FNsin 37ma,豎直方向,根據(jù)平衡條件可得:Ffsin 37FNcos 37mg,根據(jù)摩擦力的計算公式可得:FfFN,聯(lián)立解得:a m/s2;以整體為研究對象,水平方向根據(jù)牛頓第二定律可得:F(Mm)a,解得:F10 N,故B項正確、A、C、D三項錯誤答案:B4解析:設(shè)滑桿與豎直方向的夾角為,圓周的直徑
7、為D,根據(jù)牛頓第二定律得滑環(huán)的加速度為agcos ,滑桿的長度為xDcos ,則根據(jù)xat2,得t ,可見時間t只與圓的直徑、當?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān),A正確,B、C、D錯誤答案:A5解析:對整體分析,在沿斜面方向上有F3mgsin 303ma.對小球分析,小球受到水平拉力,重力的作用,合力F合2mg,故2mgma,解得a2g,代入F3mgsin 303ma中可得F4.5mg,D正確答案:D6解析:A、B一起加速運動是因為A對B有靜摩擦力,但由于靜摩擦力存在最大值,所以B的加速度有最大值,可以求出此加速度下拉力的大小,如果拉力再增大,則物體間就會發(fā)生相對滑動,所以這里存在一個臨界點,就是A、B間靜
8、摩擦力達到最大值時拉力F的大小以A為研究對象進行受力分析,受水平向右的拉力和水平向左的靜摩擦力,有FFfmAa;再以B為研究對象,受水平向右的靜摩擦力FfmBa,當Ff為最大靜摩擦力時,解得a m/s26 m/s2,有F48 N由此可以看出,當F48 N時,A、B間的摩擦力達不到最大靜摩擦力,也就是說,A、B間不會發(fā)生相對運動,故選項D正確答案:D7解析:(1)設(shè)開始時彈簧的壓縮量為x0對整體受力分析,平行斜面方向有(m1m2)gsin kx0解得x00.16 m.(2)前0.2 s時間內(nèi)F為變力,之后為恒力,則0.2 s時刻兩物體分離,此時P、Q之間的彈力為零且加速度大小相等,設(shè)此時彈簧的壓縮量為x1對物體P,由牛頓第二定律得kx1m1gsin m1a前0.2 s時間內(nèi)兩物體的位移x0x1
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