牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用(含答案)

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用1(2010 ·齊河月考 )電梯內(nèi)的地板上豎直放置一根輕質(zhì)彈簧，彈簧上方有一質(zhì)量為 m 的物體當(dāng)電梯靜止時(shí)彈簧被壓縮了x；當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧又被壓縮了x.試判斷電梯運(yùn)動(dòng)的可能情況是()A以大小為 2g 的加速度加速上升B以大小為 2g 的加速度減速上升C以大小為 g 的加速度加速下降D以大小為 g 的加速度減速下降2如圖 1 所示，被水平拉伸的輕彈簧右端拴在小車壁上，左 端拴一質(zhì)量為 10 kg 的物塊 M.小車靜止不動(dòng)，彈簧對(duì)物塊的彈力大小為 5N 時(shí)，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)小車以加速度沿水平地面向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)()圖 1A物塊 M 相對(duì)小車仍靜止B物塊 M 受到的摩

2、擦力大小不變C物體 M 受到的摩擦力將減小D物塊 M 受到的彈簧的拉力將增大3(2009 ·安徽高考 )為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝a1 m/s2了智能化的電動(dòng)扶梯無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖2 所示那么下列說法中正確的是()圖 2A顧客始終受到三個(gè)力的作用B顧客始終處于超重狀態(tài)C顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下4(2010 ·鹽城調(diào)研 )如圖 3 甲所示，在傾角為30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，有一質(zhì)量為 m 的物體，受到沿

3、斜面方向的力 F 作用，力 F 按圖乙所示規(guī)律變化 (圖中縱坐標(biāo)是 F 與 mg 的比值，力沿斜面向上為正 )則物體運(yùn)動(dòng)的速度 v 隨時(shí)間 t 變化的規(guī)律是圖 4 中的 (物體的初速度為零，重力加速度取 10 m/s2)()圖 3圖 45(2010 ·雙流模擬 )如圖 5 所示，小車的質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，人用恒力 F拉繩，若人與車保持相對(duì)靜止，且地面為光滑的，又不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，則車對(duì)人的摩擦力可能是()圖 5A.F，方向向左 B.F，方向向右C.F，方向向左 D.F，方向向右6(2010 ·遼寧五校聯(lián)考 )一根質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)繩AB，在水平外力 F 的作用下，沿光滑

4、水平面做直線運(yùn)動(dòng)， 如圖 6 甲所示繩內(nèi)距 A 端 s 處的張力 FT 與 s 的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知()圖 6A水平外力 F6NB 繩子的質(zhì)量 m3 kgC繩子的長(zhǎng)度 l2 mD繩子的加速度a2 m/s27(2010 ·泰州模擬 )如圖 7 甲所示，兩物體 A、B 疊放在光滑水平面上，對(duì)物體 A 施加一水平力 F，F(xiàn)t 關(guān)系圖象如圖乙所示兩物體在力 F 作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止則()圖 7A兩物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B兩物體沿直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)CB 物體所受摩擦力的方向始終與力F 的方向相同Dt2s 到 t3s 這段時(shí)間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小8如圖 8 所示，光滑水平面

5、上放置質(zhì)量分別為m、2m 的 A、 B兩個(gè)物體， A、B 間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F 拉B，使A、B 以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則拉力F 的最大值為()圖8AmgB2mgC3mgD4mg9(2010 ·通調(diào)研南 )如圖 9 所示，質(zhì)量為 M 的長(zhǎng)平板車放在光滑的傾角為 的斜面上，車上站著一質(zhì)量為m 的人，若要平板車靜止在斜面上，車上的人必須()A勻速向下奔跑B以加速度 agsin向下加速奔跑C以加速度 a(1)gsin向下加速奔跑D以加速度 a(1)gsin向上加速奔跑10一個(gè)質(zhì)量為50 kg 的人，站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)底板上他看到升降機(jī)上掛著一個(gè)重物的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4

6、0N，如圖10所示，該重物的質(zhì)量為5 kg，這時(shí)人對(duì)升降機(jī)底板的壓力是多大？(g 取 10m/s2)11(2009 安·徽高考 )在 2008 年北京殘奧會(huì)開幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神為了探求上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡(jiǎn)化如下：一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖 11 所示設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為 65kg，吊椅的質(zhì)量 15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取 g10 m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以加速度 a1 m/s2 上升時(shí)，試求：(1)

7、運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力12如圖12 所示，一質(zhì)量為M5 kg 的斜面體放在水平地面上，斜面體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，斜面高度為 1h0.45m，斜面體與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)為2 0.8，小物塊的質(zhì)量為 m1 kg，起初小物塊在斜面的豎直面上的最高點(diǎn)現(xiàn)在從靜止開始在M上作用一水平恒力F，并且同時(shí)釋放 m，取 g10 m/s2，設(shè)小物塊與斜面間最大靜摩擦力等于它們之間的滑動(dòng)摩擦力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)問：(1)要使 M、m 保持相對(duì)靜止一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度至少多大？(2)此過程中水平恒力至少為多少？1、解析：由 kxmg 和 2kxmgma 可得 ag.方向豎直向上

8、，所以此電梯可能以大小為g 的加速度向上加速， 也可能以大小為g 的加速度減速下降，故D 正確答案： D2、解析：由初始條件知最大靜摩擦力Ffmax5N，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，取向右為正方向，假設(shè)物塊仍相對(duì)小車靜止，由牛頓第二定律得 5Ff 10×1，F(xiàn)f5N，因 Ff 5N，則 A、 B 正確答案： AB3、解析： 人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用，扶梯對(duì)人的作用力指向右上方， 人對(duì)扶梯的作用力指向左下方；當(dāng)人勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，人只受重力和豎直向上的支持力作用，所以僅C項(xiàng)正確答案： C4、解析：在 01s 內(nèi)，物體的加速度為a1，解得 a15 m/s2，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；在

9、 12s 內(nèi)，物體的加速度為a2 5 m/s2，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；在 23s 內(nèi)， a3 15 m/s2，D 項(xiàng)錯(cuò)誤，只有 C 項(xiàng)正確答案： C5、解析： 設(shè)車對(duì)人的摩擦力 Ff 方向水平向右，對(duì)小車和人組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律有： 2F(Mm)a，對(duì)人應(yīng)用牛頓第二定律得FFfma，可解得：FfF當(dāng) Mm 時(shí)，人受到向右的靜摩擦力，大小為 F，當(dāng) Mm 時(shí)，人受到向左的靜摩擦力，大小為F，故 A、B 錯(cuò)誤， C、D 正確答案： CD6、解析： 取 s0，對(duì) A 端進(jìn)行受力分析， FFTma，又 A 端質(zhì)量趨近于零，則 FFT6N，A 正確；由于不知繩子的加速度，其質(zhì)量也無法得知， B、D 均錯(cuò)誤；

10、由圖易知C 正確答案： AC7、解析：由于兩物體在 F 作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)， 且始終相對(duì)靜止，則有 F (mAmB)a，對(duì) B 有 FfmBa，由 F t 圖象可知， F 隨時(shí)間變化，則 a 隨時(shí)間變化， A 項(xiàng)錯(cuò)， C 項(xiàng)正確； A、B 先沿正方向做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度增大的變減速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變減速運(yùn)動(dòng)至速度為 0，整個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)方向不變， B 項(xiàng)錯(cuò)；2s3s 的時(shí)間內(nèi)，F(xiàn) 逐漸增大， a 增大， Ff 增大， D 項(xiàng)錯(cuò)答案： C8、解析：當(dāng) A、B 之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力F 最大，此時(shí)，對(duì)于 A 物體所受的合外力為 mg由

11、牛頓第二定律知 aA g對(duì)于 A、B 整體，加速度 aaA g由牛頓第二定律得F3ma3 mg.C 項(xiàng)正確答案： C9、解析：以車為研究對(duì)象，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立坐標(biāo)系，如圖所示因?yàn)檐囲o止不動(dòng)，即兩個(gè)方向上合力都為零，x 方向： FfMgsin 0，所以摩擦力 (人對(duì)車 )沿斜面向上，大小等于 Mgsin，故人受車的作用力沿斜面向下以人為研究對(duì)象受力分析如圖所示則有 FfmgsinmaFfFf所以 a(1)gsin，故C正確答案： C10、解析：以重物為研究對(duì)象，重物受向下的重力mg，向上的彈簧拉力 F，重物隨升降機(jī)一起以加速度a 向上運(yùn)動(dòng)，由于重物的重力mg 大于彈簧測(cè)力計(jì)的

12、示數(shù)， 因此可知升降機(jī)的加速度方向應(yīng)向下，即升降機(jī)減速上升，由牛頓第二定律有mg Fma所以 am/s22 m/s2，再以人為研究對(duì)象，人受到重力Mg，底板的支持力 FN，由牛頓第二定律有MgFNMa得 FNMgMa50×(102)N400N，由牛頓第三定律知，人對(duì)升降機(jī)底板的壓力大小為400N，方向豎直向下答案： 400N11、解析：法一： (1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M 和 m，繩拉運(yùn)動(dòng)員的力為 F.以運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體為研究對(duì)象，受到重力的大小為(Mm)g，向上的拉力為2F，根據(jù)牛頓第二定律2F(Mm)g(M m)a解得 F440N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員拉繩的力大小為440N，方向豎直向下(2)以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，運(yùn)動(dòng)員受到三個(gè)力的作用，重力大小Mg，繩的拉力 F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力FN.根據(jù)牛頓第二定律F FNMgMa解得 FN275N根據(jù)牛頓第三定律， 運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅壓力大小為275N，方向豎直向下法二：設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M 和 m；運(yùn)動(dòng)員對(duì)繩豎直向下的拉力大小為 F，對(duì)吊椅的壓力大小為FN.根據(jù)牛頓第三定律，繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大小為FN.分別以運(yùn)動(dòng)員和吊椅為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律F FNMg