牛顿运动定律的应用(一).doc

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牛顿运动定律的应用

（一）

一．选择题（共13小题）

1．（2016•福建模拟）一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间的关系的图象是（　　）

A． B． C． D．

2．（2017秋•保定校级月考）如图所示为粮袋的传送带装置，已知AB间的长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋由静止放上，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）

A．粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小

B．若L足够大，粮袋最终将一定以速度v做匀速运动

C．若μ＜tanθ，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动

D．粮袋刚放上传送带时的加速度a＜gsinθ

3．（2016•辽宁）如图所示，物体P以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回．若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中（　　）

A．P做匀变速直线运动

B．P的加速度大小不变，但方向改变一次

C．P的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小

D．有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大

4．（2016•上海校级模拟）在国际单位制中，物理量的单位由基本单位和导出单位组成．下列各组物理量的单位中全部属于基本单位的是（　　）

A．牛顿、秒、安培 B．伏特、秒、千克

C．摩尔、开尔文、安培 D．米、秒、库仑

5．（2016•佛冈县校级二模）如图为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，下列判断正确的是（　　）

A．前5s的平均速度是0.5m/s

B．0～10s的平均速度等于30s～36s的平均速度

C．30s～36s材料处于超重状态

D．前10s钢索最不容易发生断裂

6．（2015•张掖校级一模）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置．人从P点落下到最低点c的过程中（　　）

A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态

B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

D．在c点，人的速度为零，其加速度为零

7．（2015•湖南一模）我们乘电梯下高层楼房时，从起动到停下来，我们分别所处的状态是（　　）

A．先失重，正常，后超重 B．先超重，正常，后失重

C．先超重，失重，后正常 D．先正常，超重，失重

8．（2016•上海学业考试）如图，质量为m的小球挂在电梯的天花板上．电梯在以大小为g/3的加速度向下加速运动的过程中，小球（　　）

A．处于失重状态，所受拉力为B．处于失重状态，所受拉力为

C．处于超重状态，所受拉力为D．处于超重状态，所受拉力为

9．（2015•阳东县校级模拟）如图，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果mB=3mA，则物体A的加速度大小等于（　　）

A．3g B．g C． D．　

10．（2015秋•新疆校级期末）以下物理量中是矢量的有（　　）

①位移，②路程，③瞬时速度，④平均速度，⑤时间，⑥加速度，⑦速率．

A．只有①③④⑥ B．只有①③⑥ C．只有①⑥⑦ D．只有①⑥

11．（2013秋•进贤县期末）如图所示，A、B两物体的质量分别为m和2m，中间用轻弹簧相连，水平面光滑，在水平推力F作用下，A、B两物体一起以加速度a向右做匀加速直线运动．当突然撤去推力F的瞬间，A、B两物体的加速度大小分别为（　　）

A．0，a B．a，2a C．2a，a D．0，2a

12．（2011秋•天山区校级月考）质量为2m的物体A和质量为m的物体B相互接触放在水平面上，如图所示．若对A施加水平推力F，使两物体沿水平方向做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A．若水平面光滑，物体A的加速度为

B．若水平面光滑，物体A对B的作用力为F

C．若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为μ，则物体B的加速度为

D．若物体A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为μ，则物体A对B的作用力大小为

13．（2016•陕西校级三模）如图所示，为一质点做直线运动时的加速度﹣时间（a～t）图象，图中阴影部分的面积S表示（　　）

A．初速度 B．末速度 C．速度的变化量 D．位移

二．计算题

14．（2017秋•保定校级月考）如图所示，质量为m=20kg的物体，在F=100N水平向右的拉力作用下由静止开始运动．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4．求：

（1）物体所受滑动摩擦力为多大？

（2）物体的加速度为多大？

（3）物体在3s内的位移为多大？

（4）若3s末撤去F后，物体还能滑行多长时间？

解：

（1）物体所受滑动受摩擦力大小：

Fµ=µFN=µmg=0.4×20×10N=80N；

（2）由牛顿第二定律：

F﹣f=ma，解得：

；

（3）物体在3s内的位移：

；

（4）撤去外力F后物体在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律可得：

a′=﹣μg=﹣4m/s2，

3s时的速度：

v=at1=1×3=3m/s；

设撤去F后还能运动t2，根据速度时间关系可得：

0=v+a′t2，

代入数据解得t2=0.75s．

15．（2016•北京学业考试）如图所示，质量m=2.0kg的物体静止在光滑水平面上．t=0时刻，在水平拉力F的作用下，物体由静止开始做匀加速直线运动，加速度a=2.0m/s2．求：

（1）物体在t=2.0s时的速度大小v；

（2）物体所受拉力的大小F．

解：

（1）物体在t=2.0s的速度

v=at=2×2=4m/s

（2）根据牛顿第二定律F=ma=2×2N=4N

16．（2016•海淀区校级学业考试）如图所示，一个质量m=1kg的物体放在光滑水平地面上，对物体施加一个F=5N的水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动．求：

（1）物体加速度a的大小；

（2）物体开始运动后t=2s内通过的距离x．

解：

（1）根据牛顿第二定律F=ma，可得物体产生的加速度：

a===5m/s2

（2）根据位移时间关系知物体在2s内的位移为：

x=at2==10m．

17．（2016•秦州区校级学业考试）如图所示，一个质量m=10kg的物体放在水平地面上．对物体施加一个与水平方向成37°的F=50N的拉力，使物体由静止开始运动．已知物体与水平面间的摩擦因数为0.2求：

（1）物体加速度a的大小；

（2）在2秒后撤去拉力，物体还能运行多远．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

解：

（1）物体受重力、支持力、摩擦力和拉力，如图所示，

根据牛顿第二定律，有：

Fcos37°﹣f=ma，

而f=μN=μ（mg﹣Fsin37°）

解得：

a=2.6m/s2；

（2）物体在t=2.0s时速度的大小为：

v=at=2.4×2.0m/s=4.8m/s；

减速运动的加速度为：

a′=μg=2m/s2，

根据位移速度关系可得：

x=；

18．（2016•辽宁）质量m=1kg的物体，原来静止在地面上，在F=15N方向竖直向上的力的作用下，做匀加速直线运动，g取10m/s2．求：

（1）物体的加速度大小；

（2）物体经过2s上升的高度．

解：

（1）物体受重力和向上的拉力的作用，根据牛顿第二定律可得：

F﹣mg=ma

解得：

a==m/s2=5m/s2，

（2）上升的高度为：

h=at2=×5×22m=10m．

19．（2016•高港区校级学业考试）质量m=5kg的物体，在沿斜面向上的F=60N的恒力作用下从静止开始，经过t=2s时速度达到v=4m/s，已知斜面倾角θ=37°，取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）物体运动的加速度的大小

（2）物体所受的摩擦力大小；

（3）物体与斜面间的动摩擦因数．

解：

（1）根据可得，

（2）根据牛顿第二定律可得：

F﹣mgsinθ﹣f=ma，

即f=F﹣mgsinθ﹣ma

代入数据：

60﹣50sin37°﹣f=5×2

代入数据解得f=20N

（3）因为f=μmgcosθ，

代入数据：

20=μ×50cos37°

解得μ=0.5

20．（2016•虹口区二模）一质量为m=2kg的滑块能在倾角为θ=37°的足够长的斜面上以a=2m/s2匀加速下滑．若给滑块施加一水平向右的恒力F，使之由静止开始在t=2s的时间内沿斜面运动2m．求：

（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；

（2）推力F的大小．

解：

（1）未施加推力过程，牛顿第二定律：

mgsin37°﹣μmgcos37°=ma；

代入数据，解得：

μ=0.5；

（2）施加推力F后，由s=at2，得：

a′==1m/s2，

滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度向上和向下两种可能：

当加速度沿斜面向上时，根据牛顿第二定律，有：

Fcos37°﹣mgsin37°﹣μ（Fsin37°+mgcos37°）=ma′

解得：

F==44N

当加速度沿斜面向下时，根据牛顿第二定律，有：

mgsin37°﹣Fcos37°﹣μ（Fsin37°+mgcos37°）=ma′

解得：

F==≈1.82N；

21．（2016春•吉林校级期末）如图所示，水平传送带A、B两端相距x=4m，以v0=4m/s的速度（始终保持不变）顺时针运转，今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕．已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，取重力加速度大小g=10m/s2，则煤块从A运动到B的过程中求：

（1）煤块到A运动到B的时间；

（2）划痕长度．

解：

根据牛顿第二定律，煤块的加速度为：

a==0.4×10=4m/s2，

煤块运动到速度与传送带速度相等时的时间为：

t1==s=1s，

位移大小为：

x1=at12==2m＜x，

此后煤块与传送带以相同的速度匀速运动直至B端，有：

x2=x﹣x1=4﹣2=2m，

匀速运动的时间为：

t2==s=0.5s，

运动的总时间为：

t=t1+t2=1+0.5=1.5s，

（2）所以划痕长度即为煤块相对于传送带的位移大小，即：

△x=v0t1﹣x1=4×1﹣2=2m，

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