版高考物理一轮复习 精选题辑牛顿运动定律的应用.docx
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版高考物理一轮复习精选题辑牛顿运动定律的应用
课练9 牛顿运动定律的应用
1．（2018·广东广州联考）（多选）如图所示，两个相同的小物块a和b之间用一根轻弹簧相连，系统用细线静止悬挂于足够高的天花板下．细线某时刻被剪断，系统下落，已知重力加速度为g，则（ ）
A．剪断细线瞬间，a和b的加速度大小均为g
B．弹簧恢复原长时，a和b的加速度大小均为g
C．下落过程中弹簧一直保持拉伸状态
D．下落过程中a、b和弹簧组成的系统机械能守恒
答案：
BD
解析：
细线被剪断前，a、b受力如图，F1＝F′1＝mg，F2＝F′1＋mg＝2mg，剪断细线瞬间，细线拉力F2变为零，弹簧弹力不变．对a有F′1＋mg＝maa，aa＝2g；b受力情况不变，加速度为零，A错误；弹簧恢复原长时，a和b都只受重力，加速度大小均为g，B正确；由于开始a的加速度大于b的加速度，下落时弹簧长度开始变短，弹簧恢复原长时，a的速度大于b的速度，弹簧开始处于压缩状态，C错误；下落过程中a、b和弹簧组成的系统动能、重力势能、弹性势能相互转化，系统机械能守恒，D正确．
2．（2018·河南南阳一中月考）（多选）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为
.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F，则（ ）
A．当F<2μmg时，A、B都相对地面静止
B．当F＝
μmg时，A的加速度为
μg
C．当F>3μmg时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
μg
答案：
BCD
解析：
A、B之间的最大静摩擦力为fmax＝μmAg＝2μmg，B与地面间的最大静摩擦力为f′max＝
μ（mA＋mB）g＝
μmg，A、B发生相对滑动时的加速度为a＝
μg，此时对整体有F－f′max＝（m＋2m）a，所以当F＝
μ·3mg＋3ma＝3μmg时，A、B将发生相对滑动；当
μmg≤F<2μmg时，A、B之间不会发生相对滑动，B与地面间会发生相对滑动，A错误；当F＝
μmg<3μmg时，A、B间不会发生相对滑动，由牛顿第二定律有a′＝
＝
＝
μg，B正确；当F>3μmg时，A、B间发生相对滑动，C正确；A对B的最大摩擦力为2μmg，无论F为何值，B的加速度最大值为a＝
μg，D正确．
3．（2018·安徽蚌埠期末）爱因斯坦曾经设计了一个真空中的理想实验，在这个实验中，当电梯（内部为真空）相对于地球静止时，封闭在电梯里的观察者发现，从手中释放的苹果和羽毛落到电梯底板上，当电梯做自由落体运动时，观察者发现从手中释放的苹果和羽毛会停在空中而不下落．以下对这一实验的说法中正确的是（ ）
A．电梯相对地球静止时，释放后的苹果比羽毛先落到电梯底板
B．电梯做自由落体运动时，释放后的苹果和羽毛受到的合力为零
C．以自由下落的电梯为参考系，牛顿运动定律也是成立的
D．在自由下落的电梯里，观察者不能仅从苹果和羽毛的运动现象判断引力是否存在
答案：
D
解析：
电梯静止时，由于不受空气阻力，苹果和羽毛均做自由落体运动，故二者同时落到电梯底板上，故A错误；电梯做自由落体运动时，释放后的苹果和羽毛所受的合力等于它们的重力，故B错误；牛顿运动定律适用于惯性参考系，即选择静止或匀速直线运动的物体为参考系，以自由下落的电梯为参考系，牛顿运动定律是不成立的，故C错误；由于电梯、苹果和羽毛三者同时自由下落时相对静止，此时它们仍受到引力作用，因此不能仅从苹果和羽毛的运动现象判断引力是否存在，故D正确．
4．（2018·湖北黄石中学模考）（多选）如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两个滑块放在斜面上，中间用一个轻杆相连，A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，它们在斜面上加速下滑．关于杆的受力情况，下列分析正确的是（ ）
A．若μ1>μ2，m1＝m2，则杆受到压力
B．若μ1＝μ2，m1>m2，则杆受到拉力
C．若μ1<μ2，m1D．若μ1＝μ2，m1≠m2，则杆不受到作用力
答案：
AD
解析：
不考虑杆对滑块的作用时，滑块受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，对滑块A有m1gsinθ－μ1mgcosθ＝m1a1，解得a1＝g（sinθ－μ1cosθ）；同理，对滑块B有a2＝g（sinθ－μ2cosθ）．考虑杆对两滑块的作用，若μ1>μ2，则a1a2，A的加速度较大，则杆受到拉力，故C错误．
5．（2018·甘肃一诊）（多选）如图所示，在水平面上，有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，它们与水平面之间的动摩擦因数均为μ，m1>m2，A、B间水平连接有一轻质弹簧测力计．若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为F2.下列关系式正确的是（ ）
A．a1＝a2，F1>F2B．a1＝a2，F1C．a1＝a2，F1＝F2D．a1>a2，F1>F2
答案：
A
解析：
以由A、B及弹簧组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得两次运动过程中整体的加速度a＝
，可得a1＝a2＝a.当用F拉B时，以A为研究对象有F1－μm1g＝m1a1，可得F1＝μm1g＋m1a1＝
；同理，当用F拉A时，以B为研究对象，有F2－μm2g＝m2a2，可得F2＝
，由于m1>m2，则F1>F2，A正确．
6．（多选）如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定，下端连接一小铁球，横杆右边用一根细线吊一小铁球，当小车向右做加速运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ<α，则下列说法正确的是（ ）
A．轻杆对小球的弹力方向与细线平行
B．轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上
C．轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行也不沿着轻杆方向
D．此时轻杆的形变包括拉伸形变与弯曲形变
答案：
AD
解析：
分析细线下面的小铁球，受力如图甲所示，只受到重力和拉力，二者的合力沿水平方向，则有a＝gtanα.分析轻杆下面的小球，设轻杆对小球的力F与竖直方向夹角为β，受力分析如图乙，则有mg＝Fcosβ，ma＝Fsinβ，小铁球加速度相同，则a＝gtanβ，代入计算得β＝α，所以A正确，B、C错误；由于弹力没有沿杆的方向，所以轻杆不但被拉伸，还被弯曲，因此D正确．
7．质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬挂另一质量为m的小球，且M>m.用一力F水平向右拉小球，使小球和小车一起以加速度a向右运动，细线与竖直方向成α角，细线的拉力大小为F1，如图甲．若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力大小为F′1，如图乙，则（ ）
A．a′＝a，F′1＝F1B．a′>a，F′1>F1
C．a′a，F′1＝F1
答案：
D
解析：
先对题图甲中的整体受力分析，受重力、支持力和拉力F，根据牛顿第二定律有F＝（M＋m）a.
再对题图甲的小球受力分析，如图（a）．
根据牛顿第二定律有F－F1sinα＝ma，F1cosα－mg＝0.由以上三式可解得F1＝
，a＝
.再对题图乙中小球受力分析如图（b），由几何关系得F合＝mgtanα，F′1＝
，再由牛顿第二定律得到a′＝gtanα，由于M>m，故a′>a，F′1＝F1，故选D.
8．如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线．由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可得到的信息是（ ）
A．该同学做了两次下蹲—起立的动作
B．该同学做了一次下蹲—起立的动作，且下蹲后约2s起立
C．下蹲过程中人一直处于失重状态
D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
答案：
B
解析：
人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降处于失重状态，达到一个最大速度后再减速下降处于超重状态，同理起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了一次下蹲—起立的动作，A错误；由图象看出两次超重的时间间隔就是人蹲在地上持续的时间，约2s，B正确；下蹲过程既有失重又有超重，且先失重后超重，C、D均错误．
9．（2018·江西宜春中学等五校联考）（多选）如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β且α<β，a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块．已知所有接触面都是光滑的．现使a、b同时沿斜面下滑，则下列说法正确的是（ ）
A．楔形木块静止不动B．楔形木块向右运动
C．a木块处于超重状态D．b木块处于失重状态
答案：
AD
解析：
对木块a受力分析，如图甲所示，受重力和支持力．木块a匀加速下滑，所以a木块处于失重状态，同理b木块也处于失重状态，D正确，C错误；由力的合成与分解可得N1＝mgcosα，故木块a对楔形木块的压力为N′1＝mgcosα，同理，木块b对楔形木块的压力为N′2＝mgcosβ，对楔形木块受力分析，如图乙所示，在水平方向上有N′2cosα＝N′1cosβ＝mgcosαcosβ，所以楔形木块静止不动，故A正确，B错误．
10．（2018·江西九校联考）如图所示，三个物体质量分别为m1＝1.0kg、m2＝2.0kg、m3＝3.0kg，已知斜面上表面光滑，斜面倾角θ＝30°，m1和m2之间的动摩擦因数μ＝0.8.不计绳与滑轮的质量和摩擦．初始时刻用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将（g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A．相对于m1上滑
B．相对于m2下滑
C．和m1一起沿斜面下滑
D．和m1一起沿斜面上滑
答案：
B
解析：
假设m1和m2之间保持相对静止，对整体分析，整体的加速度a＝
＝2.5m/s2.隔离对m2分析，由牛顿第二定律得f－m2gsin30°＝m2a，解得f＝m2gsin30°＋m2a＝15N，由题意可知最大静摩擦力fm＝μm2gcos30°＝13.9N，可知f>fm，因为m2随m1一起做加速运动需要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力，所以假设不正确，根据上述分析可知，m2相对于m1下滑，故B正确．
11．（2018·辽宁鞍山一中一模）如图所示，水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A，它的上表面与水平面平行，它的右侧是一个倾角θ＝37°的斜面．放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连，细绳的一部分与水平面平行，另一部分与斜面平行．现对A施加一水平向右的恒力F，使A、B、C恰好保持相对静止．已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦，求恒力F的大小．（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
答案：
mg
解析：
设绳的张力为T，系统加速度为a，以物体B为研究对象，水平方向物体B只受绳的拉力，由牛顿第二定律得T＝ma；对物体C受力分析如图所示，受绳的张力T、斜面的支持力FN和重力mg，加速度也为a.对力进行正交分解：
水平方向有FNsinθ－Tcosθ＝ma；
竖直方向有FNcosθ＋Tsinθ＝mg，
联立解得a＝
，
以A、B、C整体为研究对象有F＝3ma，
解得F＝mg.
12．（2018·安徽蚌埠二中模拟）如图所示，地面依次摆放两个完全相同的木板A、B，长度均为l＝2.5m，质量均为m2＝150g．现有一小滑块以速度v0＝6m/s冲上木板A的左端，已知小滑块质量m1＝200g，滑块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2.（最大静摩擦力与滑
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