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1、第 - 1 - 页 共 6 页 牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用 【随堂检测】 1(2019舟山月考)在天宫二号中工作的景海鹏和陈东可以自由漂浮在空中，宇航员处 于失重状态下列分析正确的是( ) A失重就是航天员不受力的作用 B失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球的引力 C失重是航天器独有的现象，在地球上不可能有失重现象的存在 D正是由于引力的存在，才使航天器和航天员有可能做环绕地球的圆周运动 解析：选 D.失重时航天员仍受地球引力的作用，只是弹力为零而已，A、B 错误；失重在 地球上也很普遍，它只是视重(即弹力)小于重力的现象，C 错误；正是由于地球引力的存在， 才使航天
2、器和航天员有可能做环绕地球的圆周运动，D 正确 2(2019浙江六校联考)在水平桌面上用书本做成一个斜面，斜面与水平桌面的夹角为 ，把一个计算器放在书本上并保持静止，已知计算器质量为m，计算器与书本间的动摩擦因 数为，则( ) A计算器对书本的摩擦力方向沿斜面向上 B计算器对书本的压力等于计算器的重力mg C计算器受到的摩擦力为mgcos D计算器受到的摩擦力为mgsin 解析：选 D.计算器受到三个力：重力mg、书本对它的弹力FN、书本对它的摩擦力Ff，由 平衡条件可知，FNmgcos ，Ffmgsin ，计算器对书本的压力等于mgcos ，故 B、C 不 对，D 正确；书本对计算器的摩擦力
3、Ff方向沿斜面向上，由牛顿第三定律知计算器对书本的 摩擦力方向沿斜面向下，A 错误 3(2019杭州调研)一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动，第一次小孩 单独从滑梯上滑下，运动时间为t1，第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑 梯接触)，运动时间为t2，则( ) At1t2 Bt1t2 D无法判断t1与t2的大小 解析：选 A.设滑梯与水平面的夹角为，则 第一次时a1gsin gcos ， m1gsin m1gcos m1 第二次时a2gsin gcos ， 所以a1 （m1m2）gsin （m1m2）gcos m1m2 a2，与质量无关 又xat2，t与m也无关，A
4、正确 1 2 4 一个物块置于粗糙的水平地面上， 受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图(a)所示， 速度v随时间t变化的关系如图(b)所示取g10 m/s2，求： 第 - 2 - 页 共 6 页 (1)1 s 末物块所受摩擦力的大小f1； (2)物块在前 6 s 内的位移大小x； (3)物块与水平地面间的动摩擦因数. 解析：(1)从题图(a)中可以读出，当t1 s 时， f1F14 N； (2)由题图(b)知物块在前 6 s 内的位移大小 x m12 m； （24） 4 2 (3)从题图(b)中可以看出，在t2 s 至t4 s 的过程中，物块做匀加速运动，加速度大 小为 a m/s22 m/
5、s2 v t 4 2 由牛顿第二定律得F2mgma F3f3mg 所以m kg2 kg F2F3 a 128 2 0.4. F3 mg 8 2 10 答案：(1)4 N (2)12 m (3)0.4 【课后达标检测】 一、选择题 1(多选)小明参加开放性科学实践活动后，从 6 层乘坐电梯到达 1 层，走出电梯，准备 回家对于小明在电梯中由 6 层到 1 层的过程，下列说法中正确的是( ) A小明一直处于超重状态 B小明一直处于失重状态 C小明的速度大小发生了变化 D小明的加速度方向发生了变化 答案：CD 2.(2019浙江猜题卷)如图所示， 在阻力可以忽略的冰面上， 质量 为 60 kg 的男
6、同学和质量为 50 kg 的女同学用一根轻绳做 “拔河” 游 戏 当女同学的加速度大小为 0.60 m/s2时，男同学的加速度大小是 ( ) A0 B0.50 m/s2 C0.60 m/s2 D0.72 m/s2 答案：B 3一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( ) 答案：C 4.如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力 第 - 3 - 页 共 6 页 F的作用下一起沿水平方向向右做匀加速直线运动(m1在光滑
7、地面上，m2在空中)已知力F与水平方 向的夹角为. 则m1的加速度大小为( ) A. B. Fcos m1m2 Fsin m1m2 C. D. Fcos m1 Fsin m2 解析 ： 选 A.把m1、m2看做一个整体， 在水平方向上加速度相同， 由牛顿第二定律可得Fcos (m1m2)a，所以a，选项 A 正确 Fcos m1m2 5.(2019丽水质检)如图所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车 和木块一起做无相对滑动的加速运动小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为 a，木块和小 车之间的 动摩擦因数为，则在这个过程中，木块受到的摩擦力 大 小是 ( ) Amg B. mF Mm C
8、(Mm)g D. mF Mm 解析：选 B.m与M无相对滑动，故a相同对m、M整体F(Mm)a，故a，m F Mm 与整体加速度相同也为a，对mFfma，即Ff，又由牛顿第二定律隔离m，Ffma， mF Mm 故 B 正确 6.(2019丽水质检)静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力 的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则( ) A物体在 2 s 内的位移为零 B4 s 末物体将回到出发点 C2 s 末物体的速度为 2 m/s D物体一直在朝同一方向运动 解析：选 D.01 s 内物体匀加速运动，12 s 内沿原方向匀减速直线运动，2 s 末速度 为零，然后重复上述过程，D 正确 7.若
9、货物随升降机运动的vt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关系的图象可能是( ) 解析：选 B.根据vt图象可知升降机的运动情况：加速下降匀速下降减速下降加 速上升匀速上升减速上升，根据牛顿第二定律Fmgma可判断支持力F的变化情况： 第 - 4 - 页 共 6 页 失重等于重力超重超重等于重力失重，故选项 B 正确 8(2019绍兴质检)如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B 的质量为 2m.现用水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动若改为水平 力F拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F不得超过( ) A2
10、F B.F 2 C3F D.F 3 解析：选 B.用水平力F拉B时，A、B刚好不发生相对滑动，这实际上是将要滑动，但尚 未滑动的一种临界状态，从而可知此时A、B间的摩擦力即为最大静摩擦力 先用整体法考虑，对A、B整体：F(m2m)a 再将A隔离可得A、B间最大静摩擦力为：Ffmma 解得：FfmF 3 若将F作用在A上，隔离B，B能与A一起运动，而A、B不发生相对滑动的最大加速度 aF fm 2m 再用整体法考虑，对A、B整体：F(m2m)a 解得：F .所以选项 B 正确 F 2 9.(2019浙江名校联盟检测)如图所示，斜面体 b 的质量为M，放在粗 糙的水平地面上一质量为m的滑块 a 以
11、一定的初速度沿着有摩擦的斜面 向上滑，然后又返回，整个过程中b相对地面没有移动由此可知( ) A地面对b一直有向右的摩擦力 B地面与b间无摩擦力作用 C地面对b的摩擦力方向先向左后向右 D地面对b的支持力一直小于(Mm)g 解析：选 D.不论滑块向上滑行，还是向下滑行，其加速度方向均沿斜面向下而保持不变， 则对斜面和滑块整体而言，水平方向有向左的加速度，故地面对b一直有向左的摩擦力，而 竖直方向有向下的加速度而处于失重状态，则地面对b的支持力一直小于(Mm)g. 10(2019宁波质检)如图甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平 向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向
12、右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程 中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g10 m/s2.下列选项中正确的是 ( ) A23 s 内物块做匀减速运动 B在t1 s 时刻，恒力F反向 第 - 5 - 页 共 6 页 C恒力F大小为 10 N D物块与水平面间的动摩擦因数为 0.5 解析 ： 选B.由运动学公式v2v2ax可知，v2x图象中图线的斜率为2a，所以在前5 m内，物 2 0 块以大小为 10 m/s2的加速度做减速运动， 减速时间为 1 s 513 m 的运动过程中，物块以 4 m/s2的加速度做加速运动， 加速时间为 2 s， 即物块在 13 s 内做加速运动，
13、 A 错误， B 正确根 据牛顿第二定律可知，在减速的过程中，Fmgma1，加速过程中Fmgma2， 代入数据 可解得F7 N，0.3，所以 C、D 错误 二、非选择题 11质量为3 kg的物体放在水平地面上，在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动，4 s 末 撤去此水平恒力F.物体运动的vt图象如图所示求： (1)物体在 04 s 的加速度大小； (2)物体在 410 s 的位移大小； (3)物体所受的摩擦力大小 解析：设加速运动时间为t1，减速运动时间为t2，运动过程最大速度为v1 (1)04 s 内的加速度大小a1得a13 m/s2； v1 t1 (2)410 s 的加速度大小a2得a22
14、 m/s2 v1 t2 410 s 的位移大小x2a2t得x236 m； 1 2 2 2 (3)由牛顿第二定律Ffma2 得Ff6 N. 答案：(1)3 m/s2 (2)36 m (3)6 N 12.(2019浙江十校联考)鲜蛋储运箱中放有光滑的塑料蛋托架， 架 上有整齐排列的卵圆形凹槽，将蛋放在槽中，可避免互相挤压、碰撞并 能减震假设蛋和槽的横面为圆形，如图所示，图中O为圆心，A、B两点 为水平槽口，角为半径OA与水平线AB的夹角问： (1)已知蛋的质量为m， 当运蛋的汽车以加速度a向前加速前进时， 槽对蛋的作用力多大？ (2)已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为，当运蛋的汽车紧急刹车时，为
15、避免蛋从 槽中滚出，图中应满足的条件(可用三角函数表示) 解析：蛋与凹槽的接触面为曲面，接触曲面上每一点均对蛋有支持力当运蛋的汽车静 止或匀速运动时，曲面对蛋的支持力竖直向上当运蛋的汽车加速运动时，曲面对蛋的支持 力将偏离竖直方向，偏转角度的大小与加速度大小有关当加速度增大到某一数值时，只有 凹槽的A点或B点对蛋有作用力，支持力将偏离竖直方向(90)的角，这时蛋处于将从 槽中滚出而未滚出的临界状态 (1)鲜蛋受两个力的作用：重力mg，槽对蛋的作用力F，其合力为ma，如图甲 第 - 6 - 页 共 6 页 则槽对蛋的作用力Fm.a2g2 (2)由题图得，当槽对蛋的作用力F的方向与水平方向间的夹角超过时(如图乙)，蛋 将从槽中滚出 为避免蛋从槽中滚出，应有 cot ma mg 又汽车紧急刹车时的加速度由下式决定MgMa 综合以上两式得应满足的条件是 cot . 答案：(1)m (2)cot a2g2