牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用附答案

1、牛頓運(yùn)動定律的綜合應(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)電梯靜止時彈簧被壓縮了 x；當(dāng)電梯運(yùn)動時彈簧又被壓縮了x.試判斷電梯運(yùn)動的可能情況是 （ ）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，彈簧對物塊的彈力大 小為 5 N 時，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)小車以加速度a1 m/s2沿水平地面向右加速運(yùn)動時 （A 物塊 M 相對小車仍靜止B 物塊

2、M 受到的摩擦力大小不變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，某商場安裝了智能化的電動 扶梯無人乘行時，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它 會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷 了這兩個過程，如圖 2 所示那么下列說法中正確的是 （A 顧客始終受到三個力的作用B顧客始終處于超重狀態(tài)C顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D顧客對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 的足夠長的光滑斜面上，有一質(zhì)量為m 的物體，受到沿斜面方向的力 F 作用，力 F

3、 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)動的速度 v 隨時間 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5（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，若人與車保持相對靜止，且地面為光滑的，又不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，則車對人的摩擦力可能是A. M F，方向向左 mMm MC.mM F，方向向左圖5B. m F，方向向右 mMM mD.m M F，方向向右6（2010 遼寧五校聯(lián)考 ）一根質(zhì)量分布均勻的長繩 AB，在水平外力 F 的作用下，沿光滑水平面

4、做直 線運(yùn)動，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（）A水平外力 F6 NC繩子的長度 l2 mB繩子的質(zhì)量 m3 kg2D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，且始終相對靜止則圖7A兩物體做勻變速直線運(yùn)動B兩物體沿直線做往復(fù)運(yùn)動C B 物體所受摩擦力的方向始終與力F 的方向相同Dt2 s到 t3 s 這段時間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小8如圖 8所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的 A、B兩個

5、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，則拉力 F 的最大值為 ( )圖8AmgB2 mgC3 mg9(2010 南通調(diào)研 )如圖 9 所示，質(zhì)量為 M 的長平板車放在光滑的 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 aMmgsin向下加速奔跑MC以加速度 a(1 m)gsin向下加速奔跑D以加速度 a (1Mm)gsin向上加速奔跑10一個質(zhì)量為 50 kg 的人，站在豎直向上運(yùn)動著的升降機(jī)底板上他看 到升降機(jī)上掛著一個重物的彈簧測力計(jì)的示數(shù)為40 N，如

6、圖 10 所示，該重物的質(zhì)量為 5 kg，這時人對升降機(jī)底板的壓力是多大？(g取 10m/s2)D 4 mg11(2009 安徽高考 )在 2008 年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀 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)動員與繩索和吊椅間的作用， 可將過程簡化如下： 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)動員拉住，如圖11 所示設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為 65 kg，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)動員與吊椅一起以加速度 a1 m/s2 上升時，試求

7、：(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力12如圖 12 所示，一質(zhì)量為 M 5 kg 的斜面體放在水平地面上，斜面體與地 面的動摩擦因數(shù)為 10.5，斜面高度為 h0.45 m，斜面體與小物塊的動摩 擦因數(shù)為 20.8，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，并且同時釋放 m，取 g 10 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摩擦力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)問：(1) 要使 M、m 保持相對靜止一起向右做勻加速運(yùn)動，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 2k

8、x mg ma 可得 ag.方向豎直向上，所以此電梯可能以大小為的加速度向上加速，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 Ffmax 5 N，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動時，取向右為正方 向，假設(shè)物塊仍相對小車靜止，由牛頓第二定律得5 Ff 101，F(xiàn)f5 N，因 Ff5 N，則 A、B 正確答案： AB3、解析： 人加速運(yùn)動時，受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用，扶梯對人的作用力 指向右上方，人對扶梯的作用力指向左下方；當(dāng)人勻速運(yùn)動時，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： C F mgsin30 24、解析： 在 0

9、1 s 內(nèi)，物體的加速度為 a1，解得 a15 m/s2， A 項(xiàng)錯誤；在1 2 s 內(nèi)，物體的加速度為a2 mgsmin30 5 m/s2，B 項(xiàng)錯誤；在 23 s 內(nèi)， a3F mgsin30 2 15 m/s2， mD 項(xiàng)錯誤，只有 C 項(xiàng)正確答案： C5、解析：設(shè)車對人的摩擦力 Ff 方向水平向右， 對小車和人組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律有：Mm2F （Mm）a，對人應(yīng)用牛頓第二定律得FFfma，可解得： FfF當(dāng) MmMmMm時，人受到向右的靜摩擦力，大小為F，當(dāng) Mm 時，人受到向左的靜摩擦力，大Mmm M小為F，故 A 、 B 錯誤， C、D 正確m M答案： CD6、解析： 取

10、s0，對 A 端進(jìn)行受力分析， F FT ma，又 A 端質(zhì)量趨近于零，則 FFT6 N，A 正確；由于不知繩子的加速度，其質(zhì)量也無法得知，B、 D 均錯誤；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，且始終相對靜止，則有F （mA mB）a，對 B有 FfmBa，由 Ft 圖象可知， F 隨時間變化， 則 a隨時間變化， A 項(xiàng)錯， 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，再做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動，然后做加速度增大的變減速運(yùn)動，再做加速度逐漸減小的變減速運(yùn)動至速度為0，整個過程中運(yùn)動方向不變， B 項(xiàng)錯； 2 s3 s的時間內(nèi)， F 逐

11、漸增大， a增大， Ff增大， D 項(xiàng)錯 答案： C8、解析： 當(dāng) A、 B 之間恰好不發(fā)生相對滑動時力F 最大，此時，對于 A 物體所受的合外力為 mg由牛頓第二定律知 aA mmg g對于 A、B 整體，加速度 a aAg 由牛頓第二定律得 F 3ma3m.gC 項(xiàng)正確答案： C9、解析： 以車為研究對象，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，即兩個方向上合力都為零，x 方向： Ff Mgsin 0，所以摩擦力 （人對車 ）沿斜面向上，大小等 于 Mgsin，故人受車的作用力沿斜面向下 以人為研究對象受力分析如圖所示則有 F f mgsin maFfFf所以

12、 a （1 mM）gsin，故 C 正確答案： C10、解析： 以重物為研究對象，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，由于重物的重力 mg 大于彈簧測力計(jì)的示數(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mgFmamg F 50 402 2所以 am/s2 2 m/s2，m5再以人為研究對象，人受到重力 Mg，底板的支持力 FN ，由牛頓第二定律有 Mg FN Ma得 FNMgMa50（102）N400 N， 由牛頓第三定律知，人對升降機(jī)底板的壓力大小為 400 N，方向豎直向下答案： 400 N11、解析：法一： （1）

13、設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為 M 和 m，繩拉運(yùn)動員的力為 F.以運(yùn)動員 和吊椅整體為研究對象， 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 F440 N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動員拉繩的力大小為440 N ，方向豎直向下（2） 以運(yùn)動員為研究對象，運(yùn)動員受到三個力的作用，重力大小Mg，繩的拉力 F，吊椅對運(yùn)動員的支持力 FN.根據(jù)牛頓第二定律FFN MgMa解得 FN275 N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動員對吊椅壓力大小為275 N，方向豎直向下F，對吊法二：設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M 和 m；運(yùn)動員對繩豎直向下的拉力大小為椅的壓力大小為 FN.根據(jù)牛頓第三定律，繩對運(yùn)動員的拉力大小為F，吊椅對運(yùn)動員的支持力大小為FN.分別以運(yùn)動員和吊椅為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律FFN MgMaFFN mg