牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用檢測題含答案

1、 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用1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的加速度減速下降解析：由kxmg和2kxmgma可得ag.方向豎直向上，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如圖所示，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

2、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解析：由初始條件知最大靜摩擦力Ffmax5 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5Ff10×1，F(xiàn)f5 N，因Ff5 N，則A、B正確答案：AB3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

3、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項正確答案：C4如圖甲所示，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4解析：在01 s內(nèi)，物體的加速度為a1，

4、解得a15 m/s2，A項錯誤；在12 s內(nèi)，物體的加速度為a25 m/s2，B項錯誤；在23 s內(nèi)，a315 m/s2，D項錯誤，只有C項正確答案：C5如圖所示，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，又不計滑輪與繩的質(zhì)量，則車對人的摩擦力可能是 ()A. F，方向向左 B. F，方向向右C. F，方向向左 D. F，方向向右解析：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：2F(Mm)a，對人應(yīng)用牛頓第二定律得FFfma，可解得：Ff F當(dāng)Mm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，大小

5、為 F，故A、B錯誤，C、D正確答案：CD6一根質(zhì)量分布均勻的長繩AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直線運(yùn)動，如圖甲所示繩內(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 N B繩子的質(zhì)量m3 kgC繩子的長度l2 m D繩子的加速度a2 m/s2解析：取s0，對A端進(jìn)行受力分析，F(xiàn)FTma，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如圖甲所示，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 ()A兩

6、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CB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(mAmB)a，對B有FfmBa，由Ft圖象可知，F(xiàn)隨時間變化，則a隨時間變化，A項錯，C項正確；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項錯；2 s3 s的時間內(nèi)，F(xiàn)逐漸增大，a增大，F(xiàn)f增大，D項錯答案：C8如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、

7、B兩個物 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 () Amg B2mg C3mg D4mg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aAg對于A、B整體，加速度aaAg由牛頓第二定律得F3ma3mg.C項正確答案：C9如圖所示，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向上加速奔跑解析：以車為研究對象

8、，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立 坐標(biāo)系，如圖所示因為車靜止不動，即兩個方向上合力都為零， x方向：FfMgsin0，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FfmgsinmaFfFf所以a(1)gsin，故C正確答案：C10一個質(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的示數(shù)為40 N，如圖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10 m/s2) 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

9、度a向上運(yùn)動，由于重物的重力mg大于彈簧測力計的示數(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mgFma所以a m/s22 m/s2，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MgFNMa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)

10、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)量為15 kg，不計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：(1)運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動員對吊椅的壓力解析：法一：(1)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(Mm)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

11、，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FFNMgMa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F，對吊椅的壓力大小為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FFNMgMa FFNmgma 由得F440 NFN275 N.答案：(1)440 N，方向豎直向下(2)275 N，方向豎直向下12如圖所示，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摩擦力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)問： (1)