1、 牛顿运动定律的综合应用1(2010齐河月考)电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为 m 的物体当电梯静止时弹簧被压缩了 x；当电梯运动时弹簧又被压缩了 x.试判断电梯运动的可能情况是( ) A以大小为 2g 的加速度加速上升B以大小为 2g 的加速度减速上升C以大小为 g 的加速度加速下降D以大小为 g 的加速度减速下降2如图 1 所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴 一质量为 10 kg 的物块 M.小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为 5 N 时，物块处于静止状态当小车以加速度 a1 m/s 2沿水平地面向右加速运动时 ( ) 图 1A物块 M 相对小车仍静止
2、B物块 M 受到的摩擦力大小不变C物体 M 受到的摩擦力将减小D物块 M 受到的弹簧的拉力将增大3(2009安徽高考)为了节省能量，某商场安装了智能化的电动 扶梯无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图 2 所示那么下列说法中正确的是( ) 图 2A顾客始终受到三个力的作用B顾客始终处于超重状态C顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下4(2010盐城调研)如图 3 甲所示，在倾角为 30的足够长的光滑斜面上，有一质量为 m 的物体，受到沿斜面方向的力 F 作用，力
3、F 按图乙所示规律变化(图中纵坐标是 F 与 mg 的比值，力沿斜面向上为正)则物体运动的速度 v 随时间 t 变化的规律是图 4 中的(物体的初速度为零，重力加速度取 10 m/s2) ( )图 3图 45(2010双流模拟)如图 5 所示，小车的质量为 M，人的质量为 m，人用恒力 F 拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是( )图 5A. F，方向向左 B. F，方向向右Mm M mm MC. F，方向向左 D. F，方向向右m Mm M M mm M6(2010辽宁五校联考)一根质量分布均匀的长绳 AB，在水平外力 F 的作用下，沿光滑
4、水平面做直线运动，如图 6 甲所示绳内距 A 端 s 处的张力 FT 与 s 的关系如图乙所示，由图可知( )图 6A水平外力 F6 N B绳子的质量 m3 kgC绳子的长度 l2 m D绳子的加速度 a2 m/s 27(2010泰州模拟)如图 7 甲所示，两物体 A、B 叠放在光滑水平面上，对物体 A 施加一水平力F，Ft 关系图象如图乙所示两物体在力 F 作用下由静止开始运动，且始终相对静止则( )图 7A两物体做匀变速直线运动B两物体沿直线做往复运动CB 物体所受摩擦力的方向始终与力 F 的方向相同Dt2 s 到 t3 s 这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小8如图 8 所示，光滑水平面上
5、放置质量分别为 m、2m 的 A、B 两个 物 体，A、B 间的最大静摩擦力为 mg，现用水平拉力 F 拉 B，使 A、B 以同一加速度运动，则拉力 F 的最大值为 ( ) 图 8Amg B2mg C3mg D4mg9(2010南通调研)如图 9 所示，质量为 M 的长平板车放在光滑的倾角为 的斜面上，车上站着一质量为 m 的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须 ( )A匀速向下奔跑 B以加速度 a gsin 向下加速奔跑MmC以加速度 a(1 )gsin 向下加速奔跑MmD以加速度 a(1 )gsin 向上加速奔跑Mm10一个质量为 50 kg 的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上他看
6、 到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为 40 N，如图 10 所示，该重物的质量为 5 kg，这时人对升降机底板的压力是多大？(g 取 10 m/s2) 11(2009安徽高考)在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀 登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化如下：一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图 11 所示设运动员的质量为 65 kg，吊椅的质量 15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取 g10 m/s2.当运动员与吊椅一
7、起以加速度 a1 m/s 2 上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力12如图 12 所示，一质量为 M5 kg 的斜面体放在水平地面上，斜面体与地面的动摩擦因数为 10.5 ，斜面高度为 h0.45 m，斜面体与小物块的动摩擦因数为 20.8，小物块的质量为 m1 kg，起初小物块在斜面的竖直面上的最高点现在从静止开始在 M 上作用一水平恒力 F，并且同时释放m，取 g10 m/s2，设小物块与斜面间最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力，小物块可视为质点问： (1)要使 M、m 保持相对静止一起向右做匀加速运动，加速度至少多大？(2)此过程中水平恒力至少为多少？1
8、、解析：由 kxmg 和 2kxmg ma 可得 ag.方向竖直向上，所以此电梯可能以大小为g 的加速度向上加速，也可能以大小为 g 的加速度减速下降，故 D 正确答案：D2、解析：由初始条件知最大静摩擦力 Ffmax5 N ，当小 车 向右加速运动时，取向右为正方向，假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得 5F f101，F f5 N，因 Ff5 N，则 A、B 正确答案：AB3、解析：人加速运动时，受重力、支持力和水平向右的静摩擦力作用，扶梯对人的作用力指向右上方，人对扶梯的作用力指向左下方；当人匀速运动时，人只受重力和 竖直向上的支持力作用，所以仅 C 项正确答案：C4、解析：在 01
9、 s 内，物体的加速度为 a1 ，解得 a15 m/s2，A 项错误；在F mgsin30m12 s 内，物体的加速度为 a2 5 m/s2，B 项错误；在 23 s 内，a 3mgsin30m15 m/s 2，D 项错误，只有 C 项正确 F mgsin30m答案：C5、解析：设车对人的摩擦力 Ff方向水平向右，对小车和人组成的系统应用牛顿第二定律有：2F(M m)a，对人应用牛顿第二定律得 FF fma，可解得： Ff F当 Mm 时，M mM m人受到向右的静摩擦力，大小为 F，当 Mm 时，人受到向左的静摩擦力，大小为M mM mF，故 A、B 错误，C、D 正确m Mm M答案：CD
10、6、解析：取 s0，对 A 端进 行受力分析， FF Tma，又 A 端质量趋近于零， 则 FF T6 N，A 正确；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，B 、D 均错误；由图易知 C 正确答案：AC7、解析：由于两物体在 F 作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则有 F(m Am B)a，对 B 有 Ffm Ba，由 Ft 图象可知，F 随时间变化，则 a 随时间变化， A 项错， C 项正确；A、B 先沿正方向做加速度增大的变加速运动，再做加速度逐渐减小的变加速运动，然后做加速度增大的变减速运动，再做加速度逐渐减小的变减速运动至速度为 0，整个 过程中运动方向不变，B 项错；2 s3
11、 s 的时间内， F 逐渐增大，a 增大，F f增大，D 项错答案：C8、解析：当 A、B 之间恰好不发生相对滑动时力 F 最大，此时， 对于 A 物体所受的合外力为 mg由牛顿第二定律知 aA gmgm对于 A、B 整体，加速度 aa Ag由牛顿第二定律得 F3ma 3mg.C 项正确答案：C9、解析：以车为研究对象，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立 坐标系，如图所示因为车静止不动，即两个方向上合力都为零， x 方向：F fMgsin0，所以摩擦力 (人对车)沿斜面向上，大小等于 Mgsin，故人受车的作用力沿斜面向下以人为研究对象受力分析如图所示则有 FfmgsinmaFf Ff所以
12、a(1 )gsin，Mm故 C 正确答案：C10、解析：以重物为研究对象，重物受向下的重力 mg，向上的弹簧拉力 F，重物随升降机一起以加速度 a 向上运动，由于重物的重力 mg 大于弹簧测力计的示数，因此可知升降机的加速度方向应向下，即升降机减速上升，由牛顿第二定律有mgFma所以 a m/s22 m/s 2，mg Fm 50 405再以人为研究对象，人受到重力 Mg，底板的支持力 FN，由牛顿第二定律有MgF NMa得 FNMg Ma50(10 2)N400 N ，由牛顿第三定律知，人对升降机底板的 压力大小为 400 N，方向竖直向下答案：400 N11、解析：法一：(1)设运动员和吊椅
13、的质量分别为 M 和 m，绳拉运动员的力为 F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为( Mm) g，向上的拉力为 2F，根据牛 顿第二定律2F(M m) g(Mm) a解得 F440 N根据牛顿第三定律，运动员拉 绳的力大小为 440 N，方向 竖直向下(2)以运动员为研究对象，运 动员受到三个力的作用，重力大小 Mg，绳的拉力 F，吊椅对运动员的支持力 FN.根据牛顿第二定律FF NMg Ma解得 FN275 N根据牛顿第三定律，运动员对 吊椅压力大小为 275 N，方向竖直向下法二：设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员对绳竖 直向下的拉力大小为 F，对吊椅的压力大小为 FN.根据牛顿第三定律，绳对运动员 的拉力大小为 F，吊椅 对运动员的支持力大小为 FN.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律FF NMg Ma FF Nmgma 由得 F440 N FN275 N.答案：(1)440 N ，方向竖直向下(2)275 N，方向竖直向下12、解析：(1)以 m 为研究对 象， 竖直方向有：mg F f0水平方向有：F Nma又 Ff 2FN得：a12.5 m/s 2.(2)以小物块和斜面体为整体作为研究对象，由牛顿第二定律得：F 1(Mm)g( Mm)a水平恒力至少为：F105 N.答案：(1)12.5 m/s 2 (2)105 N
