1、1第 5 课时 牛顿运动定律的综合应用一、选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1力 F 作用于甲物体 m1时产生的加速度为 a1，此力 F 作用于乙物体 m2时产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，产生的加速度是( )A. B. C. D.a1 a22 |a1 a2|2 a1a2a1 a2 a1 a2a1a2解析 力 F 作用于 m1时， F m1a1力 F 作用于 m2时， F m2a2力 F 作用于 m1 m2时， F( m1 m2)a3解得 a3 ，故 C 正确。a1a2a1 a2答案 C2 “儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性橡皮绳
2、，质量为 m 的小明如图 1 所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为 mg，若此时小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时的( )图 1A加速度为零B加速度 a g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C加速度 a g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D加速度 a g，方向竖直向下解析 当小明处于静止状态时，拉力 F mg，两绳之间的夹角为 120，若小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时所受合力沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，由牛顿第二定律 F ma知 mg ma， a g，B 正确。答案 B3质量为 m 的物体从高处由静止释放后竖直下落，在某一时刻受到的空气阻力为 Ff，加速度为 a g，则 Ff的大小为( )132A. m
3、g B. mg C mg D. mg13 23 43解析 由牛顿第二定律知， a g，可得空气阻力大小 Ff mg，B 正确。Fm mg Ffm 13 23答案 B4如图 2 所示，重为 10 N 的物体以速度 v 在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为 0.1。现在给物体施加水平向右的拉力 F，其大小为 20 N，则物体受到的摩擦力和加速度大小为( g 取 10 m/s2) ( )图 2A1 N，20 m/s 2 B0，21 m/s 2C1 N，21 m/s 2 D1 N，19 m/s 2解析 物体受到竖直向下的重力 G、竖直向上的支持力 FN、水平向右的拉力 F 和摩擦力Ff
4、作用，其滑动摩擦力为： Ff F N G 1 N，由牛顿第二定律得： F Ff ma，解得a21 m/s 2，C 正确。答案 C5(2016浙江临海杜桥中学模拟)如图 3 所示，底板光滑的小车上用两个量程为 20 N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为 1 kg 的物块。在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为 10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为 8 N，这时小车运动的加速度大小是( )图 3A2 m/s 2 B4 m/s 2 C6 m/s 2 D8 m/s 2解析 当弹簧测力计甲的示数变为 8 N 时，弹簧测力计乙的示数变为 12 N，这时物
5、块所受的合力为 4 N。由牛顿第二定律 F ma 得物块的加速度 a 4 m/s 2，B 正确。Fm答案 B6如图 4 所示，一小球从空中自由落下，当它与正下方的轻弹簧刚开始接触时，它将( )3图 4A立即被反弹上来 B立即开始做减速运动C立即停止运动 D继续做加速运动解析 小球刚接触轻弹簧时，受到向下的重力和向上的弹力，且重力大于弹力，合力方向向下，加速度方向向下，所以继续向下做加速运动，故 D 正确。答案 D7雨滴从空中由静止落下，若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大，图中能大致反映雨滴运动情况的是( )解析 对雨滴进行受力分析可得 mg kv ma，则雨滴做加速度减小的加速运动
6、。答案 C8如图 5 所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是( )图 5A向右做加速运动 B向右做减速运动C向左做加速运动 D向左做匀速运动解析 小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力 FN，方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，由于小球与小车相对静止，所以小车具有向右的加速度。由于小车的速度方向可能向左，也可能向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动。答案 A9质量为 0.5 kg 的物体在水平面上以一定的初速度运动
7、，如图 6， a、 b 分别表示物体不4受拉力和受到水平拉力作用的 v t 图象，则拉力与摩擦力大小之比为 ( )图 6A12 B21 C31 D32解析 物体不受水平拉力时，加速度大小为 a1 1.5 m/s2，物体受到水平拉力作 v1 t1用时加速度大小为： a2 0.75 m/s2，根据牛顿第二定律得 f ma1； F f ma2， v2 t2可得： F f32，选项 D 正确。答案 D二、选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的)10如图 7 所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动。将一物体轻轻放在皮带左端，以 v、 a、 x、 F 表示物体速度大小、加
8、速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小。下列选项正确的是( )图 7解析 物体从静止先在恒定的滑动摩擦力作用下匀加速直线运动，后与传送带速度相同后，匀速运动，摩擦力消失， x t 图象先是曲线后是直线。答案 AB11如图 8 甲所示，在光滑水平面上叠放着 A、 B 两物体，现对 A 施加水平向右的拉力 F，通过传感器可测得物体 A 的加速度 a 随拉力 F 变化的关系如图乙所示。已知重力加速度5为 g10 m/s 2，由图线可知 ( )图 8A物体 A 的质量 mA2 kgB物体 A 的质量 mA6 kgC物体 A、 B 间的动摩擦因数 0.2D物体 A、 B 间的动摩擦因数 0.6解析 a F
9、 图线的斜率等于质量的倒数，由图可知，拉力 F48 N 后，图线斜率变大，表明研究对象质量减小，物体 A、 B 间发生相对滑动，故 mA mB 8 kg， mA 6 1k1 1k2kg。由图象知：当 F60 N 时， a8 m/s 2，又 F m Ag mAa，解得 0.2。答案 BC12(2016浙江嘉兴二测)如图 9 甲所示为杂技中的“顶竿”表演，地面上演员 B 肩部顶住一根长直竹竿，另一演员 A 爬至竹竿顶端完成各种动作。某次顶竿表演结束后，演员A 自竿顶由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零，其下滑时的速度随时间变化关系如图乙所示。演员 A 质量为 40 kg，长竹竿质量为 10 kg
10、， g10 m/s 2。则( )图 9A演员 A 的加速度方向先向上再向下B演员 A 所受摩擦力的方向保持不变C t2 s 时，演员 B 肩部所受压力大小为 380 ND t5 s 时，演员 B 肩部所受压力大小为 540 N解析 演员 A 先加速向下运动，后减速向下运动，所以加速度方向先向下再向上，选项 A 错误；演员 A 所受摩擦力的方向总是竖直向上的，选项 B 正确； t2 s 时演员 A6向下的加速度大小为 a10.5 m/s2，演员 B 肩部所受压力大小为 FN1( mA m)g mAa1480 N，选项 C 错误； t5 s 时演员 A 向上的加速度大小为 a21.0 m/s2，演
11、员 B 肩部所受压力大小为 FN2( mA m)g mAa2540 N，选项 D 正确。答案 BD三、非选择题13如图 10 甲所示，一根直杆 AB 与水平面成某一角度固定，在杆上套一个小物块，杆底端 B 处有一弹性挡板，杆与板面垂直，现将物块拉到 A 点静止释放，物块下滑与挡板第一次碰撞前后的 v t 图象如图乙所示，物块最终停止在 B 点。重力加速度 g 取 10 m/s2，图 10求：(1)物块与杆之间的动摩擦因数 ；(2)物块滑过的总路程 s。解析 (1)由图象可知，物块下滑的加速度a1 4 m/s 2，上滑时的加速度大小 a2 8 m/s 2，杆 AB 长 L2 m， v1 t1 v
12、2 t2设直杆的倾角为 ，物块的质量为 m，由牛顿第二定律得：F 合 1 mgsin mg cos ma1，F 合 2 mgsin mg cos ma2，代入数据，得： 0.25，sin 0.6，cos 0.8。(2)对物块整个过程分析，由动能定理得：mgLsin mgs cos 0，代入数据得， s6 m答案 (1)0.25 (2)6 m14如图 11 甲所示，一长木板静止在水平地面上，在 t0 时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，以后长木板运动的 v t 图象如图乙所示。已知小物块与长木板的质量均为 m1 kg，小物块与长木板间及长木板与地面间均有摩擦，经 1 s 后小物块与长7木板相对静止( g 取 10 m/s2)，求：图 11(1)小物块与长木板间动摩擦因数的值；(2)在整个运动过程中，系统所产生的热量。解析 (1)长木板加速过程中，由牛顿第二定律，得 1mg2 2mg ma1vm a1t1木板和物块相对静止，共同减速过程中，由牛顿第二定律，得 22mg2 ma20 vm a2t2由图象可知， vm2 m/s， t11.0 s， t20.8 s联立解得： 10.7(2)小物块在减速过程中，有 1mg ma3vm v0 a3t1在整个运动过程中，由能量守恒定律得Q mv12 20联立解得 Q40.5 J答案 (1)0.7 (2)40.5 J
