1、1练案9 牛顿运动定律的综合应用一、选择题(本题共 8小题，15 题为单选，68 题为多选)1(2018安徽省亳州市高三上学期期末)一物块沿倾角为 的固定斜面底端上滑，到达最高点后又返回至斜面底端。已知物块下滑的时间是上滑时间的 3倍，则物块与斜面间的动摩擦因数为 ( C )导 学 号 21993023A tan B tan13 19C tan D tan45 54解析 向上运动的末速度等于 0，其逆过程为初速度为 0的匀加速直线运动，设加速度的大小为 a1，则： x a1t ，设向下运动的加速度的大小为 a2，则向下运动的过程中：12 21x a2t ，由题知物块下滑的时间是上滑时间的 3倍
2、，即 t23 t1，联立可得： a19 a2，对12 2物块进行受力分析，可知向上运动的过程中： ma1 mgsin mg cos ，向下运动的过程中： ma2 mgsin mg cos ，联立得 tan ，故 C正确，ABD 错误，故选 C。452(2018湖北省宜昌市葛洲坝中学高三上学期 11月检测)质量为 2m的物体 A和质量为 m的物体 B相互接触放在水平面上，如图所示。若对 A施加水平推力 F，使两物体沿水平方向做匀加速直线运动，下列说法正确的是 ( D )导 学 号 21993024A若水平面光滑，物体 A的加速度为F2mB若水平面光滑，物体 A对 B的作用力为 F23C若物体 A
3、与地面无摩擦， B与地面的动摩擦因数为 ，则物体 A对 B的作用力大小为F mg3D若物体 A与地面无摩擦， B与地面的动摩擦因数为 ，则物体 B的加速度为F mg3m解析 如果水平面光滑，以 AB组成的系统为研究对象，根据牛顿第二定律得： a ， B为研究对象，由牛顿第二定律得， A对 B的作用力： N ma ，故 AB错误；Fm 2m F3m F3若物体 A与地面无摩擦， B与地面的动摩擦因数为 ，以系统为研究对象，根据牛顿第二2定律得： a ，以 B为研究对象，由牛顿第二定律得： N mg ma，则物体F mg3mA对 B的作用力大小为： N mg ，故 C错误，D 正确。所以 D正确，
4、ABC 错误。F mg33(2018江西省临川二中高三上学期第五次理综物理)如图所示，质量为 m1的木块和质量为 m2的长木板叠放在水平地面上。现对木块施加一水平向右的拉力 F。木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态。已知木块与长木板间的动摩擦因数为 1，长木板与地面间的动摩擦因数为 2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则 ( D )导 学 号 21993025A 1 2B 1 1(m1 m2)g时，长木板将开始运动D若将 F作用于长木板，当 F( 1 2)(m1 m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动解析 对 m1，根据牛顿运动定律有： F 1m1g m1a，对 m2，由于保持静止有： 1
5、m1g Ff0， Ff 2(m1 m2)g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较。故 A、B 错误；C、改变 F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止，故 C错误；D、若将 F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块， 1m1g m1a，解得 a 1g，对整体分析，有 F 2(m1 m2)g( m1 m2)a，解得F( 1 2)(m1 m2)g，所以当 F( 1 2)(m1 m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动，故 D正确。故选 D。4(2018江西省临川二中高三上学期第五次理综物理)如图(a)所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为 的
6、光滑斜面上。逐渐增大 F，物体开始做变加速运动，其加速度 a随 F变化的图象如图(b)所示。取 g10m/s 2。根据图(b)中所提供的信息不能计算出的是 ( D )导 学 号 21993026A物体的质量B斜面的倾角C使物体静止在斜面上时水平外力 F的大小D加速度为 6m/s2时物体的速度3解析 对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x方向： Fcos mgsin ma y方向： N Fsin Gcos 0 从图象中取两个点(20N,2m/s 2)，(30N,6m/s 2)代入式解得： m2kg， 37因而 A、B 可以算出；当 a0 时，可解得 F15N，因而 C可以算出；题中并未说明
7、力 F随时间变化的情况，故无法求出加速度为 6m/s2时物体的速度大小，因而 D不可以算出；故选 D。5(2018山东省日照市高三上学期 11月期中试题) 质量 M1kg 的长木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数 0.1。木板上放有质量分别为 mA2kg 和 mB1kg的 A、 B两物块， A、 B与木板间的动摩擦因数分别为 20.3、 30.5，水平恒力 F作用在物块 A上，如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g10m/s 2。则( D )导 学 号 21993027A若 F5N，物块 A受到的摩擦力大小为 5NB若 F6N，物块 B受到的摩擦力大小为 5NC若 F7N，物块
8、 A将会相对木板滑动D无论力 F多大， B与长木板之间都不会发生相对滑动解析 A与木板间的最大静摩擦力为 FAmax 2mAg6N; B与木板间的最大静摩擦力为 fBmax 3mBg5N；木板与地面间的最大静摩擦力为 f (M mA mB)g4N；若F5N，木板已相对地面滑动，设 A、 B相对木板静止，则对整体： F f( M mA mB)a，对 A： F fA mAa，解得 fA4.5N0，故弹簧处于伸长状态，故 A正确，B 错误； ，故 C错误，D 正确。F2hF1d二、非选择题9(2018山东省实验中学高三上学期 11月月考) 如图所示，水平传送带 AB10m，6向右匀速运动的速度 v0
9、4m/s，一质量为 1kg的小物块(可视为质点)以 v16m/s 的初速度从传送带右端 B点冲上传送带，小物块与传送带间的动摩擦因数 0.4， g取 10m/s2。求： 导 学 号 21993031(1)小物块相对地面向左运动的最大距离；(2)小物块从 B点冲上传送带到再次回到 B点所用的时间。答案：(1)4.5m (2)3.125s解析 (1)根据牛顿第二定律得 mg ma，解得 a g 4m/s 2旅行包从开始运动到速度减为 0的位移就是向左运动的最大距离 v v 2 as2t 20得 smax 4.5mv212a(2)向左减到 0的时间 t1 1.5sv1 g减到 0后反向向右加速运动，
10、加速度 a g 4m/s 2加速到与传送带相同的速度所用时间 t2 1sv0 g运动位移 s1 2mv202a剩余位移做匀速运动，时间 t3 0.625ssmax s1v0所以从 B点再回到 B点所用时间 t t1 t2 t33.125s10(2018福建省高三上学期龙岩市六校期中联考试题)如图甲所示，质量 M0.2kg的平板放在水平地面上，质量 m0.1kg 的物块(可视为质点)叠放在平板上方某处，整个系统处于静止状态。现对平板施加一水平向右的拉力，在 01.5s 内该拉力 F随时间 t的变化关系如图乙所示，1.5s 末撤去拉力。已知物块未从平板上掉下，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，
11、物块与木板间的动摩擦因数 10.2，平板与地面间的动摩擦因数 20.4，取 g10m/s 2。求： 导 学 号 21993032(1)01s 内物块和平板的加速度大小 a1、 a2；(2)1s末物块和平板的速度大小 v1、 v2以及 1.5s末物块和平板的速度大小v1、 v2；7(3)平板的最短长度 L。答案：(1)2m/s 2 3m/s 2 (2) v1、 v2分别是 2m/s和 3m/s; v1、 v2都是 3m/s (3)1.35m解析 (1)01s 内物块与平板间，平板与地面间的滑动摩擦力大小分別为f1 1mg0.2N， f2 2(M m)g1.2N对物块和平板由牛顿第二定律有：a1
12、， a2 ，其中 F12Nf1m F1 f1 f2M解得： a12m/s 2， a23m/s 2。(2)01s 内( t11s)，物块与平板均做匀加速直线运动。有 v1 a1t1， v2 a2t1解得： v12m/s， v23m/s1s1.5s 内( t20.5s)，由于水平向右的拉力 F21.4N 恰好与 f1 f2平衡，故平板做匀速直线运动。物块继续做匀加速直线运动直至与木板速度相同。有：v1 v1 a1t23m/s， v2 v23m/s(3)撤去拉力 F后，物块和平板的加速度大小分別为：a1 2m/s 2， a2 5m/s 2f1m f2 f1M物块和平板停下所用的时间分別为：t 1 1.5s， t 2 0.6sv1a1 v2a2可画出物块，平板的速度时间图象如图所示。根据“速度时间图象的面积表示位移”可知，01.5s 内，物块相对平板向左滑行的距离为：x1 (1.51)3m0.75m1215s3s 内，物块相对平板向右滑行的距离为：x2 (32.1)3m1.35m12由于 x2x1，故 L x21.35m
