1、练案9第三章 牛顿运动定律第 3 讲 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 )A 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
2、的 3 倍，即 t23t 1，联立可得：a 19a 2，对12 2物块进行受力分析，可知向上运动的过程中：ma 1mg sinmgcos，向下运动的过程中：ma2mgsin mgcos，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 )A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 与地面无摩
3、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：Nma ，故 AB 错Fm 2m F3m F3误；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，根据牛顿第二定律得：a ，以 B 为研究对象，由牛顿第二定律得：Nmgma，F mg3m则物体 A 对 B 的作用力大小为：N mg，故 C 错误，D 正确。所以 D 正确
4、，F mg3ABC 错误。3(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 )A 12B 11(m1m 2)g 时，长木板将开始运动D若将 F 作用于长木板，当 F(1 2)(m1m 2)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 1m1gm 1a，对 m2，由于保持静止有：1m1gF f0， Ff
5、 2(m1m 2)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， 1m1gm 1a，解得 a 1g，对整体分析，有 F 2(m1m 2)g( m1m 2)a，解得F( 1 2)(m1m 2)g，所以当 F(1 2)(m1m 2)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 的光滑斜面上
6、。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 )A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 时物体的速度解析 对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x 方向：Fcosmgsin ma y 方向：NFsinGcos0 从图象中取两个点(20N,2m/s 2)，(30N,6m/ s2)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；题中并未说明力 F 随时间变化的情况，故无法求出加速度
7、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 )A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 A 将会相对木板滑动D无论力 F 多大，B 与长木板
8、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( Mm Am B)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：Ff(M m Am B)a，对 A：F f Am Aa，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，向右匀速运动的速度 v04m /s，一质量为 1kg 的小物块(可视
9、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：(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 mgma，解得 ag4m/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 2as2t 20得 smax 4.5mv212a(2)向左减到 0 的时间 t1 1.5sv1g减到 0 后反向向右加速运动，加速度 ag4m/s 2加速到与传送带相同的速度所用时间 t2
10、1sv0g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 tt 1t 2t 33.125s10(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，物块与木板间的动摩擦因数 10.2，平板与地面间的动摩擦
11、因数20.4，取 g 10m/s2。求：(1)01s 内物块和平板的加速度大小 a1、a 2；(2)1s 末物块和平板的速度大小 v1、v 2 以及 1.5s 末物块和平板的速度大小 v1、v 2；(3)平板的最短长度 L。答案：(1)2m/s 2 3m/s 2 (2)v 1、v 2 分别是 2m/s 和 3m/s; v1、v 2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 ，f 2 2(M m)g1.2N对物块和平板由牛顿第二定律有：a1 ，a 2 ，其中 F12Nf1m F1 f1 f2M解得：a 12m/s 2
12、，a 23m/s 2。(2)01s 内(t 11s)，物块与平板均做匀加速直线运动。有 v1a 1t1，v 2a 2t1解得：v 12m/s，v 23m/s1s1.5s 内( t20.5s)，由于水平向右的拉力 F21.4N 恰好与 f1f 2 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：v1v 1a 1t23m/s，v 2v 23m/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，a 2 5m/s 2f1m f2 f1M物块和平板停下所用的时间分別为：t1 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 Lx 21.35m
