1、【 精品教育资源文库 】 练案 9 牛顿运动定律的综合应用 一、选择题 (本题共 8 小题， 1 5 题为单选， 6 8 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 导学号 21993023 ( C ) A 13tan B 19tan C 45tan D 54tan 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 12a1t21，设向下运动的加速度的大小为 a2，则向下运动的过程中：
2、 x 12a2t22，由题知物块下滑的时间是上滑时间的 3 倍，即 t2 3t1，联立可得： a1 9a2，对物块进行受力分析，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 45tan ，故 C 正确， ABD 错误，故选 C。 2 (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 导学号 21993024 ( D ) A若水平面光滑，物体 A
3、 的加速度为 F2m B若水平面光滑，物体 A 对 B 的作用力为 23F C若物体 A 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 mg3 D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： aFm 2mF3m， B 为研究对象，由牛顿第二定律得， A 对 B 的作用力： N maF3，故 AB 错误；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【 精品教育资源文库 】 律得： a F m
4、g3m ，以 B 为研究对象，由牛顿第二 定律得： N mg ma ，则物体 A对 B 的作用力大小为： N F mg3 mg ，故 C 错误， D 正确。所以 D 正确， ABC 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 导学号 21993025 ( D ) A 1 2 B 1 1(m1 m2)g 时，长木板将开始运动
5、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： 1m1g Ff 0， 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，
6、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 g 10m/s2。根据图 (b)中所提供的信息不能计算出的 是 导学号 21993026 ( 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 【 精品教育资源文库 】 解析 对物体受力分析，受推力、重力、支持力，
7、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/s2)， (30N,6m/s2)代入 式解得： m 2kg， 37 因而 A、 B 可以算出； 当 a 0 时，可解得 F 15N，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 M 1kg 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 mA 2kg 和 mB 1kg 的 A、B
8、两物块， A、 B 与木板间的动摩擦因数分别为 2 0.3、 3 0.5，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， g 10m/s2。则 导学号 21993027 ( D ) A若 F 5N，物块 A 受到的摩 擦力大小为 5N B若 F 6N，物块 B 受到的摩擦力大小为 5N C若 F 7N，物块 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 2mAg 6N; B 与木板间的最大静摩擦力为fBmax 3mBg 5N；木板与地面间的最大静摩擦力为 f (M mA mB)g 4N
9、；若 F 5N，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 fA 4.5N0，故弹簧处于伸长【 精品教育资源文库 】 状态，故 A 正确， B 错误； F2hF1d，故 C 错误， D 正确。 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 AB 10m，向右匀速运动的速度 v0 4m/s，一质量为 1kg 的小物块 (可视为质点 )以 v1 6m/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
10、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/s2 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 v2t v20 2as 得 smax v212a 4.5m (2)向左减到 0 的时间 t1 v1g 1.5s 减到 0 后反向向右加速运动，加速度 a g 4m/s2 加速到与传送带相同的速度所用时间 t2 v0g 1s 运动位移 s1 v202a 2m 剩余位移做匀速运动，时间 t3 smax
11、s1v0 0.625s 所以从 B 点再回到 B 点所用时间 t t1 t2 t3 3.125s 10 (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 M 0.2kg的平板放在水平地面上，质量 m 0.1kg 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 0 1.5s 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 1 0.2，平板与地面间的动摩擦因数 20.4，取 g 10m/s2。求： 导学号 219
12、93032 【 精品教育资源文库 】 (1)0 1s 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 ； (3)平板的最短长度 L。 答案： (1)2m/s2 3m/s2 (2)v1、 v2分别是 2m/s 和 3m/s; v1 、 v2 都是 3m/s (3)1.35m 解析 (1)0 1s 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 1mg 0.2N， f2 2(M m)g 1.2N 对物块和平板由牛顿第二定律有： a1 f1m， a2 F1 f1 f2M ， 其中 F1
13、 2N 解得 ： a1 2m/s2， a2 3m/s2。 (2)0 1s 内 (t1 1s)， 物块与平板均做匀加速直线运动。有 v1 a1t1， v2 a2t1 解得： v1 2m/s， v2 3m/s 1s 1.5s 内 (t2 0.5s)，由于水平向右的拉力 F2 1.4N 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 a1t2 3m/s， v2 v2 3m/s (3)撤去拉力 F 后，物块和平板的加速度大小分 別 为 ： a1 f1m 2m/s2， a2 f2 f1M 5m/s2 物块和平板停下所用的时间分 別 为 ： t 1 v1a1 1.5s， t 2 v2a2 0.6s 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， 0 1.5s 内，物块相 对平板向左滑行的距离为： 【 精品教育资源文库 】 x1 12(1.5 1)3m 0.75m 1 5s 3s 内，物块相对平板向右滑行的距离为： x2 12(3 2.1)3m 1.35m 由于 x2x1，故 L x2 1.35m
