2025届高考物理一轮复习训练：牛顿运动定律的综合应用.rar

牛顿运动定律的综合应用一、单项选择题1.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量分别为 m1、m2的两个小球，原来随小车一起做匀速直线运动，小车突然停止时，两个小球()A一定相碰 B一定不相碰C不一定相碰 D无法确定，因为不知小车的运动方向2如图甲和乙，是踩了香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是()A甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑C踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度D自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象3如图甲、乙所示，两车都在光滑的水平面上，小车的质量都是M，人的质量都是 m，甲图人的推力、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是 F.关于甲、乙两图中车的加速度大小，下列说法正确的是()A甲图中车的加速度大小为FM B甲图中车的加速度大小为FMmC乙图中车的加速度大小为2FMm D乙图中车的加速度大小为FM4生活中经常测量体重。测量者在体重计上保持静止状态，体重计的示数即为测量者的体重，如图甲所示。现应用体重计研究运动与力的关系，测量者先静止站在体重计上，然后完成下蹲动作。该过程中体重计示数的变化情况如图乙所示。对此，下列说法正确的是()A测量者的重心经历了加速、减速、再加速、再减速四个运动阶段B测量者的重心在 t3时刻速度最小C测量者的重心在 t4时刻加速度最大D测量者在 t1t2时间内表现为超重5雨天路滑，汽车在紧急刹车时的刹车距离会明显增加。如图所示为驾驶员驾驶同一辆汽车分别在干燥和湿滑两种路面紧急刹车时的速度随时间变化的图像，驾驶员反应时间为 1 s。则下列说法中正确的是()A图线 1 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 0.75 倍B图线 1 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 1.33 倍C图线 2 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 0.75 倍D图线 2 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 1.33 倍6.如图所示，在同一竖直线上有 A、B 两点，相距为 h，B 点离地高度为 H.现从 A、B 两点分别向 P 点安放两个光滑的固定斜面 AP 和 BP，并让两个相同小物块(可看成质点)从两斜面的 A、B 点同时由静止滑下，发现两小物块同时到达 P 点，则()AOP 间距离为HHh BOP 间距离为Hh2C两小物块运动到 P 点的速度相同 D两小物块的运动时间均为 2Hhg7如图所示，水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与光滑水平地面上的小车接触，小车水平台面上的重物与小车始终保持相对静止，在小车向右运动压缩弹簧的过程中()A弹簧的劲度系数增大 B小车受到的合力增大C重物受到的摩擦力不变 D重物对小车的摩擦力方向向左8质量均为 0.2 kg 的两个小物块 A、B 用绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，将 A 从图示位置由静止释放，释放前瞬间 A 的底部到水平地面的高度为 0.8 m，轻绳处于伸直状态，A 落地后不反弹，B 继续沿水平台面向右运动。B 与台面间的动摩擦因数为 0.5，取重力加速度大小 g10 m/s2,B 不会与滑轮相碰，不计空气阻力。下列说法正确的是()AA 落地前轻绳的拉力大小为 2 NBB 运动的最大速度为 4 m/sCA 落地后，B 向右运动的路程为 1.2 mDB 运动的平均速度大小为 1 m/s9 如图所示，水平桌面上放置一个倾角为 45的光滑楔形滑块 A，一细线的一端固定于楔形滑块 A 的顶端 O处，细线另一端拴一质量为 m0.2 kg 的小球。若滑块与小球一起以加速度 a 向左做匀加速运动(取 g10 m/s2)，则下列说法正确的是()A当 a5 m/s2时，滑块对球的支持力为22 NB当 a15 m/s2时，滑块对球的支持力为22 NC当 a5 m/s2时，地面对 A 的支持力一定大于两个物体的重力之和D当 a15 m/s2时，地面对 A 的支持力一定小于两个物体的重力之和10.两个质量均为 m 的相同的物块叠放在一个轻弹簧上面，处于静止状态。弹簧的下端固定于地面上，弹簧的劲度系数为 k。t0 时刻，给 A 物块一个竖直向上的作用力 F，使得两物块以 0.5g的加速度匀加速上升，下列说法正确的是()AA、B 分离前所受合外力大小与时间的平方 t2成线性关系 B分离时弹簧处于原长状态C在 t 2mk时刻 A、B 分离 D分离时 B 的速度大小为 m4kg11.如图所示，小车上固定着一个硬杆，杆的端点固定着一个质量为 m 的小球当小车有水平向右的加速度且加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化情况(用 F1至 F4表示)可能是图中的(OO沿杆方向)()12.如图所示，质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上以加速度 a 水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为 1，木块与长木板间的动摩擦因数为 2，重力加速度为 g，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力的大小和方向一定为()A1(mM)g，向左 B2mg，向右C2mgma，向右 D1mg2Mg，向左13.如图所示，在倾角为 的斜面上方的 A 点处斜放一光滑的木板 AB，B 端刚好在斜面上，木板与竖直方向 AC 所成角度为，一小物块由 A 端沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面的时间最短，则 与 角的大小关系为()AB2C2D314.如图所示，A、B 两小球分别用轻质细绳 L1和轻弹簧系在天花板上，A、B 两小球之间用一轻质细绳 L2连接，细绳 L1、弹簧与竖直方向的夹角均为，细绳 L2恰能水平拉直，现将细绳 L2剪断，则细绳 L2剪断瞬间，下列说法正确的是()A细绳 L1上的拉力与弹簧弹力之比为 11 B细绳 L1上的拉力与弹簧弹力之比为 1cos2CA 与 B 的加速度之比为 11 DA 与 B 的加速度之比为 cos 1二、多项选择题二、多项选择题15如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且以 v12 m/s 的恒定速率运行 初速度大小 v23 m/s 的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面(图中未画出)上的 A 处滑上传送带，墨块可视为质点 若从墨块滑上传送带开始计时，墨块在传送带上运动 5 s 后与传送带的速度相同，则()A墨块与传送带速度相同之前，受到传送带的摩擦力方向水平向右B墨块在传送带上滑行的加速度大小 a0.2 m/s2C墨块在传送带上留下的痕迹长度为 4.5 mD墨块在传送带上留下的痕迹长度为 12.5 m16.如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，滑块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块速度 v 随时间 t 变化的图像可能是()17如图所示，光滑的水平面上静置质量为 M8 kg 的平板小车，在小车左端加一个由零逐渐增大的水平推力 F，一个大小不计、质量为 m2 kg 的小物块放在小车右端，小物块与小车间的动摩擦因数 0.2，小车足够长重力加速度 g 取 10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A当 F 增加到 4 N 时，m 相对 M 开始运动B当 F 增加到 20 N 时，m 相对 M 开始运动C当 F10 N 时，m 对 M 有向左的 2 N 的摩擦力D当 F10 N 时，m 对 M 有向右的 4 N 的摩擦力18如图所示，光滑水平桌面放置着物块 A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块 B。已知 A 的质量为 m，B的质量为 3m，重力加速度大小为 g。由静止释放物块 A、B 后()A相同时间内 A、B 运动的路程之比为 21B物块 A、B 的加速度之比为 11C轻绳的拉力为6mg7D当 B 下落高度 h 时，速度为2gh519.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，轻绳的一端系一质量 m15kg 的重物，重物静止于地面上，有一质量 m10kg 的猴子，从轻绳的另一端沿轻绳向上爬，如图所示，不计滑轮与轻绳间的一切摩擦，且重物始终不离开地面，g 取 10m/s2.下列说法正确的是()A猴子受到轻绳对它向上的拉力B若猴子匀速向上爬，则重物对地面的压力为 100NC猴子向上运动的加速度越大，重物对地面的压力越大D猴子向上运动的最大加速度为 5m/s220图甲为门式起重机，它可以将列车上静止的集装箱竖直向上提升到一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度 a 随位移 x 变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是()A在 x4 m 时，集装箱的速度为 2 m/sB在 04 m 内，集装箱运动的时间为 22 sC在 46 m 内，集装箱处于超重状态D集装箱上升的最大高度为 6 m三、实验题三、实验题21实验小组的同学们在做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验时，采用如图甲所示的实验装置，让重物(砝码和托盘)通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。(1)为了减小误差，实验前需要做好以下两项准备：调整垫片的位置，使小车在不受拉力作用时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除摩擦力的影响，使小车所受合外力 F 等于_；挑选合适的重物(砝码和托盘)，使小车质量 M 远大于重物(砝码和托盘)质量 m。这样做是为了使小车匀加速运动时，小车所受拉力近似等于_。(2)实验过程中，下列操作正确且必要的是_。A调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B先放开小车再接通打点计时器的电源C改变小车质量时，重新调节垫片的位置(3)正确操作后，甲同学挑选出的一条纸带如图乙所示，图中 A、B、C、D、E 是按打点先后顺序依次选取的计数点，两个相邻的计数点之间的时间间隔均为 0.10 s。现测出 AB2.20 cm，AC6.40 cm，AD12.58 cm，AE20.80 cm，则打 C 点时小车的速度大小为_ m/s。(结果保留两位有效数字)(4)甲、乙两同学各自保持小车质量 M 不变，改变重物质量 m，进行实验。他们根据各自测得的实验数据画出了如图丙所示的加速度与物体所受合力关系的 aF 图象，但他们得到了两条不同的图线，其原因是他们选取的_不同；他们可以得到的相同结论是：_。22.一同学利用如图 a 所示的实验装置探究合力与加速度的关系，长木板的一端放在水平桌面上，形成一倾角为 的斜面，长木板底端有一光电门，用游标卡尺测遮光片的宽度，遮光片安装在小车上，将小车从斜面上由静止释放，测量小车释放的高度 h 和记录遮光片通过光电门的遮光时间t.(1)游标卡尺(20 分度)测量遮光片宽度如图 b 所示，其宽度 d_ mm；(2)多次改变小车从斜面上由静止释放的高度，得到 h 和t 的数据如表所示，根据表中数据可得 h 和t 之间的关系为_；项目1234h/cm10.0020.0030.0040.00t/s0.007 30.005 20.004 20.003 6A.thBt hCt1h Dt1h(3)该同学通过增加小车的质量重复实验，测量发现小车的加速度不变，由此得出结论：物体的加速度的大小跟它的质量无关，而不是成反比请你判断该同学所得结论是否正确，并简要说明理由：_.四、计算题四、计算题23如图所示，质量 M2 kg 的滑板 P 足够长，在光滑水平地面上以速度 v07 m/s 向右运动。t0 时刻，在 P 最右端位置轻轻地放一质量 m1 kg 的小物块 Q(可看作质点)，同时给 Q 施加一个水平向右的恒力 F8 N。已知 P 与 Q 间的动摩擦因数 0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g10 m/s2。求：(1)运动过程中，P 的最小速度是多少？(2)从 t0 开始，经过多长时间，Q 刚好要从 P 的右端掉下？24如图所示为一电磁选矿、传输一体机的传送带示意图，已知传送带由电磁铁组成，位于 A 轮附近的铁矿石被传送带吸引后，会附着在 A 轮附近的传送带上，被选中的铁矿石附着在传送带上与传送带之间有恒定的电磁力作用且电磁力垂直于接触面，且吸引力为其重力的 1.4 倍，当有铁矿石附着在传送带上时，传送带便会沿顺时针方向转动，并将所选中的铁矿石送到 B 端，由自动卸货装置取走。已知传送带与水平方向夹角为 53，铁矿石与传送带间的动摩擦因数为 0.5，A、B 两轮间的距离为 L64 m，A、B 两轮半径忽略不计，g 取 10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6。(1)若传送带以恒定速率 v010 m/s 传动，求被选中的铁矿石从 A 端运动到 B 端所需要的时间；(2)实际选矿传送带设计有节能系统，当没有铁矿石附着传送带时，传送带速度几乎为 0，一旦有铁矿石吸附在传送带上时，传送带便会立即加速启动，要使铁矿石最快运送到 B 端，传送带的加速度至少为多大？并求出最短时间。25如图所示，一条长 L17 m 的浅色传送带与水平方向的夹角为 37，以 v2 m/s 的速度顺时针匀速转动现将一个木炭包放在传送带的底端 A 处，使木炭包从静止开始沿传送带向上运动直到顶端 B，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹，木炭包与传送带之间的动摩擦因数 0.8.已知 sin370.6，cos370.8，g10 m/s2.求：(1)木炭包从底端 A 运动到顶端 B 的时间；(2)木炭包在传送带上留下黑色径迹的长度26如图所示，在倾角为 30的足够长的固定的光滑斜面上，有一质量为 M3 kg 的长木板正以 v010 m/s 的初速度沿斜面向下运动，现将一质量 m1 kg 的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央，已知物块与长木板间的动摩擦因数 32，设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g 取 10 m/s2.求：(1)放上小物块后，木板和小物块的加速度大小；(2)要使小物块不滑离长木板，长木板至少要有多长答案与解析一、单项选择题1.答案 B解析小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动所以两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在小车光滑表面上，因此两个小球由于惯性还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，两球的速度相同，相同时间内通过的位移相同，因此两个小球间的距离不变一定不会相碰，故 B正确，A、C、D 错误2答案 C解析题图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故 A 错误，C 正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒而不是因为雨天路面太滑，故 B 错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故 D 错误3答案 C解析对甲图以车和人整体为研究对象，系统不受外力作用，故甲图中车的加速度为零，A、B 错误；乙图中人和车受绳子的拉力作用，以人和车为研究对象，受力大小为 2F，所以乙图中车的加速度 a2FMm，C正确，D 错误4答案 C 解析在 t1t3阶段，示数小于重力，测量者在加速向下运动，在 t3t5阶段，示数大于重力，测量者在减速向下运动，所以测量者经历了加速和减速两个运动阶段，A 错误；根据选项 A 可知，测量者的重心在 t3时刻速度最大，B 错误；测量者的重心在 t4时刻示数与重力相差最大，根据牛顿第二定律，加速度最大，C正确；测量者在 t1t2时间内示数小于重力，处于失重状态，D 错误。5答案 D 解析根据图像可知，汽车在图线 1 的加速度 a1vt7.5 m/s2，汽车在图线 2 的加速度 a2vt10 m/s2，湿滑路面的加速度比干燥路面的加速度小，则图线 2 表示干燥路面，根据 1mgma1，2mgma2，则 21.331，干燥路面摩擦因数是湿滑路面的 1.33 倍，故选 D。6.答案A 解析设斜面的倾角为，则物块下滑的加速度为 agsin，设 OP 的距离为 x，则xcos12at212gsint2，因 两 物 块 在 斜 面 上 下 滑 的 时 间 相 等，即 t1 t2则 有 cos1sin1 cos2sin2，由 图 可 知HhHh2x2xHh2x2HH2x2xH2x2，解得 xHHh，选项 A 正确，B 错误；根据机械能守恒可知，两物块开始下落的高度不同，则下落到底端的速度不同，选项 C 错误；2Hhg是物块从 A点做自由落体运动到 O 点的时间，因此两小物块的运动时间均大于2Hhg，选项 D 错误7答案 B 解析弹簧劲度系数与形变量无关，与自身性质有关，故 A 错误；对小车和重物整体，有 kx(Mm)a，小车受到的合力 FMaMMmkx，所以在小车向右运动压缩弹簧的过程中，弹簧形变量变大，则小车受到的合力增大；重物受到的摩擦力 fmMmkx，故摩擦力变大，故 B 正确，C 错误；重物随小车向右减速运动，加速度向左，则小车对重物摩擦力向左，则重物对小车的摩擦力方向向右，故 D 错误。8答案 D 解析设 A 落地前轻绳的拉力大小为 T，A、B 的加速度大小均为 a1，则对 A、B 分别应用牛顿第二定律可得 mgTma1，Tmgma1，联立解得 a12.5 m/s2，T1.5 N，故 A 错误；A 落地时 B 达到最大速度，根据运动学公式可得最大速度为 v2a1h2 m/s，故 B 错误；A 落地后，B 做匀减速运动，其加速度大小为 a2g5 m/s2，B 向右运动的路程为 sv22a20.4 m，故 C 错误；根据匀变速直线运动规律可知 B在匀加速和匀减速运动过程的平均速度大小均为vv21 m/s，所以整个过程中 B 运动的平均速度大小为 1 m/s，故 D 正确。9答案 A 解析设加速度为 a0时小球对滑块的压力等于零，此时对小球受力分析，受重力、线的拉力，根据牛顿第二定律有：水平方向 F合F0cos 45ma0，竖直方向 F0sin 45mg，解得 a0g。当 a5 m/s2时，小球未离开滑块，对小球受力分析，水平方向 Fcos 45FNsin 45ma，竖直方向 Fsin 45FNcos 45mg，解得 FN22 N，故 A 正确；当 a15 m/s2时，小球已经离开滑块，只受重力和线的拉力，滑块对球的支持力为零，故 B 错误；当滑块和小球组成的系统相对稳定后，竖直方向没有加速度，受力平衡，所以地面对 A的支持力一定等于两个物体的重力之和，C、D 错误。10.答案 C 解析本题考查弹簧作用下叠加体的受力和运动分析。A、B 分离前两物块做匀加速运动，所受合外力大小不变，选项 A 错误；开始时弹簧的压缩量为 x1，则 2mgkx1；当两物块分离时，加速度相同且两物块之间的弹力为零，对物体 B 有 kx2mgma，且 x1x212at2，解得 x12mgk，x23mg2k，t 2mk，此时弹簧仍处于压缩状态，选项 B 错误，C 正确；分离时 B 的速度 vat12g 2mkm2kg，选项 D 错误。11.答案 C解析小球与小车的运动情况保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，竖直方向上受力平衡，所以杆对小球的作用力的竖直分量等于重力且不发生变化，水平方向上合力向右并逐渐增大，所以杆对小球的作用力的水平分量逐渐增大，故 C 正确12.答案 B解析对木块分析可知，长木板对它水平向左的摩擦力大小为 Ff12mg，由牛顿第三定律可知，木块对长木板的摩擦力向右，大小也为 2mg；由于长木板仍处于静止状态，对长木板受力分析可知，地面对它的静摩擦力方向向左，大小为 Ff2Ff12mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为 2mg，方向向右，故 B 正确13.答案 B 解析如图所示，在竖直线 AC 上选取一点 O，以适当的长度为半径画圆，使该圆过 A 点，且与斜面相切于 D 点。由等时圆模型的特点知，由 A 点沿斜面滑到D 点所用时间比由 A 点到达斜面上其他各点所用时间都短。故将木板下端 B 点与 D 点重合即可，而COD，则 2。14.答案 D 解析根据题述可知，L2剪断之前，A，B 两球的受力情况完全一样，A，B 两球的质量相等，均设为 m。剪断细绳 L2瞬间，对 A 球受力分析，如图(甲)所示，由于细绳 L1的拉力突变，将重力 mg 沿细绳 L1方向和垂直于细绳 L1方向进行力的分解，得 FTmgcos，ma1mgsin；剪断细绳L2瞬间，对 B 球进行受力分析，如图(乙)所示，由于弹簧的弹力不发生突变，则弹簧的弹力还保持不变，有 Fcos mg，ma2mgtan，所以 FTFcos2 1，a1a2cos 1，则 D 正确。二、多项选择题二、多项选择题15答案AD 解析解法一运动学方法墨块与传送带速度相同之前，相对传送带向左运动，受到传送带的摩擦力方向水平向右，选项 A 正确；墨块在摩擦力的作用下匀变速滑行，t5 s 后与传送带速度相同，则墨块加速度大小 av1v2t1 m/s2，选项 B 错误；墨块向左匀减速运动过程，对墨块有 0v2at1，x10v22t1，解得该过程用时 t13 s，墨块的路程 x14.5 m，t1时间内传送带的路程 x2v1t16 m，墨块向右匀加速运动过程，对墨块有 v1at2，x10v12t2，解得该过程用时 t22 s，墨块的路程 x12 m，t2时间内传送带的路程 x2v1t24 m，则墨块在传送带上留下的痕迹长度 xx1x2x2x112.5 m，选项 D 正确，C 错误解法二图像法墨块与传送带速度相同之前，相对传送带向左运动，受到传送带的摩擦力方向水平向右，选项 A 正确；以水平向右为正方向，画出墨块、传送带的速度时间图像，如图所示，由 vt 图像斜率表示加速度知，墨块在传送带上滑行的加速度大小 a235 m/s21 m/s2，选项 B 错误；两图线围成的图形的面积代表相对位移，所以墨块在传送带上留下的痕迹长度为12(23)5 m12.5 m，选项 D 正确，C 错误16.答案BC解析设传送带倾角为，滑块与传送带间的动摩擦因数为，滑块的质量为 m，若 mgcosmgsin，即mgsin，即 tan，则滑块先匀减速下滑，当速度减为零时，开始反向匀加速上滑，且加速上滑的加速度与减速下滑的加速度大小相等，当加速到与传送带速度相同后，因为 mgcosmgsin，所以滑块随传送带一起匀速运动，选项 B 正确，A、D 错误17答案BC 解析m 运动的最大加速度 ag2 m/s2，所以当整体的加速度达到 2 m/s2，即 F(mM)a20 N 时，m 相对 M 开始运动，选项 A 错误，B 正确；当 F10 N 时，整体的加速度 aFMm1 m/s22 m/s2，所以 m 对 M 的摩擦力为静摩擦力，方向向左，大小为 fma2 N，选项 C 正确，D 错误18答案 AC 解析本题考查加速度不同的连接体问题。根据动滑轮的特点可知，相同时间内，A、B 运动的路程之比为 21，选项 A 正确；根据 s12at2可知，物块 A、B 的加速度之比为 21，选项 B 错误；设轻绳的拉力为 T，B 的加速度为 a，则对 A 有 Tm2a，对 B 有 3mg2T3ma，解得 a37g，T67mg，选项 C 正确；当 B 下落高度 h 时，速度为 v2ah67gh，选项 D 错误。19.答案 AD解析猴子在竖直方向上受到重力和绳子向上的拉力，故 A 正确；若猴子匀速向上爬，有 FTmg1010N100N，对重物分析，有 FNFTmg，解得 FN50N，则由牛顿第三定律知重物对地面的压力为50N，故 B 错误；对猴子，根据牛顿第二定律得 FTmgma，加速度 a 越大，拉力越大，对重物分析 FNFTmg，可知拉力越大支持力越小，则由牛顿第三定律知重物对地面的压力越小，故 C 错误；重物不离开地面时绳子的最大拉力 FTmg150N，对猴子分析，根据牛顿第二定律得 FTmgma，解得最大加速度 a5m/s2，故 D 正确20答案 BC 解析由题意，集装箱离开列车时的速度为 0，之后在 04 m 内竖直向上做匀加速直线运动，由 2axv2，得 x4 m 时，集装箱的速度 v22 m/s，A 错误；由 vat 得 t22 s，B 正确；在 46 m 内，集装箱向上做加速度逐渐减小的加速运动，加速度向上，集装箱处于超重状态，C 正确；当 x6 m 时，加速度减小为 0，向上的速度达到最大，故还会继续向上运动，D 错误。三、实验题三、实验题21答案 (1)细绳对小车的拉力重物的重力 mg (2)A(3)0.52(4)小车质量当质量一定时，加速度与合外力成正比解析(1)调整垫片的位置，使小车在不受拉力作用时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除摩擦力的影响，使小车所受合外力 F 等于细绳对小车的拉力。消除摩擦力的影响后，对小车有：TMa，对重物有：mgTma，小车所受的合外力为：FTMaMmgMmmg1mM，当 mM 时，FTmg。(2)为了使细绳的拉力等于小车所受的合力，需调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故 A 正确；实验时，应先接通打点计时器的电源再释放小车，故 B 错误；平衡摩擦力时有：MgsinMgcos，其中质量 M 可约去，则改变小车质量时，不用重新调节垫片的位置，故 C 错误。(3)打 C 点时小车的速度大小为：vCBD2T12.582.202 0.10102 m/s0.52 m/s。(4)由公式 a1MF 可知，aF 图象的斜率表示小车的质量的倒数，因此斜率不同说明小车质量不同；由图丙可知，aF 图象为过原点的倾斜直线，说明当质量一定时，加速度与合外力成正比。22.答案 (1)10.20(2)D(3)该同学的结论不正确，理由见解析解析(1)根据游标卡尺的读数规则可知遮光片的宽度 d10 mm40.05 mm10.20 mm.(2)根据表中数据可得t2t10.005 20.007 30.712h1h2，t3t10.004 20.007 30.575h1h3，t4t10.003 60.007 30.493h1h4，所以t1h.故选 D 项(3)该同学的结论不正确，根据 Fmgsin 可知增加小车的质量的同时小车所受合力也成比例增大，从而造成加速度不变四、计算题四、计算题23答案(1)6 m/s(2)172 s解析(1)设 P 的加速度大小为 a1，对 P 由牛顿第二定律可得 mgMa1，解得 a12 m/s2，方向向左，设 Q 的加速度大小为 a2，对 Q 由牛顿第二定律可得 Fmgma2，解得 a212 m/s2，方向向右，P 做减速运动 v1v0a1t1，Q 做加速运动 v2a2t1，P、Q 达到共同速度时 v1v2，解得 t0.5 s，v16 m/s。(2)从开始计时到达到共同速度，P 的位移大小为 x1，x1v0t112a1t2 13.25 mQ 的位移大小为 x2，x212a2t2 11.5 m。Q 相对 P 向左运动的距离为 d，则 d(x1x2)1.75 m，P、Q 达到共同速度之后无法相对静止，各自做变速运动。设 Q 的加速度大小为 a3，对 Q 由牛顿第二定律可得 Fmgma3，解得 a34 m/s2，方向向右。Q 相对 P 向右运动，当相对位移大小为 d 时，Q 刚好要从P 的右端掉下，d12(a3a1)t2 2，解得 t272 s，所以 tt1t2172 s。24 答案(1)8.9 s(2)2 m/s28 s解析(1)当传送带匀速向上传动时，对铁矿石，沿传送带方向 Ffmgsin ma，垂直传送带方向 FNmgcos F0，其中 F1.4mg，FfFN，解得 a2 m/s2。则铁矿石运动到与传送带速度相等所需要的时间为 t1v0a102 s5 s对应的位移为 x112at2 112252 m25 m，根据以上计算可知，铁矿石在传送带上受到的滑动摩擦力大于铁矿石重力沿传送带方向的分力，所以当铁矿石的速度与传送带速度相等以后，铁矿石会随传送带匀速运动到 B 端，则其匀速运动时间为 t2Lx1v0642510s3.9 s，所以铁矿石从传送带的 A 端运动到 B 端所需要的时间为 tt1t28.9 s。(2)只有铁矿石一直加速运动到 B 点时，所用时间才会最短，根据问题(1)分析可知，铁矿石在传送带上的最大加速度是 2 m/s2，所以传送带的最小加速度为 amin2 m/s2，则有 L12at2，代入数据解得最短时间为 t8 s。25答案(1)11 s(2)5 m 解析(1)传送带顺时针转动时，木炭包所受滑动摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律有mgcos37mgsin37ma 解得 a0.4 m/s2设木炭包运动速度等于传送带速度时经历的时间为 t1，位移为 x1，传送带位移为 L1，则有t1va5 s x112at2 15 m L1vt110 m木炭包匀速运动的时间 t2Lx1v6 s木炭包从底端 A 到顶端 B 的时间 tt1t211 s(2)木炭包相对于传送带位移(黑色径迹的长度)LL1x1解得 L5 m26答案(1)2.5 m/s212.5 m/s2(2)10 m 解析本题考查倾斜面上的板块问题(1)小物块在长木板上滑动时受到的沿木板的滑动摩擦力大小为 fmgcos7.5 N，由牛顿第二定律，对小物块有 fmgsinma1，代入数据得 a112.5 m/s2，对长木板，由牛顿第二定律有 MgsinfMa2，代入数据得 a22.5 m/s2.(2)设当小物块与长木板共速时速度为 v1，有 v1a1t1v0a2t1，解得 t11 s，v112.5 m/s，共速后，小物块与长木板一起减速，相对位移为 sv0v12t1v102t15 m故长木板长度至少为 L2 s10 m.牛顿运动定律的综合应用一、单项选择题1.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量分别为 m1、m2的两个小球(m1m2)，原来随小车一起做匀速直线运动，当小车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球()A一定相碰 B一定不相碰C不一定相碰 D无法确定，因为不知小车的运动方向答案 B解析小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动所以两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在小车光滑表面上，因此两个小球由于惯性还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，两球的速度相同，相同时间内通过的位移相同，因此两个小球间的距离不变一定不会相碰，故 B正确，A、C、D 错误2 如图甲和乙，是踩了香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是()A甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑C踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度D自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象答案 C解析题图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故 A 错误，C 正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒而不是因为雨天路面太滑，故 B 错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故 D 错误3如图甲、乙所示，两车都在光滑的水平面上，小车的质量都是M，人的质量都是 m，甲图人的推力、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是 F.关于甲、乙两图中车的加速度大小，下列说法正确的是()A甲图中车的加速度大小为FM B甲图中车的加速度大小为FMmC乙图中车的加速度大小为2FMm D乙图中车的加速度大小为FM答案 C解析对甲图以车和人整体为研究对象，系统不受外力作用，故甲图中车的加速度为零，A、B 错误；乙图中人和车受绳子的拉力作用，以人和车为研究对象，受力大小为 2F，所以乙图中车的加速度 a2FMm，C正确，D 错误4生活中经常测量体重。测量者在体重计上保持静止状态，体重计的示数即为测量者的体重，如图甲所示。现应用体重计研究运动与力的关系，测量者先静止站在体重计上，然后完成下蹲动作。该过程中体重计示数的变化情况如图乙所示。对此，下列说法正确的是()A测量者的重心经历了加速、减速、再加速、再减速四个运动阶段B测量者的重心在 t3时刻速度最小C测量者的重心在 t4时刻加速度最大D测量者在 t1t2时间内表现为超重答案 C 解析在 t1t3阶段，示数小于重力，测量者在加速向下运动，在 t3t5阶段，示数大于重力，测量者在减速向下运动，所以测量者经历了加速和减速两个运动阶段，A 错误；根据选项 A 可知，测量者的重心在 t3时刻速度最大，B 错误；测量者的重心在 t4时刻示数与重力相差最大，根据牛顿第二定律，加速度最大，C正确；测量者在 t1t2时间内示数小于重力，处于失重状态，D 错误。5雨天路滑，汽车在紧急刹车时的刹车距离会明显增加。如图所示为驾驶员驾驶同一辆汽车分别在干燥和湿滑两种路面紧急刹车时的速度随时间变化的图像，驾驶员反应时间为 1 s。则下列说法中正确的是()A图线 1 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 0.75 倍B图线 1 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 1.33 倍C图线 2 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 0.75 倍D图线 2 表示干燥路面，摩擦因数是湿滑路面的 1.33 倍答案 D 解析根据图像可知，汽车在图线 1 的加速度 a1vt7.5 m/s2，汽车在图线 2 的加速度 a2vt10 m/s2，湿滑路面的加速度比干燥路面的加速度小，则图线 2 表示干燥路面，根据 1mgma1，2mgma2，则 21.331，干燥路面摩擦因数是湿滑路面的 1.33 倍，故选 D。6.如图所示，在同一竖直线上有 A、B 两点，相距为 h，B 点离地高度为 H.现从 A、B 两点分别向 P 点安放两个光滑的固定斜面 AP 和 BP，并让两个相同小物块(可看成质点)从两斜面的 A、B 点同时由静止滑下，发现两小物块同时到达 P 点，则()AOP 间距离为HHh BOP 间距离为Hh2C两小物块运动到 P 点的速度相同 D两小物块的运动时间均为 2Hhg答案A 解析设斜面的倾角为，则物块下滑的加速度为 agsin，设 OP 的距离为 x，则xcos12at212gsint2，因 两 物 块 在 斜 面 上 下 滑 的 时 间 相 等，即 t1 t2则 有 cos1sin1 cos2sin2，由 图 可 知HhHh2x2xHh2x2HH2x2xH2x2，解得 xHHh，选项 A 正确，B 错误；根据机械能守恒可知，两物块开始下落的高度不同，则下落到底端的速度不同，选项 C 错误；2Hhg是物块从 A点做自由落体运动到 O 点的时间，因此两小物块的运动时间均大于2Hhg，选项 D 错误7如图所示，水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与光滑水平地面上的小车接触，小车水平台面上的重物与小车始终保持相对静止，在小车向右运动压缩弹簧的过程中()A弹簧的劲度系数增大 B小车受到的合力增大C重物受到的摩擦力不变 D重物对小车的摩擦力方向向左答案 B 解析弹簧劲度系数与形变量无关，与自身性质有关，故 A 错误；对小车和重物整体，有 kx(Mm)a，小车受到的合力 FMaMMmkx，所以在小车向右运动压缩弹簧的过程中，弹簧形变量变大，则小车受到的合力增大；重物受到的摩擦力 fmMmkx，故摩擦力变大，故 B 正确，C 错误；重物随小车向右减速运动，加速度向左，则小车对重物摩擦力向左，则重物对小车的摩擦力方向向右，故 D 错误。8质量均为 0.2 kg 的两个小物块 A、B 用绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，将 A 从图示位置由静止释放，释放前瞬间 A 的底部到水平地面的高度为 0.8 m，轻绳处于伸直状态，A 落地后不反弹，B 继续沿水平台面向右运动。B 与台面间的动摩擦因数为 0.5，取重力加速度大小 g10 m/s2,B 不会与滑轮相碰，不计空气阻力。下列说法正确的是()AA 落地前轻绳的拉力大小为 2 NBB 运动的最大