牛顿运动定律的综合应用检测题(含答案).doc

牛顿运动定律的综合应用1电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体当电梯静止时弹簧被压缩了x；当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是 ()A以大小为2g的加速度加速上升B以大小为2g的加速度减速上升C以大小为g的加速度加速下降D以大小为g的加速度减速下降解析：由kxmg和2kxmgma可得ag.方向竖直向上，所以此电梯可能以大小为g的加速度向上加速，也可能以大小为g的加速度减速下降，故D正确答案：D2如图所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴 一质量为10 kg的物块M.小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态当小车以加速度a1 m/s2沿水平地面向右加速运动时 () A物块M相对小车仍静止B物块M受到的摩擦力大小不变C物体M受到的摩擦力将减小D物块M受到的弹簧的拉力将增大解析：由初始条件知最大静摩擦力Ffmax5 N，当小车向右加速运动时，取向右为正方向，假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5Ff101，Ff5 N，因Ff5 N，则A、B正确答案：AB3为了节省能量，某商场安装了智能化的电动 扶梯无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图2所示那么下列说法中正确的是() A顾客始终受到三个力的作用B顾客始终处于超重状态C顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下解析：人加速运动时，受重力、支持力和水平向右的静摩擦力作用，扶梯对人的作用力指向右上方，人对扶梯的作用力指向左下方；当人匀速运动时，人只受重力和竖直向上的支持力作用，所以仅C项正确答案：C4如图甲所示，在倾角为30的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正)则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图4中的(物体的初速度为零，重力加速度取10 m/s2) ()图4解析：在01 s内，物体的加速度为a1，解得a15 m/s2，A项错误；在12 s内，物体的加速度为a25 m/s2，B项错误；在23 s内，a315 m/s2，D项错误，只有C项正确答案：C5如图所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是 ()A. F，方向向左 B. F，方向向右C. F，方向向左 D. F，方向向右解析：设车对人的摩擦力Ff方向水平向右，对小车和人组成的系统应用牛顿第二定律有：2F(Mm)a，对人应用牛顿第二定律得FFfma，可解得：Ff F当Mm时，人受到向右的静摩擦力，大小为 F，当Mm时，人受到向左的静摩擦力，大小为 F，故A、B错误，C、D正确答案：CD6一根质量分布均匀的长绳AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图甲所示绳内距A端s处的张力FT与s的关系如图乙所示，由图可知 ()A水平外力F6 N B绳子的质量m3 kgC绳子的长度l2 m D绳子的加速度a2 m/s2解析：取s0，对A端进行受力分析，FFTma，又A端质量趋近于零，则FFT6 N，A正确；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，B、D均错误；由图易知C正确答案：AC7如图甲所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，Ft关系图象如图乙所示两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止则 ()A两物体做匀变速直线运动B两物体沿直线做往复运动CB物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相同Dt2 s到t3 s这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小解析：由于两物体在F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则有F(mAmB)a，对B有FfmBa，由Ft图象可知，F随时间变化，则a随时间变化，A项错，C项正确；A、B先沿正方向做加速度增大的变加速运动，再做加速度逐渐减小的变加速运动，然后做加速度增大的变减速运动，再做加速度逐渐减小的变减速运动至速度为0，整个过程中运动方向不变，B项错；2 s3 s的时间内，F逐渐增大，a增大，Ff增大，D项错答案：C8如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物 体，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为 () Amg B2mg C3mg D4mg解析：当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为mg由牛顿第二定律知aAg对于A、B整体，加速度aaAg由牛顿第二定律得F3ma3mg.C项正确答案：C9如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须 ()A匀速向下奔跑 B以加速度agsin向下加速奔跑C以加速度a(1)gsin向下加速奔跑D以加速度a(1)gsin向上加速奔跑解析：以车为研究对象，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立 坐标系，如图所示因为车静止不动，即两个方向上合力都为零， x方向：FfMgsin0，所以摩擦力(人对车)沿斜面向上，大小等于Mgsin，故人受车的作用力沿斜面向下以人为研究对象受力分析如图所示则有FfmgsinmaFfFf所以a(1)gsin，故C正确答案：C10一个质量为50 kg的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上他看 到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40 N，如图10所示，该重物的质量为5 kg，这时人对升降机底板的压力是多大？(g取10 m/s2) 解析：以重物为研究对象，重物受向下的重力mg，向上的弹簧拉力F，重物随升降机一起以加速度a向上运动，由于重物的重力mg大于弹簧测力计的示数，因此可知升降机的加速度方向应向下，即升降机减速上升，由牛顿第二定律有mgFma所以a m/s22 m/s2，再以人为研究对象，人受到重力Mg，底板的支持力FN，由牛顿第二定律有MgFNMa得FNMgMa50(102)N400 N，由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为400 N，方向竖直向下答案：400 N11在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀 登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的 精神为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化 如下：一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图11所示设运动员的质量为65 kg， 吊椅的质量为15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g10 m/s2.当运动员与吊椅一起以加速度a1 m/s2上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力解析：法一：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(Mm)g，向上的拉力为2F，根据牛顿第二定律2F(Mm)g(Mm)a解得F440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440 N，方向竖直向下(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg，绳的拉力F，吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律FFNMgMa解得FN275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为275 N，方向竖直向下法二：设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员对绳竖直向下的拉力大小为F，对吊椅的压力大小为FN.根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力大小为FN.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律FFNMgMa FFNmgma 由得F440 NFN275 N.答案：(1)440 N，方向竖直向下(2)275 N，方向竖直向下12如图所示，一质量为M5 kg的斜面体放在水平地面上，斜面体与地面的动摩擦因数为10.5，斜面高度为h0.45 m，斜面体与小物块的动摩擦因数为20.8，小物块的质量为m1 kg，起初小物块在斜面的竖直面上的最高点现在从静止开始在M上作用一水平恒力F，并且同时释放m，取g10 m/s2，设小物块与斜面间最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力，小物块可视为质点问： (1)要