1、课时9第三节牛顿运动定律的综合应用一、选择题1. (2010年高考海南卷)如图所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A加速下降 B加速上升C减速上升 D减速下降解析：选BD.当木箱静止时，箱顶对物块的压力为FN，方向竖直向下弹簧对木块向上的压力为F，由平衡条件有FNmgF，故Fmg.当物块对箱顶刚好无压力时，FN0，而弹簧的压缩量未变弹簧对物块的压力大小和方向均未变，仍为F，物块所受合外力应为Fmg，方向竖直向上，即加速度竖直向上，因此木箱运动状态可能为加速上升
2、或减速下降，选项B、D正确2. (2011年浙江温州调研)如图所示，运动员“10 m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是()A运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大B运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小D运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小解析：选BD.运动员由BC的过程中，先向下加速后
3、向下减速，即先失重后超重，但跳板的形变量一直变大，所以跳板所受的压力一直变大，A项错，B项对；运动员由CB的过程中，先向上加速后向上减速，即先超重后失重，跳板所受的压力一直变小，C项错，D项对3(2011年金陵中学上学期期中测试)一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至屋顶的雨滴能尽快地流离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，且屋顶的底边长是固定的，那么图所示四种情况中符合要求的是()解析：选C.本题考查了牛顿第二定律和运动学的结合问题设底边长为L，坡度夹角为，可以求出房顶到屋檐的距离为，可由牛顿第二定律得出下淌的加速度为gsin，由运动学公式可以得出gsin
4、t2，故t，因此当290即45时，雨滴下淌的时间最短4. (2011年长沙模拟)如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是()A质量为2m的木块受到四个力的作用B当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断C当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳还不会被拉断D轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT答案：C5. (2011年泉州模拟)如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B，A、B的质量均为2 kg
5、，它们处于静止状态，若突然将一个大小为10 N，方向竖直向下的力施加在物块A上，则此瞬间，A对B的压力大小为(g10 m/s2)()A10 N B20 NC25 N D30 N解析：选C.对AB整体分析，当它们处于静止状态时，弹簧的弹力等于整体AB的重力，当施加力F的瞬间，弹力在瞬间不变，故A、B所受合力为10 N，则aF合/(2m)2.5 m/s2，后隔离A物块受力分析，得FmgFNma，解得FN25 N，所以A对B的压力大小也等于25 N.6. (2011年淮阴中学高三学情调研)物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为A、B，用水平拉力F拉物
6、体A、B，所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示，则()AAB，mAmBBAB，mAmBC可能有mAmBDAmB解析：选B.本题考查了用图象处理动力学问题斜率表示物体质量的倒数，所以A的质量小于B的质量，A的重力小于B的重力，由于横坐标截距为物体受到的摩擦力大小，则A、B受到的摩擦力相等，那么AB，所以B正确7(2011年南通一模)如图甲所示，质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为，物块与该斜面间的动摩擦因数tan，图乙中表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向)，可能正确的是()解析：选AC.本题考查了用牛顿运动定律处理斜
7、面问题物块的运动情况是先向上做减速运动，所受滑动摩擦力为mgcos，方向沿斜面向下，达到最高点后由于tan即mgsinm，FfF，方向向右，D正确如果Mm，Ff0，A正确如果Mm，FfF，负号表示方向水平向左，C正确，B错误二、计算题11(2011年皖南八校联考)如图所示，水平面上放有质量均为m1 kg的物块A和B(均视为质点)，A、B与地面的动摩擦因数分别为10.4和20.1，相距l0.75 m现给物块A一初速度使之向物块B运动，与此同时给物块B一个F3 N水平向右的力使其由静止开始运动，经过一段时间A恰好能追上B.g10 m/s2.求：(1)物块B运动的加速度大小；(2)物块A初速度大小解
8、析：(1)对B，由牛顿第二定律得：F2mgmaB解得aB2 m/s2.(2)设物块A经过t时间追上物块B，对物块A，由牛顿第二定律得：1mgmaAxAv0taAt2xBaBt2恰好追上的条件为：v0aAtaBtxAxBl联立各式并代入数据解得：t0.5 s，v03 m/s.答案：(1)2 m/s2(2)3 m/s12(2011年岳阳模拟)如图所示，在倾角37的足够长的固定的斜面底端有一质量m1.0 kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F10.0 N，方向平行斜面向上，经时间t14.0 s绳子突然断了，(sin370.60，cos370.80，g
9、10 m/s2)求：(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断开到物体再返回到斜面底端的运动时间？解析：(1)物体在绳断前受重力、支持力、拉力、摩擦力四力匀加速沿斜面向上运动，由牛顿第二定律得Fmgsinmgcosma1又va1t1解得v8 m/s.(2)绳断前的位移为x1t116 m绳断后，物体受三个力匀减速运动直到停止，由牛顿第二定律mgsinmgcosma2va2t2解得t21 sx2t24 m物体从斜面下滑的位移为：xx1x220 m加速下滑的加速度为a34 m/s2下滑的时间为t3 s故从绳子断开到物体再返回到斜面底端的运动时间tt2t3(1) s.答案：(1)8 m/s(2)(1) s