1、第3讲 牛顿运动定律的应用知识巩固练1(2020年济南期末)在升降机底部安装一个加速度传感器，其上放置了一个质量为m小物块，如图甲所示升降机从t0时刻开始竖直向上运动，加速度传感器显示加速度a随时间t变化如图乙所示取竖直向上为正方向，重力加速度为g，以下判断正确的是()A在02t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态B在t03t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态Ctt0时刻，物块所受的支持力大小为mgDt3t0时刻，物块所受的支持力大小为2mg【答案】D【解析】由乙图可知，在02t0时间内，物块的加速度方向向上，先处于超重状态，A错误；由乙图可知，在t03t0时间内，物块的加速
2、度方向向上，处于超重状态，B错误；由乙图可知，tt0时刻，物块的加速度ag，根据牛顿第二定律Nmgmg，得N2mg，C错误；由乙图可知，t3t0时刻，物块的加速度ag，根据牛顿第二定律Nmgmg，得N2mg，D正确2a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，如图所示，则()Ax1一定等于x2Bx1一定大于x2C若m1m2，则x1x2D若m1m2，则x1x2【答案】A【解析】当用恒力F竖直向上拉着a时，先用整
3、体法，有F(m1m2)g(m1m2)a1，再隔离b，有kx1m2gm2a1，联立得x1.当沿水平方向拉着a时，先用整体法，有F(m1m2)a2，再隔离b，有kx2m2a2，联立得x2，故x1x2，故A正确3如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木板上，两者之间的动摩擦因数为，现对物块m施加水平向右的恒力F，若恒力F超过某一临界数值，长木板与物块将出现相对滑动已知重力加速度大小为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力，则恒力F的临界数值为()AmgBMgCmgDmg【答案】C【解析】以物块m为研究对象，根据牛顿第二定律，有Fmgma1，以长木板M为
4、研究对象，根据牛顿第二定律，有mgMa2，若两者出现相对滑动应有a1a2，联立解得Fmg，故C正确4(2020年湖南师大附中月考)如图所示，一同学用双手(手未画出)水平对称地用力将两长方体课本夹紧，且同时以加速度a竖直向上匀加速捧起已知课本A质量为m，课本B质量为2m，手的作用力大小为F，书本A、B之间动摩擦因数为，用整体法与隔离法可分析出此过程中，书A受到书B施加的摩擦力大小为()AFB2FCm(ga)Dm(ga)【答案】C5(2020年顺县二中期末)(多选)如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车质量为M5 kg，小车上静止地放置着质量为m1 kg的木块，和小车间的动摩擦因数为0.2，用水
5、平恒力F拉动小车，下列关于木块的加速度am和小车的加速度aM可能正确的有()Aam1 m/s2，aM1 m/s2Bam1 m/s2，aM2 m/s2Cam2 m/s2，aM4 m/s2Dam3 m/s2，aM5 m/s2【答案】AC【解析】当拉力较小时，两物体一起加速度运动；当拉力增大到一定值时，两物体发生相对滑动，此后m受到的是滑动摩擦力，故其加速度恒定为a2 m/s2，因此当系统加速度小于等于2 m/s2时，两物体一起运动，加速度相同，故A正确，B错误；发生相对滑动后，m的加速度大小恒为2 m/s2且am2，m1m2，则杆受到压力B若12，m1m2，则杆受到拉力C若12，m1m2，则杆受到
6、压力D若12，m1m2，则杆不受到作用力【答案】AD【解析】假设杆无弹力，滑块受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有m1gsin 1m1gcos m1a1，解得a1g(sin 1cos )，同理a2g(sin 2cos )，若12，则a1a2，B加速度较大，则杆受到压力，故A正确；若12，则a1a2，两个滑块加速度相同，说明无相对滑动趋势，故杆无弹力，故B错误，D正确；若12，则a1a2，A加速度较大，则杆受到拉力，故C错误10(2020届赣州名校一模)(多选)如图所示，传送带与水平面之间的夹角30，传送带两端A、B间的距离l5 m，传送带在电动机的带动下以v1 m/s的速度沿顺时针
7、方向匀速运动，现将一质量m10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带上的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从A点输送到B点的过程中(g取10 m/s2)()A小物体在传送带上运动的时间为5 sB传送带对小物体做的功为255 JC电动机做的功为255 JD小物体与传送带间因摩擦产生的热量为15 J【答案】BD【解析】物体刚放上A点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，物体做匀加速直线运动，此时a1g(cos sin )2.5 m/s2，假设物体能与皮带达到相同的速度，则物体加速上滑的位移x10.2 mmgsin ，故之后小物体将向上做匀速运动，运动的时间t24.8 s，故运
8、动的总时间tt1t25.2 s，故A错误；小物体运动到B点的速度为1 m/s，从A到B，由动能定理，有W传mgLsin mv20，解得W传255 J，故B正确；在相对滑动时，s相vt1x10.2 m，则物体与传送带间因摩擦产生的热量Qmgcos s相15 J，故D正确；由功能关系，可知电动机做的功等于物体增加的机械能和因滑动摩擦而产生的热量，则W电W传Q270 J，故C错误11(2020届重庆南开中学期末)如图所示，质量M1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数10.1，在木板的左端放置一个质量m1 kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数20.4，g取10 m/s2，在铁块上加一个水平向右的拉力，则：(1)F增大到多少时，铁块能在木板上发生相对滑动？(2)若木板长L1 m，水平拉力恒为8 N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？解：(1)设FF1时，铁块、木板恰好保持相对静止，此时两者的加速度相同，两者间的静摩擦力达到最大对木板，根据牛顿第二定律，得2mg1(mM)gMa，解得a2 m/s2.以铁块和木板整体为研究对象，根据牛顿第二定律，有F11(mM)g(mM)a，解得F16 N.(2)铁块的加速度大小a14 m/s2，木板的加速度大小a22 m/s2，设经过时间t铁块运动到木板的右端，则有a1t2a2t2L，解得t1 s.6