1、专题突破练2牛顿运动定律与直线运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共8小题,每小题8分,共64分。在每小题给出的四个选项中,第16小题只有一个选项符合题目要求,第78小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错或不答的得0分)1.(2022山西孝义一模)t=0时刻汽车a和b沿两条平直的平行车道以相同速度同时经过同一地点,如图,直线a和曲线b分别是这两车行驶的速度时间图象,由图可知()A.在t1时刻,两车运动方向相反B.在t1时刻,两车再次相遇C.在0t1这段时间内,b车的速度先增大后减小,但方向不变D.在0t1这段时间内,b车的平均速度等于v1+v222
2、.(2022河北唐山期末)随着科学技术的发展,具有自主知识产权的汽车越来越多;现有两辆不同型号的汽车甲、乙,在同一平直公路上,从同一地点,朝相同的方向做直线运动,它们的v-t图象如图所示,则()A.两车加速阶段的加速度大小之比为31B.乙车追上甲的时刻为15 s末C.乙刚出发时,甲车在其前方25 m处D.15 s后两车间距开始逐渐增大3.(2022天津南开中学模拟)如图所示,在光滑的水平面上有甲、乙两个木块,质量分别为m1和m2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,现用一水平力F向左推木块乙,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是()A.L+m2F(m1+m2)kB.L+m2
3、Fm1kC.L-m1F(m1+m2)kD.L-m1Fm2k4.(2022湖北仙桃、天门、潜江联考)如图所示,粗糙水平面上并排放着两个长方体木块A、B,质量分别为mA=m,mB=3m,与水平面间的动摩擦因数均为,木块A通过轻质水平弹簧与竖直墙壁相连,现用外力缓缓向左水平推木块B,使木块A、B一起向左缓慢移动一段距离后突然撤去外力,木块A、B由静止开始向右运动,当弹簧弹力大小为F时(木块A、B未分离),则()A.木块A对木块B的作用力大小一定为3F4B.木块A对木块B的作用力大小一定为F4C.木块A对木块B的作用力大小一定为34F-3mgD.木块A对木块B的作用力大小一定为F-mg5.(2022安
4、徽皖北协作区联考)如图所示,在光滑的水平面上有一个质量为m的木板B处于静止状态,现有一个质量为m的木块A从B的左端以初速度v0=3 m/s开始水平向右滑动,已知mm。用和分别表示木块A和木板B的图象,在木块A从B的左端滑到右端的过程中,下面关于二者速度v随时间t的变化图象,其中可能正确的是()6.(2022山东泰安期中)如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为mA=6 kg,mB=2 kg,A、B之间的动摩擦因数=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对A施加一水平力F,则A、B的加速度可能是(g取10 m/s2)()A.aA=6 m/s2,aB=2 m/s2B.
5、aA=2 m/s2,aB=6 m/s2C.aA=8 m/s2,aB=4 m/s2D.aA=10 m/s2,aB=6 m/s27.(2022河南商丘期末)如图甲所示,质量为2m足够长的木板B放在粗糙水平面上,质量为m的物块A放在木板B的右端。且A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。现对木板B施加一水平变力F,F随t变化的关系如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.在t=3 s以前,A受到的摩擦力水平向右B.在t=4 s时,A的加速度大小为13gC.在t=5 s时,A受到的摩擦力大小为0.5mgD.在t=6 s以后,A受到的摩擦力大小为mg8.(2022福建四地六校模拟)如图
6、所示,传送带与水平面夹角为,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数xa。在0t1这段时间内,a车做匀变速直线运动,平均速度va=xat=v1+v22,b车平均速度vb=xbtv1+v22,故D项错误。2.C解析 甲车加速阶段的加速度a甲=vt=105 m/s2=2 m/s2;乙车的加速度a乙=vt=1015-5 m/s2=1 m/s2;则两车加速阶段的加速度大小之比为21,选项A错误;15 s末两车速度相等,此时由图象可知,甲车的位移大于乙车,两车没相遇,选项B错误;乙刚出发时,甲车在其前方12510 m=25 m处,选项C正确;15
7、 s前甲车的速度大于乙车,两车距离逐渐变大;15 s后乙车的速度超过甲车,两车间距逐渐减小,选项D错误。3.C解析 对甲乙做成的整体,根据牛顿第二定律可知:F=(m1+m2)a,对物体甲:kx=m1a,解得x=m1F(m1+m2)k,则此时两木块之间的距离是L-m1F(m1+m2)k,选项C正确。4.A解析 当弹簧弹力大小为F时,设木块A对木块B的作用力大小为FN。根据牛顿第二定律,对A、B整体有:F-4mg=4ma,对B有FN-3mg=3ma,联立解得:FN=34F,故选A。5.C解析 木块A滑上B时,A做匀减速直线运动,B做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得aA=mgm,aB=mgm,已知
8、maB,即斜率的绝对值应大于的斜率,故A、B错误。若A不能滑下,则两者最终共速,若A滑下,则A的速度较大,B的速度较小,故C项正确,D项错误。6.D解析 对B而言,当A、B间的摩擦力达到最大值时,此时的加速度达到最大,则Ffm=mAg=12 N,则最大加速度a=mAgmB=6 m/s2。对整体运用牛顿第二定律可得F=(mA+mB)a=48 N,即当拉力增加到48 N时,发生相对滑动,当F48 N时,aA=aB6 m/s2,当F48 N时,aAaB,且aA6 m/s2,aB=6 m/s2恒定不变,故D正确。7.BD解析 A相对B即将滑动时,A加速度为aA=g,B加速度aB=F-4mg2m,且有a
9、A=aB,解得F=6mg。所以F=6mg时,A相对B即将滑动,在t=6 s以后,A受到的摩擦力大小为mg,故D正确;A随B一起将要滑动时,aAB=F-3mg3m=0,解得F=3mg,所以在t=3 s以前,AB静止不动,A受到的摩擦力为0,故A错误;当t=4 s时,A随B一起滑动时,A的加速度大小为aAB=F-3mg3m=4mg-3mg3m=13g,故B正确;在t=5 s时,A随B一起滑动时,A受到的摩擦力大小Ff=maAB=m5mg-3mg3m=23mg,故C错误;故选BD。8.BD解析 在刚开始时,由于木块的速度小于传送带的速度,所以木块受到的摩擦力方向向下,此时a1=mgsin+mgcos
10、m=gsin +gcos 。若到达传送带最低端时,木块的速度仍没有达到和传送带的速度相同,则整个过程中木块都是以加速度a1做匀加速直线运动。若在到达底端前速度和传送带的速度相同了,则由tan 知,木块继续沿传送带加速向下运动,但是此时摩擦力的方向沿斜面向上,再由牛顿第二定律求出此时的加速度a2=mgsin-mgcosm=gsin -gcos a1,图象的斜率表示加速度,所以第二段的斜率变小,故BD正确。二、计算题(本题共2个小题,共36分)9.答案 (1)0.875(2)4 s解析 (1)在AB过程,物体做匀减速直线运动:L1=v02-02a1,可得a1=1 m/s2根据牛顿第二定律:1mgc
11、os 37-mgsin 37=ma1,故1=0.875。(2)在BC过程,物体先匀加速:a2=2g=3 m/s2,t1=v-0a2=2 s,x1=0+v2t1=6 m。共速后,物体做匀速直线运动:x2=L2-x1=12 m,t2=x2v=2 s,故t总=t1+t2=4 s。10.答案 (1)0.5 s(2)8.25 m/s解析 (1)小物块从离开平板车至落到地面为平抛运动t=2hg=21.2510 s=0.5 s(2)小物体在平板车上向右做加速直线运动的加速度为a1=mgm=2 m/s2小物体向右运动位移为x1=12a1t12小物体离开平板车的速度为v1=a1t1平板车的加速度为a2=F-mgM=18-0.2104 m/s2=4 m/s2平板车向右的位移为x2=12a2t12x2-x1=L联立解得t1=1.5 s此时平板车的速度:v2=a2t1=6 m/s物块离开小车后小车的加速度a3=FM=184 m/s2=4.5 m/s2物块落地时小车的速度:v=v2+a3t=(6+4.50.5) m/s=8.25 m/s
