1、重点强化卷(二)牛顿运动定律的应用(建议用时：60分钟)(教师用书独具)一、选择题1下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是()A用天平测量物体的质量B用弹簧测力计测物体的重力C用温度计测舱内的温度D用水银气压计测舱内气体的压强【解析】绕地球飞行的太空实验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平支持物没有压力，对悬挂物没有拉力用天平测量物体质量时，利用的是物体和砝码对盘的压力产生的力矩，压力为0时，力矩也为0，因此在大空实验舱内不能完成同理，水银气压计也不能测出舱内气体压强物体处于失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧测力计不能测出物体的重力温度计是利用了热
2、胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度故只有选项C正确【答案】C2利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h.计算机显示该同学受到地面支持力N随时间变化的图像如图1所示根据图像提供的信息，以下判断错误的是 ()图1A在0至t2时间内该同学处于失重状态B在t2至t3时间内该同学处于超重状态Ct3时刻该同学的加速度为零D在t3至t4时间内该同学的重心继续下降【解析】由图像可以看出，在0至t2时间内该同学受到地面支持力小于重力，由牛顿第二定律可知该同学处于失重状态，而在t2至t3时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，
3、A、B正确；t3时刻该同学受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛顿第二定律可知a0，C错误；在t3至t4时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，D正确【答案】C3如图2所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是()图2A2 m/s2B4 m/s2C6 m/s2 D8 m/s2【解析】当弹簧测力计甲的示数变为8 N时，弹簧测力计乙的示数变为12 N，这时物块所受的合力
4、为4 N由牛顿第二定律Fma得物块的加速度a4 m/s2，故选项B正确【答案】B4行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假设乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 N B400 NC350 N D300 N【解析】汽车的速度v090 km/h25 m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a m/s25 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得：Fma705 N350 N，所以选项C正确【答案】C5(多
5、选)如图3所示，质量为2 kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为xt 2t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，取g10 m/s2，以下结论正确的是()图3A匀变速直线运动的初速度为1 m/sB物体的位移为12 m时速度为7 m/sC水平恒力F的大小为4 ND水平恒力F的大小为12 N【解析】根据xv0tat 2和xt 2t，知v01 m/s，a2 m/s2，故A正确；根据v2v2ax得，v m/s7 m/s，故B正确；根据牛顿第二定律得，Fmgma，解得Fmamg12 N，故C错误，D正确【答案】ABD6已知空气阻力与速率成正比，某小球在竖直上抛后运动的
6、全过程中的速度时间(vt)图像可能正确的是()【解析】设物体所受的阻力fkv，物体的质量为m，则在物体上升的过程中有mgfma1，即mgkvma1，a1g，由于上升过程中物体的速度越来越小，物体的加速度a1越来越小，故vt图像的斜率的绝对值越来越小在下落过程中有mgkvma2，a2g下落过程中物体的速度越来越大，物体的加速度越来越小，则vt图像的斜率的绝对值也越来越小，故A正确【答案】A7如图4所示，质量为10 kg的物体拴在一个被水平拉伸的轻质弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体处于静止状态若小车以1 m/s2的加速度水平向右运动(g取10 m/s2)，则() 图4A物体相对小车仍然静止B物
7、体受到的摩擦力增大C物体受到的摩擦力减小D物体受到的弹簧拉力增大【解析】由初始条件知，静止时物体的摩擦力大小为5 N，最大静摩擦力fmax5 N；当小车向右加速运动时，取向右为正方向，假设物体仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5f101，f5 N，因为f5 N，则A正确，B、C错误；由于物体没有滑动，弹簧长度不变，拉力不变，D错误【答案】A8如图5所示，小球A、B的质量分别是m和2m，用轻质弹簧相连，然后用细绳悬挂而静止，则在剪断细绳的瞬间，A、B的加速度分别是 ()图5AaA0，aB0BaA3g，aB0CaAg，aB2gDaA0，aB3g【解析】物体在某一瞬间的加速度由这一时刻的合外力决定，此
8、题分析剪断细绳瞬间两球的受力情况是关键在没有剪断前，A、B都静止，加速度都为零，分别对A、B进行受力分析，如图甲、乙所示对B进行受力分析有F弹2mg，对A进行受力分析有TmgF弹3mg.当剪断细绳瞬间，弹簧形变来不及恢复，即F弹、F弹不变，而T立即消失，则A受力如图丙所示，F合mgF弹maA，即aA3g，B受力不变，合外力为零，加速度为零【答案】B9(多选)如图6所示，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品P和Q夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，P和Q的质量分别为2m和3m，水平力为F，P和Q间动摩擦因数为，在此过程中 ()图6AP受到Q的摩擦力方向一定竖直向下BP受到Q的摩擦
9、力大小为2FCP受到Q的摩擦力大小为0.5m(ga)DP受到Q的摩擦力大小为1.5m(ga)【解析】设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为f1，设P受到Q的摩擦力大小为f2、方向竖直向上对P、Q整体及P分别应用牛顿第二定律有2f15mg5ma，f1f22mg2ma，联立解得f20.5m(ga)，负号说明P受到Q的摩擦力方向向下，A、C正确【答案】AC二、计算题10如图7所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，细绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA8 kg和mB2 kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数0.1，物块B距地面的高度h0.15
10、m，桌面上部分的绳足够长现将物块B从h高处由静止释放，直至A停止运动求A在水平桌面上运动的时间(g取10 m/s2)图7【解析】B落地前，以B为研究对象，由牛顿第二定律得mBgTmBa1，同理，以A为研究对象，TfmAa1，NAmAg0，且fNA，解得a11.2 m/s2.B落地前做匀加速直线运动，位移ha1t，解得t10.5 s，匀加速运动的末速度va1t10.6 m/s.B落地后，A在摩擦力作用下做匀减速运动，由fmAa2得a2g1 m/s2.A做匀减速运动的时间t20.6 sA在水平桌面上运动的时间tt1t21.1 s.【答案】1.1 s11如图8所示，水平地面上放置一个质量为m10 k
11、g的物体，在与水平方向成37角的斜向右上方的拉力F100 N的作用下沿水平地面从静止开始向右运动，物体与地面间的动摩擦因数为0.5.求：5 s末物体的速度大小和5 s内物体的位移大小(sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2)图8【解析】以物体为研究对象进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得水平方向：Fcos fma竖直方向：NFsin mg0 又fN 联立得：a6 m/s25 s末的速度大小为：vat65 m/s30 m/s5 s内的位移为：xat 2652 m75 m.【答案】30 m/s75 m12如图9所示，光滑水平面上放着长L2 m，质量为M4.5 kg的木板(厚
12、度不计)，一个质量为m1 kg的小物体放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数0.1，开始均静止今对木板施加一水平向右的恒定拉力F，(g取10 m/s2)求：图9(1)为使小物体不从木板上掉下，F不能超过多少(2)如果拉力F10 N，小物体能获得的最大速度【解析】(1)物块随木板运动的最大加速度为a对小物体由牛顿第二定律： mgma对整体由牛顿第二定律得：Fm(Mm)a 解得：Fm5.5 N(2)因施加的拉力F 5.5 N，故物块相对木板相对滑动，木板对地运动的加速度为a1，对木板由牛顿第二定律：F mgMa1物块在木板上相对运动的时间为t， La1t 2at 2解得：t2 s物块脱离木板时的速度最大，vmat2 m/s【答案】(1)5.5 N(2)2 m/s