1、课时跟踪检测(十)牛顿运动定律的综合应用一、单项选择题1电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8 N，关于电梯的运动(如图1所示)，以下说法正确的是(g取10 m/s2)()图1A电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s2B电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2D电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s22(2014沈阳二中模拟)质量均为5 kg的物块1、2放在光滑水平面上并用轻质弹簧秤相连，如图2所示，今对物块1、2分别施以
2、方向相反的水平力F1、F2且F120 N、F210 N，则弹簧秤的示数为()图2A30 NB15 NC20 N D10 N3(2014苏锡常镇四市模拟)如图3所示，在水平向右行驶的车厢内固定有一水平实验桌，其上放着质量分别为M、m (Mm)的A、B两物块，物块间夹着一处于压缩状态的轻质弹簧，两物块与桌面间的动摩擦因数均为，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，两物块与桌面始终相对静止。则()图3A车厢运动的加速度一定小于gB若剪断弹簧，物块与桌面有可能发生相对滑动C车厢处于减速运动状态时，弹簧最大压缩量一定比匀速时小D车厢处于加速运动状态时，弹簧最大压缩量一定比匀速时大4(2014青岛模拟)如图
3、4所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住，处于静止状态，现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是()图4A球做匀加速运动时竖直挡板对球的弹力比球处于静止状态时大B若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C斜面对球的弹力变大D斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma5(2014江苏省泰兴模拟)如图5所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。B与小车平板间的动摩擦因数为。若某时刻观察到细线偏离竖直方向角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为()图5Am
4、g，斜向右上方Bmg，斜向左上方Cmgtan ，水平向右Dmg，竖直向上6(2014湖北重点中学联考)如图6所示，在建筑工地，民工兄弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起，其中A的质量为m，B的质量为3 m，水平作用力为F，A、B之间的动摩擦因数为，在此过程中，A、B间的摩擦力为()图6AF B2FC.m(ga) Dm(ga)二、多项选择题7(2013南昌铁一中摸底)弹簧秤挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2 kg的物体。当升降机在竖直方向运动时，弹簧秤的示数始终是16 N。如果从升降机的速度为3 m/s时开始计时，则经过1 s，升降机的位移可能是(g取10
5、m/s2)()A2 m B3 mC4 m D8 m8(2013镇江第一中学质检)风洞实验室可产生水平方向大小可调节的风力。实验室中有两个质量不等的球A、B，用一轻质绳连接。把A球套在水平细杆上如图7所示，对B球施加水平风力作用，使A球与B球一起向右匀加速运动。若把A、B两球位置互换，重复实验，让两球仍一起向右做匀加速运动，已知两次实验过程中球的加速度相同，A、B两球与细杆的动摩擦因数相同。则两次运动过程中，下列物理量一定不变的是()图7A细绳与竖直方向的夹角B轻绳拉力的大小C细杆对球的支持力D风给小球的水平力9(2013邯郸摸底)如图8所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，
6、质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是()图8A无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小B若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变C若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大D若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小10(2014商丘模拟)如图9(a)所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图(b)所示。已知重力加速度g10
7、 m/s2，由图线可知()图9A甲的质量是2 kgB甲的质量是6 kgC甲、乙之间的动摩擦因数是0.2D甲、乙之间的动摩擦因数是0.6三、非选择题11有一个推矿泉水瓶的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下，均视为失败。其简化模型如图10所示，AC是长度为L15 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域。已知BC长度L21 m，瓶子质量m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦系数0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿
8、AC做直线运动，假设瓶子可视为质点，g取10 m/s2，那么该选手要想游戏获得成功，试问：图10(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？12(2014河南三市联考)如图11所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v010 m/s的速度沿木板向上运动，随着的改变，小物块沿木板滑行的距离s将发生变化，重力加速度g10 m/s2。图11(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。答 案1选B匀速运
9、动时，F1mg示数为8 N时，mgF2ma解得：a2 m/s2，方向向下，因此物体向下加速运动或向上减速运动，故B正确。2选B设两物块的质量为m，以两物块为一整体，应用牛顿第二定律可得：F1F22ma，再以物块2为研究对象，应用牛顿第二定律得：FTF2ma，由以上两式可解得FT15 N，B正确。3选AC先假设没有弹簧且车厢加速度达到g，则静摩擦力达到最大；再加上压缩的弹簧，一个静摩擦力要增加，另一个要减小，已经达到最大静摩擦力，不能再增加，故矛盾，故A正确。通过A选项分析，加速度ag；故剪断弹簧，两个物块均不会滑动，故B错误。车厢处于减速运动状态时，物块B所受静摩擦力较大，故物块B容易滑动；恰
10、好滑动时，有：mamgkx；车厢匀速运动，恰好滑动时，有：kxmg；故匀速时恰好滑动的弹力大，故车厢处于减速运动状态时，弹簧最大压缩量一定比匀速时小，故C正确。车厢处于加速运动状态时，物块A所受静摩擦力较大，故物块A容易滑动；恰好滑动时，有：mamgkx；车厢匀速运动，恰好滑动时，有：kxmg；故匀速时恰好滑动的弹力大，车厢处于加速运动状态时，弹簧最大压缩量一定比匀速时小，故D错误。4.选A对球受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：FN1FN2sin ma，FN2cos mg，由以上两式可得：FN2不随a的变化而变化，FN1随a的增大而增大，故A正确，B、C错误；斜面和挡板对球的弹力与重力三个力
11、的合力才等于ma，故D错误。5选A由图可知，小车向左做匀减速运动，其加速度大小agtan ；小车对物块B向右的静摩擦力为Ffmamgtan ；竖直向上的支持力FNmg，小车对物块B产生的作用力的大小为Fmg，方向为斜向右上方，故A正确。6选D由于A、B相对静止，故A、B之间的摩擦力为静摩擦力，A、B错误。设民工兄弟对A、B在竖直方向上的摩擦力为Ff，以A、B整体为研究对象可知在竖直方向上有2Ff(m3m)g(m3m)a，设B对A的摩擦力方向向下，大小为Ff，对A由牛顿第二定律有FfFfmgma，解得Ffm(ga)，D正确，C错误。7选AC根据弹簧秤的示数始终是16 N可知，升降机加速度方向向下
12、，mgFma，解得a2 m/s2。若升降机向下加速运动，经过1 s，升降机的速度为5 m/s，经过1 s，升降机的位移可能是4 m；若升降机向上减速运动，经过1 s，升降机的速度为1 m/s，经过1 s升降机的位移可能是2 m；选项A、C正确。8选CD由于AB两球质量不等，细绳与竖直方向的夹角，轻绳拉力的大小可能变化，选项A、B错误；两次运动过程中，受到水平风力一定不变，细杆对球的支持力一定不变，选项C、D正确。9选AD因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F3mgmg(3mm)a，系统加速度a都将减小，选项A对；若粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力mg、绳
13、子拉力T，FmgTma，a减小，F、mg不变，所以，T增大，选项B错；若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，所受摩擦力减小，选项C错；若粘在C木块上面，a减小，A的摩擦力减小，以AB为整体，有T2mg2ma，T减小，选项D对。10选BC由aF图像可知，当F48 N时，甲、乙两物体相对滑动，此过程中，Fm甲gm甲a，对应图线可得：m甲6 kg，将F60 N，a8 m/s2，代入上式可得0.2，B、C正确。11解析：(1)要想游戏获得成功，瓶滑到C点速度正好为零，力作用时间最长，设最长作用时间为t1，有力作用时瓶做匀加速运动，设加速度为a1，t1时刻瓶的速度为v，力停止作用后瓶做匀减速
14、运动，设此时加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：Fmgma1mgma2加速运动过程中的位移x1减速运动过程中的位移x2位移关系满足：x1x2L1又va1t1由以上各式解得：t1 s(2)要想游戏获得成功，瓶滑到B点速度正好为零，力作用距离最小，设最小距离为d，则：L1L2v22a1d联立解得d0.4 m答案：(1) s(2)0.4 m12解析：(1)当30时，小木块恰好能沿着木板匀速下滑。mgsin f，fmgcos 联立解得：。(2)对于小物块沿木板向上滑行，由动能定理，mgsin smgcos s0mv02，解得s。令asin cos 设cos ，则asin()当/2时，a存在最大值am2。即sin cos ，60时，s最小。对应的最小值s5m。答案：(1)(2)605m