高中物理第一轮复习 牛顿第二定律的综合应用



单选题 (共 8 题 ),每题只有一个选项正确
如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上.横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变.将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关.若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将
$\text{A.}$ 逐渐增大 $\text{B.}$ 逐渐减小 $\text{C.}$ 先增大后减小 $\text{D.}$ 先减小后增大

如图所示,质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑凹槽内有一质量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球圆心的连线与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g,则下列说法正确的是

$\text{A.}$ 小铁球受到的合外力方向水平向左 $\text{B.}$ 凹槽对小铁球的支持力大小为 mg/sina $\text{C.}$ 凹槽与小铁球组成的系统的加速度大小a=gtan α $\text{D.}$ 推力大小F=Mgtan α

如图所示,飞机场运输行李的倾斜传送带保持恒定的速率运行,将行李箱无初速度地放在传送带底端,当传送带将它送入飞机货舱前行李箱已做匀速运动.假设行李箱与传送带之间的动摩擦因数为μ,传送带与水平面的夹角为θ,已知滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,下列说法正确的是

$\text{A.}$ 要实现这一目的前提是μ < tan θ $\text{B.}$ 做匀速运动时,行李箱与传送带之间的摩擦力为零 $\text{C.}$ 全过程传送带对行李箱的摩擦力方向沿传送带向上 $\text{D.}$ 若使传送带速度足够大,可以无限缩短传送的时间

图甲为一转动的传送带,以恒定的速率v顺时针转动.在传送带的右侧有一滑块以初速度v0从光滑水平面滑上传送带,运动一段时间后离开传送带,这一过程中滑块运动的v-t图像如图乙所示.由图像可知滑块

$\text{A.}$ 从右端离开传送带 $\text{B.}$ 从左端离开传送带 $\text{C.}$ 先受滑动摩擦力的作用,后受静摩擦力的作用 $\text{D.}$ 变速运动过程中受滑动摩擦力的作用

如图所示,水平匀速转动的传送带左右两端相距L=3.5 m,物块A(可看作质点)以水平速度v0=4 m/s滑上传送带左端,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,设A到达传送带右端时的瞬时速度为v,g取10 m/s2,下列说法不正确的是
$\text{A.}$ 若传送带速度等于2 m/s,物块不可能先做减速运动后做匀速运动 $\text{B.}$ 若传送带速度等于3.5 m/s,v可能等于3 m/s $\text{C.}$ 若A到达传送带右端时的瞬时速度v等于3 m/s,传送带可能沿逆时针方向转动 $\text{D.}$ 若A到达传送带右端时的瞬时速度v等于3 m/s,则传送带的速度不大于3 m/s

如图所示,质量为M的长木板A以速度v0在光滑水平面上向左匀速运动,质量为m的小滑块B轻放在木板左端,经过一段时间恰好从木板的右端滑出,小滑块与木板间的动摩擦因数为μ,下列说法中正确的是
$\text{A.}$ 若只增大m,则小滑块不能滑离木板 $\text{B.}$ 若只增大M,则小滑块在木板上运动的时间变短 $\text{C.}$ 若只增大v0,则小滑块离开木板的速度变大 $\text{D.}$ 若只减小μ,则小滑块滑离木板过程中小滑块对地的位移变大

如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上.已知滑块和木板的质量均为2 kg,现在滑块上施加一个F=0.5t (N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是
$\text{A.}$ 滑块与木板间的动摩擦因数为0.4 $\text{B.}$ 木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2 $\text{C.}$ 图乙中t2=24 s $\text{D.}$ 木板的最大加速度为2 m/s2

如图所示,水平传送带AB间的距离为16 m,质量分别为2 kg、4 kg的物块P、Q通过绕在光滑定滑轮上的细线连接,Q在传送带的左端,且连接物块Q的细线水平,当传送带以8 m/s的速度逆时针转动时,Q恰好静止.重力加速度取g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当传送带以8 m/s的速度顺时针转动时,下列说法正确的是
$\text{A.}$ Q与传送带间的动摩擦因数为0.6 $\text{B.}$ Q从传送带左端滑到右端所用的时间为2.4 s $\text{C.}$ Q从传送带左端滑到右端,相对传送带运动的距离为4.8 m $\text{D.}$ Q从传送带左端滑到右端的过程细线受到的拉力大小恒为20 N

多选题 (共 12 题 ),每题有多个选项正确
光滑水平面上放有相互接触但不粘连的两个物体A、B,物体A质量m1=1 kg,物体B质量m2=2 kg.如图所示,作用在两物体A、B上的力随时间变化的规律分别为FA=3+2t(N)、FB=8-3t(N).下列说法正确的是

$\text{A.}$ t=0时,物体A的加速度大小为3 m/s2 $\text{B.}$ t=1 s时,物体B的加速度大小为2.5 m/s2 $\text{C.}$ t=1 s时,两物体A、B恰好分离 $\text{D.}$ t= s时,两物体A、B恰好分离

我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车.假设某列动车组各车厢质量均相等,在做匀加速直线运动时每节动车提供的动力均为F,动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为Ff.该动车组由8节车厢组成,其中第1、3、6节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组

$\text{A.}$ 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 $\text{B.}$ 做匀加速直线运动时,第5、6节车厢间的作用力为1.125F $\text{C.}$ 做匀加速直线运动时,第5、6节车厢间的作用力为0.125F $\text{D.}$ 做匀加速直线运动时,第6、7节车厢间的作用力为0.75F

如图,P、Q两物体叠放在水平面上,已知两物体质量均为m=2 kg,P与Q间的动摩擦因数为μ1=0.3,Q与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10 m/s2,当水平向右的外力F=12 N作用在Q物体上时.下列说法正确的是

$\text{A.}$ Q对P的摩擦力方向水平向右 $\text{B.}$ 水平面对Q的摩擦力大小为2 N $\text{C.}$ P与Q之间的摩擦力大小为4 N $\text{D.}$ P与Q发生相对滑动

如图所示,置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接,在水平恒力F的作用下,A、B以相同的加速度向右运动.A、B的质量关系为mA>mB,它们与地面间的动摩擦因数相等.为使弹簧稳定时的伸长量增大,下列操作可行的是
$\text{A.}$ 仅增大B的质量 $\text{B.}$ 仅将A、B的位置对调 $\text{C.}$ 仅增大水平面的粗糙程度 $\text{D.}$ 仅增大水平恒力F

如图所示,细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,静止时细线与斜面平行,(已知重力加速度为g).则
$\text{A.}$ 当滑块向左做匀速运动时,细线的拉力大小为0.5mg $\text{B.}$ 若滑块以加速度a=g向左加速运动时,线的拉力大小为mg $\text{C.}$ 当滑块以加速度a=g向左加速运动时,小球对滑块的压力不为零 $\text{D.}$ 当滑块以加速度a=2g向左加速运动时,线的拉力大小为2mg

物块B放在光滑的水平桌面上,其上放置物块A,物块A、C通过细绳相连,细绳跨过定滑轮,如图所示,物块A、B、C质量均为m,现释放物块C,A和B一起以相同加速度加速运动,不计细绳与滑轮之间的摩擦力,重力加速度大小为g,A、B未与滑轮相撞,C未落地,则细绳中的拉力大小及A、B间的摩擦力大小分别为


$\text{A.}$ $F_{ T }=m g$ $\text{B.}$ $F_{ T }=\frac{2}{3} m g$ $\text{C.}$ $F_{ f }=\frac{2}{3} m g$ $\text{D.}$ $F_{ f }=\frac{1}{3} m g$

如图甲所示,用一水平力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑固定斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示,重力加速度取g=10 m/s2,根据图乙中所提供的信息可以计算出


$\text{A.}$ 物体的质量 $\text{B.}$ 斜面倾角的正弦值 $\text{C.}$ 加速度为6 m/s2时物体的速度 $\text{D.}$ 物体能静止在斜面上所施加的最小外力

如图甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A,滑块A受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出滑块A的加速度a,得到如图乙所示的a-F图像,A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,则


$\text{A.}$ 滑块A的质量为4 kg $\text{B.}$ 木板B的质量为2 kg $\text{C.}$ 当F=10 N时滑块A加速度为6 m/s2 $\text{D.}$ 滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.2

如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取10 m/s2.


由题给数据可以得出

$\text{A.}$ 木板的质量为1 kg $\text{B.}$ 2~4 s内,力F的大小为0.4 N $\text{C.}$ 0~2 s内,力F的大小保持不变 $\text{D.}$ 物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动,其运动过程可类比为如图所示的模型,倾角为 $37^{\circ}$ 的斜坡上有长为 1 m 的滑板,滑板与沙间的动摩擦因数为 $\frac{21}{40}$ 小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静止开始下滑,小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料,假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为 0.4 ,小孩的质量与滑板的质量相等,斜坡足够长, $\sin 37^{\circ}=0.6, ~ \cos 37^{\circ}=0.8, ~ g$ 取 $10 m / s ^2$ ,则下列判断正确的是


$\text{A.}$ 小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s2 $\text{B.}$ 小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.8 m/s2 $\text{C.}$ 经过1 s的时间,小孩离开滑板 $\text{D.}$ 小孩离开滑板时的速度大小为0.8 m/s

如图甲所示,粗糙的水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上的最右端.现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动,一段时间后撤去力F.滑块、长木板的速度时间图像如图乙所示,已知滑块与长木板的质量相等,滑块Q始终没有从长木板P上滑下.重力加速度取g=10 m/s2.则下列说法正确的是
$\text{A.}$ t=9 s时长木板P停下来 $\text{B.}$ 长木板P的长度至少是7.5 m $\text{C.}$ 滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数是0.5 $\text{D.}$ 滑块Q在长木板P上滑行的相对位移为12 m

如图甲所示,光滑水平面上静置一个薄长木板,长木板上表面粗糙,其质量为M,t=0时刻,质量为m的物块以速度v水平滑上长木板,此后木板与物块运动的v-t图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是
$\text{A.}$ M=m $\text{B.}$ M=2m $\text{C.}$ 木板的长度为8 m $\text{D.}$ 木板与物块间的动摩擦因数为0.1

解答题 (共 3 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
.一个质量m=0.5 kg的小物块(可看为质点),以v0 =2 m/s的初速度在平行斜面向上的拉力F=6 N作用
下沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=8 m,已知斜面倾角θ=37°,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:


(1)物块加速度a的大小;
(2)物块与斜面之间的动摩擦因数μ;
(3)若拉力F的大小和方向可调节,如图所示,为保持原加速度不变,F的最小值是多少.

如图甲所示,在顺时针匀速转动且倾角为θ=37°的传送带底端,一质量m=1 kg的小物块以某一初速度向上滑动,传送带足够长,物块的速度与时间(v-t)关系的部分图像如图乙所示,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,求:

(1)物块与传送带之间的动摩擦因数μ;
(2)物块沿传送带向上运动的最大位移;
(3)物块向上运动到最高点的过程中相对传送带的路程.

如图所示,一质量M=2 kg的长木板B静止在粗糙水平面上,其右端有一质量m=2 kg的小滑块A,对B施加一水平向右且大小为F=14 N的拉力;t=3 s后撤去拉力,撤去拉力时滑块仍然在木板上.已知A、B间的动摩擦因数为μ1=0.1,B与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2,重力加速度取g=10 m/s2.


(1)求有拉力时木板B和滑块A的加速度大小;
(2)要使滑块A不从木板B左端掉落,求木板B的最小长度.

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