专题:牛顿运动定律的综合应用

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1、专题:牛顿运动定律的综合应用一、选择题1.(2012·江西南昌)如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑。已知这名消防队员的质量为60kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,g取10m/s2,那么(  )A.该消防队员加速与减速过程的时间之比为1∶2B.该消防队员加速与减速过程的时间之比为2∶1C.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1∶7D.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2∶7[答案] AC[解析] 由v=a1t1,v=a2t2

2、,联立解得t1∶t2=1∶2,A正确,B错误;由t1+t2=3s可得t1=1s,t2=2s,由L=可知v=8m/s,a1=8m/s2,a2=4m/s2。由mg-f1=ma1,mg-f2=-ma2,得f1∶f2=1∶7,C正确,D错误。2.(2012·辽宁大连)如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙壁相切于A点,竖直墙壁上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻,a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点;c球由C点自由下落到M点;则(  )A.a球最先到达M点    B.b球最先到

3、达M点C.c球最先到达M点D.a球最后到达M点[答案] C[解析] 由几何关系可得,A、C两点等高且OM的长度等于圆环的半径R,所以BM的长度为2R,AM的长度为R,a球的加速度大小为gsin45°,b球的加速度大小为gsin60°,c球的加速度大小为g,由x=at2得t=,结合三个小球加速度大小的表达可得,c球最先到达M点,故选项C正确。3.(2012·泉州五校质检)如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力Ffa≠0,b所受摩擦力Ffb=0,现将右

4、侧细绳剪断,则剪断瞬间(  )A.Ffa大小不变B.Ffa方向改变C.Ffb仍然为零D.Ffb方向向右[答案] AD[解析] 系统初始处于平衡状态,当剪断右侧细线后,细绳弹力可发生突变,而弹簧上弹力不可突变。故b此时只受弹簧向左弹力,相对地面有向左运动趋势和地面间存在向右摩擦力,D正确;而a物体由于所受弹力不变,故其受力情况不改变,Ffa大小方向均不变,A对。4.(2012·长沙模拟)一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是(  )A.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧

5、B.木炭包的质量越大,径迹的长度越短C.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短D.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短[答案] D[解析] 黑色径迹是木炭包和传送带相对滑动产生的,在木炭包与传送带共速前,由于传送带的速度大于木炭包的速度,故黑色径迹出现在木炭包的右侧,A错;黑色径迹的长度等于二者共速前的位移之差,设传送带的速度为v,传送带与木炭包间的动摩擦因数为μ,则木炭包的加速度为a=μg,木炭包达到与传送带共速用时为t=v/μg,木炭包的位移x1=v2/2μg,传送带的位移x2=vt=v2/μg,二者的相对位移x=x2-x1=v2/2μg,可知黑色径迹的长

6、度与木炭包的质量无关,B、C错,D对。5.(2012·上海二次联考)如图甲所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示,若重力加速度g取10m/s2。根据图乙中所提供的信息可以计算出(  )A.物质的质量B.斜面的倾角C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力D.加速度为6m/s2时物体的速度[答案] ABC[解析] 物体沿斜面向上做变加速运动,有Fcosθ-mgsinθ=ma,a=F-gsinθ,由纵轴的截距可知,gsinθ=6,θ=37°,B对;选择一组a、F代入可求出物体的质量,A

7、对;当a=0,可知物体静止在斜面上的最小外力,C对;无法求出加速度为6m/s2时物体的速度,D错。考查牛顿第二定律,图象分析。6.(2012·湖南长郡中学高三月考二)如图所示,光滑水平地面上的小车质量为M,站在小车水平底板上的人质量为m,且m≠M。人用一根跨过定滑轮的绳子拉小车,定滑轮上下两侧的绳子都保持水平,不计绳与滑轮之间的摩擦。在人和车一起向右加速运动的过程中,下列说法正确的是(  )A.人受到向左的摩擦力B.人受到向右的摩擦力C.人拉绳的力越大,人和车的加速度越大D.人拉绳的力越大,人和车的摩擦力越大[答案] CD[解析] 本题考查整体法、隔

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