第17講:牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 解析版-2025-2026學(xué)年高一上學(xué)期物理精講與精練高分突破系列(人教版必修第一冊(cè))_第1頁(yè)
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第17講:牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用【考點(diǎn)歸納】【知識(shí)歸納】知識(shí)點(diǎn)01、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第二定律確定了物體加速度和力的關(guān)系:加速度的大小與物體所受合力的大小成正比,與物體的質(zhì)量成反比;加速度的方向與物體受到的合力的方向相同.物體的初速度與加速度決定了物體做什么運(yùn)動(dòng),在直線運(yùn)動(dòng)中:知識(shí)點(diǎn)02、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況的基本思路分析物體的受力情況,求出物體所受的合力,由牛頓第二定律求出物體的加速度;再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及物體運(yùn)動(dòng)的初始條件確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.流程圖如下:已知物體受力情況eq\o(→,\s\up7(由F=ma))eq\x(求得a)eq\o(→,\s\up30(由\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(v=v0+at,x=v0t+\f(1,2)at2,v2-v\o\al(,02)=2ax))))求得x、v0、v、t知識(shí)點(diǎn)03、.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力1.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力的基本思路分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度,再由牛頓第二定律求出物體所受的合力;再分析物體的受力,求出物體受到的作用力.流程圖如下:eq\x(已知物體運(yùn)動(dòng)情況)eq\o(→,\s\up7(由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式))eq\x(求得a)eq\o(→,\s\up7(由F=ma))eq\x(確定物體受力)2.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力的解題步驟(1)確定研究對(duì)象,對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,并畫(huà)出物體的受力示意圖.(2)選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,求出物體的加速度.(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程,求出物體所受的合力.(4)選擇合適的力的合成與分解的方法,由合力和已知力求出待求的力.【題型歸納】題型一、已知受力求運(yùn)動(dòng)【例1】.(25-26高三上·江蘇常州)如圖所示,質(zhì)量m=2kg的物體靜止于水平面上,現(xiàn)用一水平向右的恒力F=14N拉物體,物體運(yùn)動(dòng)9m后撤去拉力F,已知物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10m/s2。求:(1)物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a;(2)撤去外力時(shí)速度大小v;(3)撤去外力后,物體繼續(xù)移動(dòng)的位移大小x。【答案】(1)2m/s2(2)6m/s(3)3.6m【詳解】(1)物體剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),受到四個(gè)力的作用,如圖所示根據(jù)牛頓第二定律可得F-Ff=ma又因?yàn)镕f=μFN=μmg解得a=2m/s2(2)撤去外力時(shí),根據(jù)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度和位移的關(guān)系可得2ax1=v2解得v=6m/s(3)撤去外力后,物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小繼續(xù)移動(dòng)的位移大小【變式1】.(24-25高一下·湖南衡陽(yáng)·期末)如圖所示,質(zhì)量為1kg的物塊放置在水平地面上。0時(shí)刻用大小為8N、方向水平向右的恒力F作用在物塊上,使物塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知物塊在0~2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小為10m,取重力加速度大小。下列說(shuō)法正確的是(

)A.物塊的加速度大小為B.第2s末物塊的速度大小為5m/sC.物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3D.若在第2s末撤去恒力F,則物塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)2.5s后靜止【答案】C【詳解】A.物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有解得,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.由,解得第2s末物塊的速度大小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.對(duì)物塊受力分析有解得,選項(xiàng)C正確;D.撤去恒力后,物塊的加速度大小物塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C?!咀兪?】..(24-25高一上·山西·期末)在汽車行駛的過(guò)程中,保持適當(dāng)?shù)能囁?、充分了解所駕駛車輛的加速及剎車性能是安全駕駛的必要前提。一質(zhì)量為1180kg的汽車在平直路面上進(jìn)行研發(fā)測(cè)試,原來(lái)以速度108km/h勻速行駛,取消動(dòng)力后經(jīng)過(guò)120s停了下來(lái),重新起步時(shí)以的加速度勻加速行駛,假定汽車所受阻力恒定不變,求;(1)取消動(dòng)力后,汽車的加速度大?。?2)汽車重新起步后勻加速行駛時(shí)汽車的牽引力大小。【答案】(1)(2)【詳解】(1)根據(jù)速度-時(shí)間公式其中解得取消動(dòng)力后,汽車的加速度大小(2)取消動(dòng)力后,由牛頓第二定律得,汽車受到阻力的大小為解得汽車重新起步后勻加速行駛時(shí),由牛頓第二定律有解得汽車的牽引力大小題型二、已知運(yùn)動(dòng)求受力【例2】..(25-26高一上·黑龍江哈爾濱·期中)如圖所示,物體的質(zhì)量,在傾角為,的恒力作用下,做勻速直線運(yùn)動(dòng),。求:(1)物體對(duì)地面的壓力大??;(2)物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)。(3)物體勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,撤去恒力,求撤去力后,物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度大?。ńY(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)?【答案】(1)28N(2)(3)【詳解】(1)物體在力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件得。水平方向有豎直方向有聯(lián)立解得,由牛頓第三定律得,物體對(duì)地面的壓力大小為28N。(2)摩擦力解得(3)由牛頓第二定律得解得【變式1】.(2025高一上·上?!n}練習(xí))一架“殲-15”飛機(jī)質(zhì)量為m=2×104kg,在水平跑道上由靜止運(yùn)動(dòng)L=160m,獲得起飛速度為v=40m/s。飛機(jī)在此過(guò)程中受到的平均阻力大小為f=2×104N。假設(shè)飛機(jī)質(zhì)量恒定,可視為質(zhì)點(diǎn),航母處于靜止?fàn)顟B(tài)。求:飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F大小。【答案】1.2×105N【詳解】根據(jù)速度位移公式有代入數(shù)據(jù)解得a=5m/s2根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得F=1.2×105N【變式2】..(25-26高一上·江蘇鎮(zhèn)江·月考)如圖所示,傾角=37°、斜面長(zhǎng)為1m的斜面體放在水平面上。將一質(zhì)量為2kg的小物塊從斜面頂部由靜止釋放,1s后到達(dá)底端,斜面體始終保持靜止。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小物塊沿斜面下滑的加速度(2)小物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)【答案】(1)(2)【詳解】(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式s=at2得(2)由牛頓第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma得μ=0.5題型三、物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)(無(wú)外力)【例題3】.(24-25高一上·遼寧朝陽(yáng)·期末)如圖所示,傾角的光滑斜面MN與光滑水平面NP平滑連接,滑塊甲(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上高的M點(diǎn)由靜止釋放,同時(shí)滑塊乙(可視為質(zhì)點(diǎn))自P點(diǎn)沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng),P點(diǎn)與斜面底端N處的距離,重力加速度g取。若釋放滑塊甲后經(jīng)過(guò)剛好追上乙,則乙向左運(yùn)動(dòng)的速度大小為()A.0.8m/s B.0.6m/s C.0.4m/s D.0.2m/s【答案】C【詳解】設(shè)滑塊甲在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,運(yùn)動(dòng)到N處時(shí)的速度為,從N處到追上小球乙所用時(shí)間為,根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)位移—時(shí)間公式代入數(shù)據(jù)解得則滑塊甲在水平面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間甲到達(dá)底端的速度追上時(shí)甲、乙在水平面的位移相等,有代入數(shù)據(jù)解得方向水平向左。故選C?!咀兪?】.(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示,一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從傾角的足夠長(zhǎng)的斜面上滑下,物塊運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示,重力加速度取,下列說(shuō)法正確的()A.物塊的加速度為 B.物塊的初速度為零C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 D.前2s內(nèi)物塊的平均速度為【答案】C【詳解】AB.根據(jù)可得由圖像可知,可得,AB錯(cuò)誤;C.根據(jù)牛頓第二定律可知解得,C正確;D.前2s內(nèi)物塊的平均速度等于1s末的速度,則為,D錯(cuò)誤。故選C?!咀兪?】.(24-25高一上·廣東佛山·期末)避險(xiǎn)車道是極限賽車運(yùn)動(dòng)中避免惡性交通事故的重要措施,由制動(dòng)坡床和防撞措施等組成。如圖豎直平面內(nèi),制動(dòng)坡床是與水平面夾角為37°的斜面,坡床表面的動(dòng)摩擦因素為0.5,在一次比賽中,一輛摩托車沖過(guò)終點(diǎn)后迅速調(diào)整方向沖上避險(xiǎn)車道。已知摩托車沖過(guò)終點(diǎn)時(shí)的速度為20m/s,求:(1)摩托車沖上坡床時(shí)的加速度大小和方向;(2)摩擦車沖上坡床的長(zhǎng)度(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)。(3)判斷摩托車能否在最高點(diǎn)靜止?若不能,則返回終點(diǎn)的時(shí)間為多少?【答案】(1)10m/s2,方向沿斜面向下(2)20m(3)不能,【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律可知,摩托車沖上坡床時(shí)的加速度大小為方向沿斜面向下。(2)由公式得摩擦車沖上坡床的長(zhǎng)度(3)由于,摩托車不能再最高點(diǎn)靜止,它將返回終點(diǎn)。由公式代入數(shù)據(jù),解得又解得題型四、物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)(有外力)【例4】..(24-25高一下·甘肅張掖·開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,質(zhì)量為的物體,在沿斜面向上的拉力作用下,由靜止開(kāi)始沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng)。斜面傾角為,物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,斜面足夠長(zhǎng),,,。求:(1)物體的加速度為多大?(2)若在末撤去外力,則再經(jīng)幾秒到達(dá)最高點(diǎn)?【答案】(1)(2)【詳解】(1)分析物體受力如圖,由力學(xué)知識(shí)可得物體受到的支持力為物體受到的滑動(dòng)摩擦力為根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得(2)沿斜面勻加速上升時(shí),根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系有若在末撤去外力,設(shè)物體加速度變?yōu)?,撤去外力后到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間為根據(jù)牛頓第二定律有由勻變速運(yùn)動(dòng)知識(shí)得聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得【變式1】.(25-26高一上·江蘇蘇州·期中)一質(zhì)量為的滑塊在傾角的足夠長(zhǎng)的固定斜面上,在無(wú)外力F的情況下以加速度勻加速下滑。若用一水平向右的恒力F作用于滑塊,如圖所示,使滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),在時(shí)間內(nèi)沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移(g取)。求:(1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)恒力F的大小?!敬鸢浮?1)0.25(2)40N【詳解】(1)滑塊下滑過(guò)程只受重力、支持力、摩擦力作用,由牛頓第二定律可得mgsinθ-μmgcosθ=ma可得a=gsinθ-μgcosθ可得μ=0.25(2)物體在恒力作用下沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),則由牛頓第二定律Fcosθ-mgsinθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma′方向沿斜面向上;勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式可得加速度a'=5m/s2解得F=40N【變式2】.(25-26高三上·黑龍江·開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,質(zhì)量的木塊,恰好能沿傾角的固定斜面勻速下滑。已知重力加速度。求∶(1)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)施加一水平推力使木塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),求水平推力的大小?!敬鸢浮?1)0.75(2)40N【詳解】(1)木塊恰能沿斜面勻速下滑,說(shuō)明摩擦力與重力沿斜面分力相互平衡,則有解得(2)受力分析如下圖所示。在垂直斜面方向有沿斜面方向有其中聯(lián)立解得題型五:含有斜面連接體物體問(wèn)題【例題5】.(24-25高一上·山東泰安·期末)如圖所示,一質(zhì)量、傾角為的斜面體放在光滑水平地面上,斜面體上有一質(zhì)量為的光滑楔形物體。用一水平向左的恒力作用在斜面體上,系統(tǒng)恰好保持相對(duì)靜止向左運(yùn)動(dòng)。重力加速度為,則恒力大小為()A.30N B. C.50N D.60N【答案】B【詳解】對(duì)光滑楔形物體進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有對(duì)斜面體與楔形物體整體進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有解得故選B?!咀兪?】.(24-25高一上·云南昆明·階段練習(xí))如圖所示,質(zhì)量為M、傾角為的斜面體置于水平地面上,一輕繩繞過(guò)兩個(gè)輕質(zhì)滑輪連接著固定點(diǎn)P和物體B,兩滑輪之間的輕繩始終與斜面平行,物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m,A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度大小為g,將A、B由靜止釋放,在B下降的過(guò)程中(物體A未碰到滑輪),斜面體靜止不動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A.輕繩對(duì)P點(diǎn)的拉力大小為B.物體A的加速度大小為C.地面對(duì)斜面體的支持力大小為D.增大A的質(zhì)量,再將A、B靜止釋放,則B有可能上升【答案】C【詳解】AB.由于相同時(shí)間內(nèi)物體B通過(guò)的位移是物體A通過(guò)的位移的兩倍,則物體B的加速度是物體A的加速度的兩倍;設(shè)物體A的加速度為a,則B的加速度為2a;設(shè)物體A、B釋放瞬間,輕繩的拉力為T,對(duì)A、B分別受力分析,由牛頓第二定律得解得,故AB錯(cuò)誤;C.物體B下降過(guò)程中,對(duì)斜面體、A、B整體分析,在豎直方向根據(jù)牛頓第二定律得解得地面對(duì)斜面體的支持力為故C正確;D.假設(shè)B上升,則A下滑,A所受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上,分析此時(shí)A的受力情況可知而A這樣的受力情況,無(wú)法下滑,故假設(shè)錯(cuò)誤,故D錯(cuò)誤。故選C?!咀兪?】.(23-24高一下·浙江·期中)如圖所示,傾角的斜面固定在水平地面上。質(zhì)量分別為1kg、2kg的兩物塊A、B置于斜面上,質(zhì)量為的物塊C穿在固定在地面上的光滑豎直桿上,A與C之間用跨過(guò)光滑定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線連接,滑輪左側(cè)的細(xì)線與斜面平行,滑輪右側(cè)的細(xì)線與豎直方向的夾角,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài),B的上表面水平,A與B、B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取,則()A.細(xì)線對(duì)定滑輪的作用力大小為2N,方向豎直向下B.B對(duì)斜面的摩擦力大小為11N,方向沿斜面向上C.剪斷細(xì)線后,A對(duì)B的壓力為10ND.剪斷細(xì)線后,A、B之間摩擦力的大小為【答案】D【詳解】A.依題意有,以C為研究對(duì)象對(duì)其受力分析,設(shè)繩子張力為T,桿對(duì)C的作用力為N,則有解得兩繩子的夾角為,則細(xì)線對(duì)定滑輪的作用力大小為方向豎直向下,故A錯(cuò)誤;B.對(duì)A、B整體,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有解得斜面對(duì)B的摩擦力方向沿斜面向上,根據(jù)牛頓第三定律可知B對(duì)斜面的摩擦力沿斜面向下,故B錯(cuò)誤;CD.將A、B視為一整體,剪斷細(xì)線后,假設(shè)水平方向上沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),則有共同的加速度沿斜面下滑,設(shè)為a,有解得則在豎直和水平方向的分加速度為,設(shè)B對(duì)A的支持力為,根據(jù)牛頓第二定律有解得水平方向的摩擦力為可見(jiàn)A、B沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。題型六:含繩連接體的問(wèn)題【例題6】.(25-26高三上·安徽六安·月考)如圖,兩物塊P、Q用跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連,開(kāi)始時(shí)P靜止在水平桌面上。將一個(gè)水平向右的推力F作用在P上后,輕繩的張力變?yōu)樵瓉?lái)的0.8倍。已知P、Q兩物塊的質(zhì)量分別為、,P與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度。則推力F的大小為()A.1.3N B.1.6N C.1.9N D.2.4N【答案】C【詳解】P靜止在水平桌面上時(shí),由平衡條件有,推力F作用在P上后,輕繩的張力變?yōu)樵瓉?lái)的0.8倍,即故Q物體加速下降,有可得而P物體將有相同的加速度向右加速而受滑動(dòng)摩擦力,對(duì)P,由牛頓第二定律解得故選C?!咀兪?】.(2025·浙江金華·一模)如圖所示,物塊與用跨過(guò)滑輪的輕繩相連,穩(wěn)定后,輕繩與水平方向夾角為,和與的延長(zhǎng)線的夾角分別為和。已知,地面對(duì)物塊的彈力為,不計(jì)滑輪的重力及輕繩和滑輪之間的摩擦,下列說(shuō)法正確的是()A.有可能B.物體的重力C.繩子的拉力為D.地面對(duì)物體的摩擦力為【答案】C【詳解】A.由于滑輪兩邊繩子拉力大小相等,故,故A錯(cuò)誤;BD.根據(jù)幾何關(guān)系,連接物體的繩子部分與水平方向夾角為,故對(duì)受力分析水平方向有豎直方向有又聯(lián)立解得,故BD錯(cuò)誤;C.據(jù)前分析結(jié)合平行四邊形法則,故C正確。故選C?!咀兪?】.(25-26高三上·重慶·階段練習(xí))如圖所示,一固定斜面傾角為30°,斜面頂端固定一個(gè)光滑定滑輪??邕^(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線,一端連接量為m的木箱A(內(nèi)裝質(zhì)量為3m的砂),細(xì)線的傾斜部分與斜面平行,另一端豎直懸掛質(zhì)量為m的小桶B。給木箱A一個(gè)向下的初速度,木箱A恰好沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)。讓系統(tǒng)靜止后將木箱A中2.5m的砂轉(zhuǎn)移到小桶中,由靜止釋放木箱A。已知重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()A.木箱勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)定滑輪對(duì)細(xì)線的作用力大小為mgB.木箱與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為C.由靜止釋放木箱后細(xì)線的拉力大小為3.5mgD.由靜止釋放木箱后木箱的加速度大小為【答案】D【詳解】A.木箱勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)繩子拉力根據(jù)平行四邊形定則可知,木箱勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)定滑輪對(duì)細(xì)線的作用力大小,故A錯(cuò)誤;B.對(duì)木箱,由平衡條件有解得,故B錯(cuò)誤;CD.讓系統(tǒng)靜止后將木箱A中2.5m的砂轉(zhuǎn)移到小桶中,設(shè)繩子拉力為。對(duì)A有對(duì)B有聯(lián)立解得,,故D正確C錯(cuò)誤。故選D。題型七:含桿或彈簧鏈接的連接體問(wèn)題【例題7】.(24-25高一上·貴州遵義·期末)如圖所示,傾角為30°的光滑固定斜面上放置3個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B、C,小球A通過(guò)輕質(zhì)彈簧連接在斜面頂端的擋板上,小球A、B通過(guò)輕桿連接,小球B、C通過(guò)細(xì)繩連接。彈簧的軸線、輕桿和細(xì)繩在同一直線上且和斜面平行,初始時(shí)各小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度大小為g。某時(shí)刻剪斷細(xì)繩,下列說(shuō)法正確的是()A.剪斷細(xì)繩前,彈簧上的彈力大小為mgB.剪斷細(xì)繩后瞬間,小球C的加速度為0C.剪斷細(xì)繩后瞬間,輕桿上的彈力變?yōu)?D.剪斷細(xì)繩后瞬間,小球A的加速度大小為【答案】D【詳解】A.剪斷細(xì)繩前,對(duì)ABC整體分析可知,彈簧上的彈力大小為選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.剪斷細(xì)繩后瞬間,小球C的加速度為選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.剪斷細(xì)繩后瞬間,AB整體加速度方向沿斜面向上,則對(duì)B,解得輕桿上的彈力T=0.75mg選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。故選D?!咀兪?】.(24-25高一上·廣東汕頭·期末)如圖,質(zhì)量為2kg的物塊A和質(zhì)量為1kg的物塊B用輕彈簧相連,置于光滑的水平面上,沿彈簧軸線方向用力F拉動(dòng)物塊B,穩(wěn)定后AB以的加速度一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則穩(wěn)定后()A.拉力F的大小為16NB.彈簧彈力大小為4NC.撤去力F的瞬間,A的加速度大小為D.撤去力F的瞬間,B的加速度大小為【答案】C【詳解】A.以AB兩個(gè)物體為整體,由牛頓第二定律可得,故A錯(cuò)誤;B.以A為對(duì)象,由牛頓第二定律可得,故B錯(cuò)誤;C.撤去力F后的瞬間,彈簧的彈力不發(fā)生突變,即A物體的受力不變,所以A物體的加速度不變,仍為,故C正確;D.對(duì)B物體,由牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù),解得B的加速度大小為,故D錯(cuò)誤。故選C?!咀兪?】.(20-21高一上·福建福州·期末)如圖,水平面上有一輛小車,小車上有一傾角為30°的光滑斜面,用勁度系數(shù)為500N/m的彈簧連接一質(zhì)量為2kg的物體。以下過(guò)程中,物體m與斜面保持相對(duì)靜止。(g取10m/s2)(1)當(dāng)小車以的加速度向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),求彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度。(2)若要使物體m對(duì)斜面無(wú)壓力,小車加速度必須多大?(3)若使彈簧保持原長(zhǎng),小車的加速度又該如何?【答案】(1)2.6cm;(2);(3)、方向水平向左【詳解】(1)對(duì)小滑塊受力分析,受重力、支持力和拉力,如圖加速度水平向右,故合力水平向右,將各個(gè)力和加速度都沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解,由牛頓第二定律,有解得根據(jù)胡克定律,有代入數(shù)據(jù)得到即此時(shí)當(dāng)小車以的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為2.6cm(2)小滑塊對(duì)斜面體沒(méi)有壓力,則斜面體對(duì)小滑塊也沒(méi)有支持力,小滑塊受到重力和拉力,物體的加速度水平向右,故合力水平向右,運(yùn)用平行四邊形定則,如圖由幾何關(guān)系得到根據(jù)牛頓第二定律,得到即若使物體m對(duì)斜面無(wú)壓力,小車加速度必須為(3)彈簧保持原長(zhǎng),彈力為零,小滑塊受到重力和支持力,物體沿水平方向運(yùn)動(dòng),加速度水平向左,合力水平向左,運(yùn)用平行四邊形定則,如圖根據(jù)幾何關(guān)系,有根據(jù)牛頓第二定律,有故即小車加速度大小為,方向水平向左題型八:牛頓運(yùn)動(dòng)的圖象分析問(wèn)題【例題8】.(24-25高二下·河南洛陽(yáng)·階段練習(xí))如圖甲所示,物塊從傾角θ=37°的斜面頂端滑至底端,運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,物塊下滑過(guò)程中斜面體保持靜止,重力加速度,,,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.斜面長(zhǎng)度為4mB.物塊下滑過(guò)程的加速度為2m/s2C.水平地面對(duì)斜面體的摩擦力方向水平向右D.物塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.625【答案】B【詳解】A.根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示位移,可得斜面長(zhǎng)度為,故A正確,不滿足題意要求;B.根據(jù)圖像可知加速度為,B錯(cuò)誤,滿足題意要求;C.將物塊和斜面體看作整體,整體受到重力、支持力、地面的摩擦力,又因?yàn)檎w有水平向右的分加速度,所以水平地面對(duì)斜面體的摩擦力方向水平向右,故C正確,不滿足題意要求;D.對(duì)物塊,由牛頓第二定律有解得,故D正確,不滿足題意要求。故選B?!咀兪?】.(2025·河南·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示,一個(gè)物體在光滑的斜面上始終受到一沿斜面向上逐漸增大的力的作用,該物體沿斜面向上做變加速直線運(yùn)動(dòng),其加速度隨外力變化的圖像如圖乙所示,若重力加速度取,物體的質(zhì)量和斜面的傾角分別為()A., B.,C., D.,【答案】A【詳解】由牛頓第二定律得,解得由圖像可知斜率為解得縱軸截距,解得故選A。【變式2】.(2025·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示,物塊的質(zhì)量m=1kg,初速度v0=10m/s,在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻后該力突然反向,整個(gè)過(guò)程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,g=10m/s2。下列選項(xiàng)中正確的是()A.2~3s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)B.在t=1s時(shí)刻,恒力F反向C.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5D.恒力F大小為10N【答案】B【詳解】AB.根據(jù)速度位移公式可得勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小由乙圖,可知物體做勻減速的初速度為,則速度減為零的時(shí)間則物塊1s后做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以2~3s內(nèi)物塊做勻加速運(yùn)動(dòng),在t=1s時(shí)刻恒力F反向,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.根據(jù)牛頓第二定律,物體做勻減速有物體做勻加速有聯(lián)立解得,,故CD錯(cuò)誤。故選B。題型九:傳送帶問(wèn)題【例題9】.(25-26高一上·北京·期中)一煤礦采用傳送帶輸送煤塊,其簡(jiǎn)化圖形如圖所示。水平傳送帶長(zhǎng),以恒定速度順時(shí)針運(yùn)行,煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)。現(xiàn)有一煤塊(視為質(zhì)點(diǎn))被無(wú)初速度地放在傳送帶左端,取重力加速度的大小為。(1)求該煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)度;(2)傳送帶右端和水平平臺(tái)平滑連接,煤塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù),煤塊經(jīng)過(guò)連接處時(shí)速度不變,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間剛好能到達(dá)平臺(tái)上的指定位置,求:(i)煤塊在傳送帶上勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(ii)煤塊從放上傳送帶至到達(dá)指定位置的時(shí)間?!敬鸢浮?1)(2)(i),(ii)【詳解】(1)設(shè)煤塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為,由牛頓第二定律有解得設(shè)煤塊加速到與傳送帶速度相等時(shí)的位移大小為,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系式有解得所以煤塊先加速到與傳送帶共速,然后和傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)煤塊加速到與傳送帶速度相等所用時(shí)間為,則有解得故在煤塊加速過(guò)程中,傳送帶的位移大小為所以煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)度為(2)(i)煤塊與傳送帶共速后勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(ii)由(1)分析可知煤塊做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為設(shè)煤塊在平臺(tái)上減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為,由牛頓第二定律有解得所以煤塊做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故煤塊從放上傳送帶至到達(dá)預(yù)定區(qū)域的時(shí)間為【變式1】.(25-26高三上·江蘇揚(yáng)州·開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,煤礦有一長(zhǎng)度的傳送帶與水平面夾角,傳送帶以的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶上端A點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)黑色煤塊,煤塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶下端B點(diǎn)并離開(kāi)傳送帶,煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡。已知煤塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù),,g取。(1)畫(huà)出煤塊剛放上傳送帶時(shí)的受力圖,并求出煤塊剛放到傳送帶上時(shí)的加速度;(2)求煤塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(3)煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中傳送帶上形成黑色痕跡的長(zhǎng)度?!敬鸢浮?1),(2)(3)【詳解】(1)對(duì)煤塊受力分析,如圖所示由牛頓第二定律得解得(2)煤塊勻加速到與傳送帶速度相等的過(guò)程有解得該過(guò)程煤塊通過(guò)的位移為因故速度相等后,煤塊與傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),有解得煤塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(3)只有加速階段會(huì)產(chǎn)生黑色痕跡,加速階段傳送帶的位移為傳送帶上形成黑色痕跡的長(zhǎng)度解得【變式2】.(24-25高一下·湖南·期中)在現(xiàn)代化工廠中,需要利用傳送帶進(jìn)行貨物的傳送和分揀。圖1所示為分揀傳送裝置,它由水平傳送帶與傾斜傳送帶組成,圖2是該裝置的簡(jiǎn)化圖,水平部分AB的長(zhǎng)度,傾斜部分CD的長(zhǎng)度未知,B、C間距可忽略不計(jì),貨物從B到C速度大小保持不變,傳送帶的速度可調(diào)。已知水平傳送帶以的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),傾斜傳送帶傾角,也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)把一可視為質(zhì)點(diǎn)的貨物無(wú)初速度放在A端,貨物與兩傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度取(1)求貨物在水平傳送帶AB上留下的劃痕長(zhǎng)度;(2)若傾斜傳送帶速率為,該貨物恰好可以到達(dá)傾斜傳送帶頂端D點(diǎn),求傾斜傳送帶CD的長(zhǎng)度;(3)若傾斜傳送帶的長(zhǎng)度與(2)問(wèn)相同且貨物與傾斜傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),其他條件不變,想要貨物到達(dá)頂端的時(shí)間最短,傾斜傳送帶的速率應(yīng)滿足什么條件?【答案】(1)2.5m(2)2.5m(3)【詳解】(1)貨物在水平傳送帶上運(yùn)動(dòng)的加速度貨物與傳送帶共速的時(shí)間貨物在水平傳送帶AB上留下的劃痕長(zhǎng)度(2)貨物剛滑上傾斜傳送帶時(shí)的速度為,貨物的加速度方向沿傳送帶向下,當(dāng)貨物與傳送帶共速時(shí)上滑的距離共速后貨物的加速度上升到最高點(diǎn)時(shí)的位移傾斜傳送帶CD的長(zhǎng)度(3)想要貨物到達(dá)頂端的時(shí)間最短,則需貨物在傾斜傳送帶上一直被加速,則若到達(dá)頂端時(shí)恰好共速,則根據(jù)解得想要貨物到達(dá)頂端的時(shí)間最短傾斜傳送帶的速度需滿足。題型十:滑板問(wèn)題【例題10】.(2025·四川眉山·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,質(zhì)量為M=2kg足夠長(zhǎng)的木板B放在水平地面上,在木板的最右端放一質(zhì)量為m=1kg的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))。物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?,F(xiàn)用一水平力F=18N作用于木板上,使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)后撤去拉力。設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,。求:(1)撤去拉力的瞬間,物塊和木板的速度、;(2)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,A、B達(dá)到共同速度v的值;(3)計(jì)算在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木板B運(yùn)動(dòng)的位移?!敬鸢浮?1),(2)(3)【詳解】(1)由分析可知,B被拉著向右運(yùn)動(dòng)時(shí),可以判斷出A相對(duì)B向左滑動(dòng),對(duì)物塊A有,對(duì)木板B有,解得,(2)撤去外力F后,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間后A、B達(dá)到共同速度,對(duì)木板B有,對(duì)物塊A有代入數(shù)據(jù)可得,(3)撤去外力F前,木板B運(yùn)動(dòng)的位移撤去外力到達(dá)到共同速度的時(shí)間內(nèi),木板B運(yùn)動(dòng)的位移經(jīng)判斷A、B達(dá)到共同速度后一起勻減速直到靜止,對(duì)AB整體有達(dá)到共同速度后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的位移在整個(gè)過(guò)程中,木板B運(yùn)動(dòng)的位移聯(lián)立得【變式1】.(25-26高一上·全國(guó)·隨堂練習(xí))如圖所示,在光滑的水平地面上有一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m、質(zhì)量為mA=4kg的木板A,在木板的左端有一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量為mB=2kg的小物體B、A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,求:(g取10m/s2)(1)當(dāng)對(duì)B施加水平向右的力F=4N時(shí),A、B加速度各為多大?(2)當(dāng)F=10N時(shí),A、B加速度各為多大?(3)當(dāng)F=10N時(shí),經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間可將B從木板A的左端拉到右端?【答案】(1),(2),(3)【詳解】(1)若A、B間恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)A、B整體有對(duì)A有聯(lián)立可得當(dāng)對(duì)B施加水平向右的力時(shí),則A、B未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)A、B整體有解得(2)當(dāng)時(shí),A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),以A為對(duì)象,有解得以B為對(duì)象,有解得(3)設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間可將B從木板A的左端拉到右端,如圖所示則有,,聯(lián)立解得【變式2】.(24-25高二下·遼寧·期末)如圖,一傾角的固定斜面上鎖定一木板B,木板B上表面粗糙,下表面光滑。在木板B下方有一木板C恰好靜止在斜面上。某時(shí)刻滑塊A以初速度平行斜面從上端沖上木板B,同時(shí)解除木板B的鎖定,當(dāng)A、B共速瞬間A恰好運(yùn)動(dòng)到B的最下端,且此時(shí)木板B與木板C相碰,相碰后瞬間B、C共速且速度大小為碰前木板B速度大小的一半,A、B、C的質(zhì)量均為,滑塊A與木板B、C上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,木板C長(zhǎng),木板B、C厚度相同。重力加速度,滑塊A視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,斜面足夠長(zhǎng),,求:(1)初始時(shí)刻木板B下端與木板C上端的距離L0;(2)木板B的長(zhǎng)度LB;(3)通過(guò)計(jì)算判斷滑塊A能否從木板C下端滑出?若能滑出,求滑塊A滑出木板C下端時(shí)的速度大?。蝗舨荒芑?,求滑塊A在木板C上表面滑行的距離?!敬鸢浮?1)5m(2)4m(3)能,10.8m/s【詳解】(1)A在B上滑行,對(duì)A,其加速度為對(duì)B,其加速度為A、B達(dá)到共同速度所需要的時(shí)間為解得B下滑距離即為初始時(shí)刻木板B下端與木板C上端的距離(2)A下滑距離B木板長(zhǎng)度(3)A、B共速瞬間的速度B、C碰撞后瞬間速度C恰好能靜止在斜面上,設(shè)其與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2解得A滑上C后,B、C整體的加速度為可知,滑塊A一定能從C下端滑出木板C設(shè)A在C上滑行時(shí)間為t2解得此時(shí)滑塊A的速度大小【高分達(dá)標(biāo)】單選題1.(24-25高一下·江西·期末)一質(zhì)量為1kg的籃球以大小為的初速度在水平地面上滾動(dòng)2m后停下。若該過(guò)程中籃球所受的外力恒定,則這個(gè)外力的大小為()A.1N B.2N C.4N D.8N【答案】C【詳解】籃球做勻減速直線運(yùn)動(dòng),初速度,末速度,位移。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,代入數(shù)據(jù)可得由牛頓第二定律外力大小故選C。2.(25-26高二上·湖南長(zhǎng)沙·開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,A、B兩物體并排放在光滑水平面上,質(zhì)量分別為1kg和2kg。在水平推力F的作用下一起向右運(yùn)動(dòng),A、B之間作用力的大小為6N,則水平推力F的大小為()A.F=2N B.F=4N C.F=9N D.F=12N【答案】C【詳解】根據(jù)題意,由牛頓第二定律,對(duì)整體有對(duì)物體B有聯(lián)立解得故選C。3.(25-26高三上·黑龍江·開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,傳送帶始終保持的速度水平向右移動(dòng),一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊以的速度從點(diǎn)向右滑上傳送帶,已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,傳送帶兩端點(diǎn)間的距離,重力加速度。下列說(shuō)法正確的是()A.小物塊一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B.剛開(kāi)始小物塊的加速度大小為C.小物塊從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)所用時(shí)間為3sD.傳送帶上將留下一段長(zhǎng)為0.5m的摩擦痕跡【答案】D【詳解】物塊剛滑上傳送帶時(shí),受到向左的滑動(dòng)摩擦力作用,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可得,加速度大小為設(shè)物塊到達(dá)點(diǎn)前已經(jīng)與傳送帶共速,則物塊勻減速階段所用時(shí)間為物塊勻減速階段的位移為共速后,物塊做勻速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)所用時(shí)間為則物塊從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)所用時(shí)間為傳送帶上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為故選D。4.(24-25高一下·河北保定·期末)假設(shè)一架無(wú)人機(jī)質(zhì)量為4kg,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力大小恒定。該無(wú)人機(jī)從地面由靜止開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后關(guān)閉動(dòng)力,其v-t圖像如圖所示,重力加速度g取下列判斷正確的是()A.無(wú)人機(jī)上升的最大高度為48mB.3~4s內(nèi)無(wú)人機(jī)在下降C.無(wú)人機(jī)的升力大小為32ND.無(wú)人機(jī)所受阻力大小為8N【答案】D【詳解】A.v-t圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示位移,則無(wú)人機(jī)上升的最大高度為故A錯(cuò)誤;B.內(nèi)無(wú)人機(jī)減速上升,故B錯(cuò)誤;CD.無(wú)人機(jī)加速上升時(shí)的加速度大小則由牛頓第二定律有減速上升時(shí)的加速度大小則由牛頓第二定律有聯(lián)立解得升力大小為無(wú)人機(jī)所受阻力大小為故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。5.(24-25高一下·湖北襄陽(yáng)·期末)如圖所示,AB、AC、AD是豎直平面內(nèi)固定的三塊木板(用相同材料制作,粗糙程度相同),A、B、C、D四點(diǎn)位于同一圓周上,A點(diǎn)位于圓周的最高點(diǎn)。現(xiàn)有一小物塊可看作質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)沿木板由靜止開(kāi)始滑下,不計(jì)空氣阻力,沿AB、AC、AD下滑的時(shí)間分別為、、。則()A. B. C. D.【答案】A【詳解】設(shè)任一細(xì)桿與豎直方向的夾角為,木板運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,圓周的半徑為R。由牛頓第二定律可知,木板的加速度大小由位移公式得解得可知越大,時(shí)間t越大,則故選A。6.(24-25高二下·江蘇宿遷·期末)如圖所示,質(zhì)量為、傾角為的斜面靜止放在水平地面上,一質(zhì)量為的木塊恰能沿斜面勻速下滑。現(xiàn)用平行于斜面向上的力推木塊,使其勻速上滑。已知重力加速度為,上述兩種過(guò)程中斜面均保持靜止,則()A.推力大小為B.以上兩種過(guò)程中,地面與斜面間均無(wú)摩擦力C.和木塊勻速下滑相比,勻速上滑時(shí)地面對(duì)斜面的支持力減小了D.在木塊下滑過(guò)程中,若對(duì)其施加水平向左推力,斜面對(duì)地面壓力為【答案】C【詳解】A.木塊恰能沿斜面勻速下滑時(shí),根據(jù)平衡條件有用沿斜面向上的力推木塊,使之能勻速上滑時(shí),根據(jù)平衡條件解得,故A錯(cuò)誤;BC.木塊勻速下滑時(shí),以木塊和斜面為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件可知,木塊勻速上滑時(shí),以木塊和斜面為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件可知,則有,故B錯(cuò)誤,C正確;D.在木塊下滑過(guò)程中,若對(duì)其施加水平向左推力,將力沿斜面和垂直斜面方向分解,可知此時(shí)木塊與斜面間的彈力增大,沿斜面向上的摩擦力增大,同時(shí)木塊受到推力沿斜面向上的分量,故此時(shí)木塊必定減速,加速度沿斜面向上,對(duì)整體受力分析,由于整體具有豎直向上的加速度,故地面對(duì)斜面的支持力必定大于,根據(jù)牛頓第三定律可知此時(shí)斜面對(duì)地面壓力大于,故D錯(cuò)誤。故選C。7.(2025·安徽·高考真題)如圖,裝有輕質(zhì)光滑定滑輪的長(zhǎng)方體木箱靜置在水平地面上,木箱上的物塊甲通過(guò)不可伸長(zhǎng)的水平輕繩繞過(guò)定滑輪與物塊乙相連。乙拉著甲從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),木箱始終保持靜止。已知甲、乙質(zhì)量均為,甲與木箱之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取,則在乙下落的過(guò)程中()A.甲對(duì)木箱的摩擦力方向向左 B.地面對(duì)木箱的支持力逐漸增大C.甲運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 D.乙受到繩子的拉力大小為【答案】C【詳解】A.因?yàn)槲飰K甲向右運(yùn)動(dòng),木箱靜止,根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng),甲對(duì)木箱的摩擦力方向向右,A錯(cuò)誤;B.設(shè)乙運(yùn)動(dòng)的加速度為,只有乙有豎直向下的恒定加速度,對(duì)甲、乙和木箱,由整體法,豎直方向受力分析有則地面對(duì)木箱的支持力大小不變,B錯(cuò)誤;CD.設(shè)繩子的彈力大小為,對(duì)甲受力分析有對(duì)乙受力分析有聯(lián)立解得,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。8.(2025·河南·模擬預(yù)測(cè))2025年3月7日,國(guó)際雪聯(lián)單板滑雪坡面障礙技巧亞洲杯在吉林北大湖滑雪場(chǎng)開(kāi)幕,在女子個(gè)人組比賽中,中國(guó)隊(duì)張小楠、甘佳佳、熊詩(shī)芮分獲金銀銅牌。如圖所示,若滑雪運(yùn)動(dòng)員以初速度沿傾角為、足夠長(zhǎng)的滑雪軌道勻加速直線下滑,在3s的時(shí)間內(nèi)下滑的路程為30m,已知滑板和運(yùn)動(dòng)員的總質(zhì)量為,g取,,。則()A.運(yùn)動(dòng)員下滑的加速度大小為 B.運(yùn)動(dòng)員5s末的速度大小為20m/sC.運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為60N D.運(yùn)動(dòng)員受到斜軌道支持力的大小為600N【答案】A【詳解】A.運(yùn)動(dòng)員沿斜軌道向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有解得,故A正確;B.5s末的速度,故B錯(cuò)誤;C.運(yùn)動(dòng)員在下滑過(guò)程中,受到重力mg、軌道的支持力以及阻力的共同作用。以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律,沿斜軌道向下方向有,解得,故C錯(cuò)誤;D.垂直于斜軌道方向有,解得,故D錯(cuò)誤。故選A。9.(24-25高一上·安徽亳州·期末)如圖所示,一帶有“T”型支架,質(zhì)量為M的小車置于光滑水平地面上,OA為輕質(zhì)活桿,可繞O點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),O′B為輕繩,其兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A、B。在水平恒力F作用下,整個(gè)裝置保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng),OA、O′B與豎直方向夾角分別為,忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.大于 B.小車加速度大小為C.輕桿對(duì)小球A的彈力大小為 D.恒力F大小為【答案】B【詳解】AB.OA為輕質(zhì)活桿,桿的彈力沿桿方向,細(xì)線的拉力沿繩的方向,根據(jù)mgtanα=ma可知所以一定等于,小車加速度大小為,A錯(cuò)誤,B正確;C.對(duì)小球A有解得,C錯(cuò)誤;D.對(duì)系統(tǒng),由牛頓第二定律得,D錯(cuò)誤。故選B。10.(2025·湖南懷化·三模)如圖甲所示,在水平地面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物體受到恒定的水平向右的拉力,從某點(diǎn)以的速度向左滑動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)的部分速度隨時(shí)間的變化圖像如圖乙所示,已知物體的質(zhì)量,取重力加速度大小,下列說(shuō)法正確的是()A.的大小為B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為C.物體回到點(diǎn)的速度大小為D.物體回到點(diǎn)的時(shí)刻為【答案】D【詳解】AB.物體向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度大小物體向右加速時(shí)根據(jù),解得,,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;CD.物體向左運(yùn)動(dòng)的位移為根據(jù)解得,故物體回到點(diǎn)的時(shí)刻為1.5s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。故選D。二、多選題11.(25-26高一上·河南洛陽(yáng)·期中)在水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的滑塊受到一個(gè)水平拉力F作用,F(xiàn)隨時(shí)間變化關(guān)系為F=2t(N),已知t=2.5s前滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài),t=2.5s后滑塊開(kāi)始滑動(dòng),滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.45,g=10m/s2,由此可知()A.t=1s時(shí),滑塊所受的摩擦力為零B.滑塊與水平面之間的最大靜摩擦力為5NC.滑塊在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為4.5ND.t=3s時(shí),滑塊的加速度為1.0m/s2【答案】BC【詳解】A.t=1s時(shí),滑塊受到的水平拉力F=2t=2N,由于滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件可得滑塊所受的摩擦力為2N,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)題述,t=2.5s前滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài),t=2.5s后滑塊開(kāi)始滑動(dòng),說(shuō)明t=2.5s時(shí)刻對(duì)應(yīng)的摩擦力為最大靜摩擦力,t=2.5s時(shí)刻水平拉力F=2t=5N,由平衡條件可得滑塊所受的最大摩擦力為5N,故B正確;C.由,可得滑塊在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為0.45×1×10N=4.5N,故C正確;D.t=3s時(shí),滑塊受到的水平拉力F=2t=6N,由牛頓第二定律可得F-f=ma,解得滑塊的加速度為a=1.5m/s2,故D錯(cuò)誤。故選BC。12.(25-26高三上·江西上饒·階段練習(xí))如圖所示,物體B和C疊放在豎直彈簧上,物體A和C通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩相連接。初始時(shí)用手托住物體A,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),且輕繩恰好伸直。已知A和B的質(zhì)量均為2m,C的質(zhì)量為m,重力加速度為g,彈簧的勁度系數(shù)為k,不計(jì)一切摩擦?,F(xiàn)釋放物體A,則()A.釋放瞬間,C的加速度大小為B.B和C分離之前,B和C之間的彈力逐漸減小C.B和C分離時(shí),彈簧彈力等于2mgD.B和C分離時(shí),B向上移動(dòng)了【答案】BD【詳解】A.釋放物體A的瞬間,A、B、C三個(gè)物體加速度大小相同,對(duì)三個(gè)物體有解得,故A錯(cuò)誤;BCD.B和C分離時(shí)加速度相等、相互作用力為零,對(duì)AC有對(duì)B有解得B和C分離時(shí),彈簧彈力等于由胡克定律初始時(shí)等于B和C分離時(shí),B向上移動(dòng)的距離可知B和C分離之前,B和C之間的彈力逐漸減小,故BD正確,C錯(cuò)誤。故選BD。13.(25-26高三上·內(nèi)蒙古·月考)安檢機(jī)通過(guò)傳送帶將被檢物從端傳到端,安檢機(jī)的簡(jiǎn)化圖如圖所示,間的距離,傳送帶以速率勻速轉(zhuǎn)動(dòng),將可視為質(zhì)點(diǎn)的被檢物無(wú)初速度地放在端。被檢物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),取重力加速度大小,下列說(shuō)法正確的是()A.在傳送帶將被檢物從端送到端的過(guò)程中,被檢物先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.傳送帶將被檢物從端送到端所用的時(shí)間為C.若僅使被檢物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)增大,則傳送帶將被檢物從端送到端所用的時(shí)間減小D.若僅使傳送帶的速度增大,則傳送帶將被檢物從端送到端所用的時(shí)間增大【答案】BC【詳解】AB.被檢物無(wú)初速度放在端,受到水平向右的滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)解得被檢物做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)被檢物能與傳送帶共速,則到達(dá)共速所需時(shí)間被檢物此階段位移為剛好到達(dá)B端,物體一直加速,傳送帶將被檢物從A端送到B端所用的時(shí)間為2s,故A錯(cuò)誤,B正確;C.被檢物加速度動(dòng)摩擦因數(shù)增大,即加速度增大,物體更快達(dá)到傳送帶速度,之后勻速,而位移不變,則運(yùn)動(dòng)總時(shí)間會(huì)減小,故C正確;D.若僅使傳送帶的速度增大,物塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,一直加速,所以傳送帶將被檢物從端送到端所用的時(shí)間不變,故D錯(cuò)誤。故選BC。14.(25-26高三上·安徽·月考)如圖所示,傾斜傳送帶以v=2m/s的速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),傳送帶的傾角θ=37°,一個(gè)物塊以初速度v0從傳送帶的下端沖上傳送帶,當(dāng)v0=4m/s時(shí),物塊剛好能到達(dá)傳送帶的上端,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度g取10m/s2,物塊大小不計(jì),sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說(shuō)法正確的是()A.傳送帶上、下兩端間距離為1.2mB.當(dāng)v0=4m/s時(shí),物塊在傳送帶上向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.2sC.當(dāng)v0=3m/s時(shí),物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)有三種不同的加速度D.當(dāng)v0=3m/s時(shí),物塊離開(kāi)傳送帶的速度大小為【答案】BD【詳解】AB.物塊上滑的第一個(gè)減速過(guò)程的加速度第二個(gè)減速過(guò)程的加速度則傳送帶上、下兩端間距離為運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,A錯(cuò)誤,B正確;C.當(dāng)時(shí),物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí),只有兩種加速度,即第一過(guò)程先向上的減速的加速度a1,第二過(guò)程減速的加速度a2和第三過(guò)程反向加速的加速度a2,C錯(cuò)誤;D.當(dāng)時(shí),物塊沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)的最大位移然后向下加速,加速度為a2,物塊離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度大小,D正確。故選BD。15.(25-26高三上·廣東深圳·開(kāi)學(xué)考試)如圖甲,質(zhì)量為m=2kg的物塊掛在彈簧秤的下端,在彈簧秤的拉力作用下沿豎直方向從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)。取豎直向上為正方向,物塊的加速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,彈簧秤始終在彈性限度內(nèi)。重力加速度g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是(

)A.0~6s內(nèi)物塊所受彈簧秤的示數(shù)先增大后減小B.2s~6s內(nèi)物塊先失重后超重C.4s末物塊開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)D.物塊在2s末和6s末速度等大同向【答案】AD【詳解】A.0~2s內(nèi)加速度向上增大,根據(jù)牛頓第二定律則有可知彈簧秤示數(shù)增大,2s~4s加速度向上減小,彈簧秤示數(shù)減小,4s~6s內(nèi)加速度向下增大,根據(jù)牛頓第二定律則有解得可知彈簧秤示數(shù)減小,因此0~6s內(nèi)物塊所受彈簧秤的示數(shù)先增大后減小,故A正確;B.2s~6s內(nèi)加速度先向上,后向下,則物塊先超重后失重,故B錯(cuò)誤;C.4s末物塊的速度向上最大,依然向上運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)a-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積代表物塊的速度變化,可知物塊在2s末和6s末速度相同,故D正確。故選AD。16.(25-26高二上·陜西西安·月考)如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為且足夠長(zhǎng)的木板,其上疊放一質(zhì)量為的物塊,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1。時(shí)刻起,給物塊施加一隨時(shí)間均勻增大的水平拉力,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小。下列說(shuō)法正確的是()A.時(shí),物塊與木板間的摩擦力大小為B.時(shí),物塊與木板間的摩擦力大小為C.時(shí),物塊的加速度大小為D.時(shí),物塊的加速度大小為【答案】AB【詳解】A、B之間的最大靜摩擦力A能具有的最大加速度A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),力的最大值A(chǔ).時(shí),,A、B沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)A、B整體,根據(jù)牛頓第二定律對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立解得,故A正確;B.時(shí),,A、B沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)A、B整體,根據(jù)牛頓第二定律對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立解得,故B正確;C.時(shí),,A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律解得物塊的加速度大小,故C錯(cuò)誤;D.時(shí),,A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律解得物塊的加速度大小,故D錯(cuò)誤。故選AB。17.(25-26高一上·湖南邵陽(yáng)·月考)如圖,粗糙水平面上放著一足夠長(zhǎng)的木板A,質(zhì)量M=2kg,A上面放著小物塊B,質(zhì)量m=4kg,A與B以及A與地面摩擦因數(shù)均為0.2,g=10m/s2,給A施加水平恒力F,下列說(shuō)法中正確的是()A.時(shí),A的加速度為B.時(shí),B的加速度為C.,A、B之間摩擦力大小為8ND.如果把F作用到B上,無(wú)論F有多大,木板A均不會(huì)運(yùn)動(dòng)【答案】BD【詳解】A.A與地面間的最大靜摩擦力A、B之間的最大靜摩擦力當(dāng)A、B恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),對(duì)B分析,根據(jù)牛頓第二定律,解得對(duì)A、B整體分析,解得即當(dāng)時(shí),A、B相對(duì)靜止,一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)時(shí),A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),當(dāng)時(shí),,A、B相對(duì)靜止,一起運(yùn)動(dòng),對(duì)整體分析,根據(jù)牛頓第二定律解得,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)時(shí),,A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),B的加速度由A對(duì)B的最大靜摩擦力提供,根據(jù)牛頓第二定律解得,故B正確;C.當(dāng)時(shí),因?yàn)?,A、B相對(duì)靜止,一起運(yùn)動(dòng),對(duì)整體分析,解得對(duì)B分析,根據(jù)牛頓第二定律,故C錯(cuò)誤;D.如果把F作用到B上,B對(duì)A的最大靜摩擦力為8N,A與地面間的最大靜摩擦力為12N,因?yàn)?,所以無(wú)論F有多大,A受到的B對(duì)它的最大靜摩擦力都小于A與地面間的最大靜摩擦力,木板A均不會(huì)運(yùn)動(dòng),故D正確。故選BD。18.(24-25高二下·遼寧大連·期末)如圖甲所示,一足夠長(zhǎng)的傳送帶傾斜放置,傾角為,以恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),一煤塊以初速度從A端沖上傳送帶,煤塊的速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,取。下列說(shuō)法正確的是()A.傳送帶的速率是2m/sB.傳送帶與水平方向夾角的正切值C.煤塊從最高點(diǎn)下滑到A端所用的時(shí)間為2sD.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)為m【答案】AD【詳解】A.根據(jù)圖乙可知,煤塊先向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度減為2m/s時(shí),向上減速的加速度發(fā)生變化,可知,傳送帶的速率是2m/s,故A正確;B.0~1s內(nèi)的加速度大小根據(jù)牛頓第二定律有1~2s內(nèi)的加速度大小根據(jù)牛頓第二定律有解得,,,故B錯(cuò)誤;C.圖像與時(shí)間軸所圍幾何圖形的面積表示位移,根據(jù)圖乙可知,煤塊向上運(yùn)動(dòng)的位移大小煤塊從最高點(diǎn)下滑到A端過(guò)程有解得,故C錯(cuò)誤;D.結(jié)合上述可知,煤塊開(kāi)始相對(duì)于傳送帶向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)歷時(shí)間相對(duì)位移大小后來(lái)相對(duì)于傳送帶向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)歷時(shí)間相對(duì)位移大小則煤塊在傳送帶上留下的痕跡長(zhǎng)為,故D正確。故選AD。三、解答題19.(2025高一上·上海·專題練習(xí))一個(gè)物體質(zhì)量為m,放在一個(gè)傾角為θ的斜面上,物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始加速下滑,(1)若斜面光滑,求物體的加速度;(2)若斜面粗糙,已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為μ,求物體的加速度?!敬鸢浮?1)gsinθ(2)【詳解】(1)若斜面光滑,對(duì)物體受力分析如圖根據(jù)牛頓第二定律有解得(2)若斜面粗糙,對(duì)物體受力分析如圖在沿斜面方向上,根據(jù)牛頓第二定律有在垂直斜面方向上,根據(jù)平衡條件有,又聯(lián)立解得20.(25-26高三上·江蘇·階段練習(xí))如圖所示,質(zhì)量都為的兩個(gè)相同的物塊A、B,它們之間用輕繩相連,兩物塊與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為,物塊B在與水平方向成角斜向上的拉力作用下,以的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)(重力加速度取,,)。求:(1)拉力的大??;(2)剪斷輕繩后A繼續(xù)滑行的時(shí)間;(3)剪斷輕繩后,當(dāng)A停止時(shí),此刻兩物體AB之間的距離?!敬鸢浮?1)(2)(3)【詳解】(1)以A、B為整體,根據(jù)平衡條件可得其中,聯(lián)立解得(2)剪斷輕繩后A做勻減速直線運(yùn)動(dòng),減速過(guò)程中的加速度大小為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得可得剪斷輕繩后A繼續(xù)滑行的時(shí)間為(3)剪斷輕繩后,以B為對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得解得B的加速度大小為當(dāng)A停止時(shí),A通過(guò)的位移大小為B通過(guò)的位移大小為則此刻兩物體AB之間的距離為21.(25-26高一上·江蘇蘇州·期中)如圖甲所示,一傾角為足夠長(zhǎng)的斜面固定在水平地面上,時(shí)刻,質(zhì)量為的物塊由斜面體的底端以一定的初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng),并在物塊上施加一沿斜面向下的恒力F,在時(shí)撤去恒力F,物塊的速度v隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。物塊視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度,,,求:(1)內(nèi),物塊的位移x;(2)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(3)物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間?!敬鸢浮?1)(2)(3)【

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