1、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用1電梯內(nèi)的地板上豎直放置一根輕質(zhì)彈簧，彈簧上方有一質(zhì)量為m的物體當(dāng)電梯靜止時(shí)彈簧被壓縮了x；當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧又被壓縮了x.試判斷電梯運(yùn)動(dòng)的可能情況是 ()A以大小為2g的加速度加速上升B以大小為2g的加速度減速上升C以大小為g的加速度加速下降D以大小為g的加速度減速下降解析：由kxmg和2kxmgma可得ag.方向豎直向上，所以此電梯可能以大小為g的加速度向上加速，也可能以大小為g的加速度減速下降，故D正確答案：D2如圖所示，被水平拉伸的輕彈簧右端拴在小車壁上，左端拴 一質(zhì)量為10 kg的物塊M.小車靜止不動(dòng)，彈簧對(duì)物塊的彈力大小為5 N時(shí)，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)小車以加速

2、度a1 m/s2沿水平地面向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí) () A物塊M相對(duì)小車仍靜止B物塊M受到的摩擦力大小不變C物體M受到的摩擦力將減小D物塊M受到的彈簧的拉力將增大解析：由初始條件知最大靜摩擦力Ffmax5 N，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，取向右為正方向，假設(shè)物塊仍相對(duì)小車靜止，由牛頓第二定律得5Ff10×1，F(xiàn)f5 N，因Ff5 N，則A、B正確答案：AB3為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動(dòng) 扶梯無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖2所示那么下列說法中正確的是() A顧客始終受到三個(gè)力的作用B顧客始終處于超重狀態(tài)C顧

3、客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下解析：人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用，扶梯對(duì)人的作用力指向右上方，人對(duì)扶梯的作用力指向左下方；當(dāng)人勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，人只受重力和豎直向上的支持力作用，所以僅C項(xiàng)正確答案：C4如圖甲所示，在傾角為30°的足夠長的光滑斜面上，有一質(zhì)量為m的物體，受到沿斜面方向的力F作用，力F按圖乙所示規(guī)律變化(圖中縱坐標(biāo)是F與mg的比值，力沿斜面向上為正)則物體運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律是圖4中的(物體的初速度為零，重力加速度取10 m/s2) ()圖4解析：在01 s內(nèi)，物體的加速度為a1，

4、解得a15 m/s2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在12 s內(nèi)，物體的加速度為a25 m/s2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在23 s內(nèi)，a315 m/s2，D項(xiàng)錯(cuò)誤，只有C項(xiàng)正確答案：C5如圖所示，小車的質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，人用恒力F拉繩，若人與車保持相對(duì)靜止，且地面為光滑的，又不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，則車對(duì)人的摩擦力可能是 ()A. F，方向向左 B. F，方向向右C. F，方向向左 D. F，方向向右解析：設(shè)車對(duì)人的摩擦力Ff方向水平向右，對(duì)小車和人組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律有：2F(Mm)a，對(duì)人應(yīng)用牛頓第二定律得FFfma，可解得：Ff F當(dāng)Mm時(shí)，人受到向右的靜摩擦力，大小為 F，當(dāng)Mm時(shí)，人受到向左的靜摩擦力，大小

5、為 F，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確答案：CD6一根質(zhì)量分布均勻的長繩AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直線運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示繩內(nèi)距A端s處的張力FT與s的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知 ()A水平外力F6 N B繩子的質(zhì)量m3 kgC繩子的長度l2 m D繩子的加速度a2 m/s2解析：取s0，對(duì)A端進(jìn)行受力分析，F(xiàn)FTma，又A端質(zhì)量趨近于零，則FFT6 N，A正確；由于不知繩子的加速度，其質(zhì)量也無法得知，B、D均錯(cuò)誤；由圖易知C正確答案：AC7如圖甲所示，兩物體A、B疊放在光滑水平面上，對(duì)物體A施加一水平力F，F(xiàn)t關(guān)系圖象如圖乙所示兩物體在力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止則 ()A兩

6、物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B兩物體沿直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)CB物體所受摩擦力的方向始終與力F的方向相同Dt2 s到t3 s這段時(shí)間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小解析：由于兩物體在F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止，則有F(mAmB)a，對(duì)B有FfmBa，由Ft圖象可知，F(xiàn)隨時(shí)間變化，則a隨時(shí)間變化，A項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；A、B先沿正方向做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度增大的變減速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變減速運(yùn)動(dòng)至速度為0，整個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)方向不變，B項(xiàng)錯(cuò)；2 s3 s的時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)逐漸增大，a增大，F(xiàn)f增大，D項(xiàng)錯(cuò)答案：C8如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、

7、B兩個(gè)物 體，A、B間的最大靜摩擦力為mg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則拉力F的最大值為 () Amg B2mg C3mg D4mg解析：當(dāng)A、B之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力F最大，此時(shí)，對(duì)于A物體所受的合外力為mg由牛頓第二定律知aAg對(duì)于A、B整體，加速度aaAg由牛頓第二定律得F3ma3mg.C項(xiàng)正確答案：C9如圖所示，質(zhì)量為M的長平板車放在光滑的傾角為的斜面上，車上站著一質(zhì)量為m的人，若要平板車靜止在斜面上，車上的人必須 ()A勻速向下奔跑 B以加速度agsin向下加速奔跑C以加速度a(1)gsin向下加速奔跑D以加速度a(1)gsin向上加速奔跑解析：以車為研究對(duì)象

8、，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立 坐標(biāo)系，如圖所示因?yàn)檐囲o止不動(dòng)，即兩個(gè)方向上合力都為零， x方向：FfMgsin0，所以摩擦力(人對(duì)車)沿斜面向上，大小等于Mgsin，故人受車的作用力沿斜面向下以人為研究對(duì)象受力分析如圖所示則有FfmgsinmaFfFf所以a(1)gsin，故C正確答案：C10一個(gè)質(zhì)量為50 kg的人，站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)底板上他看 到升降機(jī)上掛著一個(gè)重物的彈簧測力計(jì)的示數(shù)為40 N，如圖10所示，該重物的質(zhì)量為5 kg，這時(shí)人對(duì)升降機(jī)底板的壓力是多大？(g取10 m/s2) 解析：以重物為研究對(duì)象，重物受向下的重力mg，向上的彈簧拉力F，重物隨升降機(jī)一起以加速

9、度a向上運(yùn)動(dòng)，由于重物的重力mg大于彈簧測力計(jì)的示數(shù)，因此可知升降機(jī)的加速度方向應(yīng)向下，即升降機(jī)減速上升，由牛頓第二定律有mgFma所以a m/s22 m/s2，再以人為研究對(duì)象，人受到重力Mg，底板的支持力FN，由牛頓第二定律有MgFNMa得FNMgMa50×(102)N400 N，由牛頓第三定律知，人對(duì)升降機(jī)底板的壓力大小為400 N，方向豎直向下答案：400 N11在2008年北京殘奧會(huì)開幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀 登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的 精神為了探求上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化 如下：一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)

10、的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖11所示設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65 kg， 吊椅的質(zhì)量為15 kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g10 m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以加速度a1 m/s2上升時(shí)，試求：(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力解析：法一：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)動(dòng)員的力為F.以運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體為研究對(duì)象，受到重力的大小為(Mm)g，向上的拉力為2F，根據(jù)牛頓第二定律2F(Mm)g(Mm)a解得F440 N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員拉繩的力大小為440 N，方向豎直向下(2)以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，運(yùn)動(dòng)員受到三個(gè)力的作用

11、，重力大小Mg，繩的拉力F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力FN.根據(jù)牛頓第二定律FFNMgMa解得FN275 N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅壓力大小為275 N，方向豎直向下法二：設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運(yùn)動(dòng)員對(duì)繩豎直向下的拉力大小為F，對(duì)吊椅的壓力大小為FN.根據(jù)牛頓第三定律，繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大小為FN.分別以運(yùn)動(dòng)員和吊椅為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律FFNMgMa FFNmgma 由得F440 NFN275 N.答案：(1)440 N，方向豎直向下(2)275 N，方向豎直向下12如圖所示，一質(zhì)量為M5 kg的斜面體放在水平地面上，斜面體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為10.5，斜面高度為h0.45 m，斜面體與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)為20.8，小物塊的質(zhì)量為m1 kg，起初小物塊在斜面的豎直面上的最高點(diǎn)現(xiàn)在從靜止開始在M上作用一水平恒力F，并且同時(shí)釋放m，取g10 m/s2，設(shè)小物塊與斜面間最大靜摩擦力等于它們之間的滑動(dòng)摩擦力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)問： (1)