2021届高考物理一轮复习核心素养测评九牛顿运动定律的综合应用含解析
牛顿运动定律的综合应用
(45分钟 100分)
一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)
1.如图所示，在近地圆轨道环绕地球运行的“天宫二号”的实验舱内，航天员景海鹏和陈冬在向全国人民敬礼时 ( )
A.不受地球引力
B.处于平衡状态，加速度为零
C.处于失重状态，加速度约为g
D.地板的支持力与地球引力平衡
【解析】选C。天宫二号做匀速圆周运动时航天员处于完全失重状态。此时仍受到地球引力作用，只不过引力恰好充当向心力，向心加速度近似等于g；此时人对地板没有压力，地板对人也没有支持力，故C正确，A、B、D错误。
2.如图所示，用皮带输送机将质量为M的物块向上传送，两者间保持相对静止，则下列关于物块所受摩擦力Ff的说法正确的是 ( )
A.皮带传送的速度越大，Ff越大
B.皮带加速运动的加速度增大，Ff不变
C.皮带速度恒定，物块质量越大，Ff越大
D.Ff的方向一定与皮带速度方向相同
【解析】选C。若物块匀速运动，由物块的受力情况可知，摩擦力Ff=Mgsinθ，与传送带的速度无关，A项错误；物块质量M越大，摩擦力Ff越大，C项正确；皮带加速运动时，由牛顿第二定律可知，Ff-Mgsinθ=Ma，加速度a越大，摩擦力Ff越大，B项错误；若皮带减速上滑，则物块所受摩擦力方向有可能沿皮带方向向下，D项错误。
12
3.在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a处于斜向上的方向，拉力为Fa，绳b处于水平方向，拉力为Fb，如图所示。现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是 ( )
A.Fa变大，Fb不变 B.Fa变大，Fb变小
C.Fa变大，Fb变大 D.Fa不变，Fb变小
【解析】选D。以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力分析图，根据牛顿第二定律得
水平方向：Fasin α-Fb=ma
竖直方向：Facos α-mg=0
由题知α不变，分析得Fa不变，
Fb=Fasin α-ma
F2，当运动达到稳定时，关于弹簧的伸长量下列说法正确的是 ( )
A.若水平地面光滑，弹簧的伸长量为
B.若水平地面光滑，弹簧的伸长量为
C.若水平地面粗糙且两个物体与地面动摩擦因数相同，弹簧的伸长量为
D.若水平地面粗糙且两个物体与地面动摩擦因数相同，弹簧的伸长量为
12
【解析】选C。设两个物体的质量均为m，若水平地面光滑，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得a=，再以A为研究对象，由牛顿第二定律得：F1-kx=ma，代入解得弹簧的伸长量为x=，选项A、B错误；若水平地面粗糙且两个物体与地面动摩擦因数相同， 以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
a==-μg
再以A为研究对象，由牛顿第二定律得：
F1-kx-μmg=ma，代入解得，弹簧的伸长量为x=，选项C正确，D错误。
4.(2019·烟台模拟)如图甲所示，足够长的光滑固定的斜面上有一物体，物体在一沿斜面向上的推力F的作用下沿斜面向上运动，在0～2 s内推力的大小
F1=5 N，在2～4 s内推力的大小F2=5.5 N，该过程中物体的速度随时间变化的规律如图乙所示，g取10 m/s2，则 ( )
A.物体在前4 s内的位移为8 m
B.在第3 s末物体的加速度大小为2 m/s2
C.物体质量为2 kg
D.斜面与水平面的夹角为30°
【解析】选D。由速度—时间图象可知，图线与坐标轴围成的面积表示位移，即0～4 s内物体的位移为5 m，故A错误；由图象得，在2～4 s内物体的加速度a==0.5 m/s2，故B错误；在0～2 s内物体做匀速直线运动，重力沿斜面向下的分力等于5 N，在2～4 s内由牛顿第二定律有：F2-F1=ma，解得m=1 kg，故C错误；设斜面与水平面的夹角为α，则F2-mgsinα=ma，解得α=30°，故D正确。
5.(2020·邯郸模拟)如图所示，质量为m的球置于斜面上，
12
被一个竖直挡板挡住。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 ( )
A.若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零
B.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零
C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
D.斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值
【解析】选D。设球的质量为m，斜面倾角为θ，斜面给球的弹力为F1，竖直挡板给球的弹力为F2。对球受力分析，如图所示。由牛顿第二定律得：F1cosθ-mg=0，F2-F1sinθ=ma，解得F1=，F2=mgtanθ+ma，即F1是定值，故A、B错，D正确；球所受斜面、挡板的力以及重力的合力为ma，故C错误。
6.电影《情报特工》中，有一特工队员潜入敌人的堡垒，准备窃取铺在桌面上的战略图板A，图板上面有一个砚台B，情境简化如图。若图板A的质量为m、与桌面间的动摩擦因数为μ，砚台B的质量为2m、与图板间的动摩擦因数为2μ，用平行于桌面向右的力F将图板加速拉出桌面。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是 ( )
A.砚台B对图板A的摩擦力方向向右
B.砚台B的加速度随拉力F增大而一直增大
C.当F>3μmg时，图板A与砚台B发生相对滑动
D.当F=4.5μmg时，砚台B的加速度为0.5μg
【解析】选D。砚台B随图板A向右加速运动，受向右的摩擦力，则砚台B对图板A
12
的摩擦力方向向左，选项A错误；当F增大到一定值，砚台B与图板A产生相对滑动，B所受的摩擦力不变，此时B的加速度不变，选项B错误；砚台B与图板A刚好要产生相对滑动时，则：2μ·2mg=2mam，解得am=2μg，此时对整体F0-μ·3mg=3mam，解得F0=9μmg，即当F>9μmg时，图板A与砚台B发生相对滑动，选项C错误；当F=4.5μmg
查看更多
