【配套K12】[学习]2018-2019学年高中物理同步重难讲练之牛顿运动定律 专题05 牛顿运动定

第3讲 牛顿运动定律的综合应用[课时作业] 单独成册 方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2018·四川乐山高三一诊)某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数(表内时刻不存在先后顺序)，若已知t 0时刻电梯处于静止状态，则A.t 1B ．t 2时刻电梯可能向上做减速运动 C ．t 1和t 2时刻电梯运动的方向相反 D ．t 3时刻电梯处于静止状态解析：超重和失重时物体的重力和质量是不变的，只是对悬挂物的压力或者支持力变化了，故A 错误；t 2时刻物体处于失重状态，电梯的加速度方向向下，可能向上做减速运动，选项B 正确；t 1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上，所以t 1和t 2时刻电梯的加速度方向相反，但是速度不一定相反，选项C 错误；t 3时刻电梯受力平衡，可能保持静止，也可能做匀速直线运动，故D 错误． 答案：B2．(2018·湖南长沙模拟)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g .据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为( )A ．gB ．2gC ．3gD ．4g解析：“蹦极”运动的最终结果是人悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于人的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时等于重力，即35F 0＝mg ，则F 0＝53mg .当绳子拉力最大时，人处于最低点且所受合力最大，故加速度也最大，此时F 最大＝95F 0＝3mg ，方向竖直向上，由牛顿第二定律有ma ＝F 最大－mg ＝3mg －mg ＝2mg ，得最大加速度a ＝2g ，故B 正确． 答案：B3.(2018·宁夏银川二中月考)电梯在t ＝0时由静止开始上升，运动的a t 图象如图所示(选取竖直向上为正方向)，电梯内乘客的质量为m ＝50 kg ，重力加速度g 取10 m/s 2.下列说法正确的是( ) A ．第9 s 内乘客处于失重状态 B ．1～8 s 内乘客处于平衡状态C ．第2 s 内乘客对电梯的压力大小为550 ND ．第9 s 内电梯速度的增加量为1 m/s解析：第9 s 内加速度为正，方向向上，乘客处于超重状态，只不过加速度在减小，A 错误；1～8 s 内加速度大小恒定，方向向上，乘客处于超重状态，B 错误；第2 s 内乘客受电梯的支持力和重力，根据牛顿第二定律有N －mg ＝ma ，解得N ＝550 N ，根据牛顿第三定律可得乘客对电梯的压力大小为550 N ，C 正确；第9 s 内电梯速度的增加量等于该时间内a t 图象与时间轴所围图形的面积，即Δv ＝12×1×1.0 m/s＝0.5 m/s ，D 错误.答案：C4.(2018·河南郑州质检)甲、乙两球质量分别为m 1、m 2，从同一地点(足够高)同时由静止释放．两球下落过程所受空气阻力大小f 仅与球的速率v 成正比，与球的质量无关，即f ＝kv (k 为正的常量)．两球的v t 图象如图所示．落地前，经时间t 0两球的速度都已达到各自的稳定值v 1、v 2，则下列判断正确的是( )A ．释放瞬间甲球加速度较大 B.m 1m 2＝v 2v 1C ．甲球质量大于乙球质量D ．t 0时间内两球下落的高度相等解析：释放瞬间v ＝0，因此空气阻力f ＝0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g ，故A 错误；两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv ＝mg ，因此最大速度与其质量成正比，即v m ∝m ，故m 1m 2＝v 1v 2，故B 错误；由于m 1m 2＝v 1v 2，而v 1>v 2，故甲球质量大于乙球质量，故C 正确；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t 0时间内两球下落的高度不相等，故D 错误． 答案：C5．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M 的物体A 、B (B 物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k ，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F 作用在物体A 上，使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速运动，测得两个物体的v t 图象如图乙所示(重力加速度为g )，则( )A ．施加外力前，弹簧的形变量为2g kB ．施加外力的瞬间，A 、B 间的弹力大小为M (g －a )C ．A 、B 在t 1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D ．弹簧恢复到原长时，物体B 的速度达到最大值解析：施加拉力F 前，物体A 、B 整体平衡，根据平衡条件有2Mg ＝kx ，解得x ＝2Mgk，故选项A 错误；施加外力F 的瞬间，对B 物体，根据牛顿第二定律，有F 弹－Mg －F AB ＝Ma ，其中F 弹＝2Mg ，解得F AB ＝M (g －a )，故选项B 正确；物体A 、B 在t 1时刻分离，此时A 、B 具有共同的速度v 与加速度a ，且F AB ＝0，对B 物体，有F 弹′－Mg ＝Ma ，解得F 弹′＝M (g ＋a )，故选项C 错误；当F 弹′＝Mg 时，B 达到最大速度，故选项D 错误． 答案：B 二、多项选择题6.如图所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆间的动摩擦因数为μ，现给环一个水平向右的恒力F ，使圆环由静止开始运动，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F 1，F 1＝kv (k 为常数，v 为环的速率)，则环在整个运动过程中，下列说法正确的是( ) A ．最大加速度为F mB ．最大加速度为F ＋μmgmC ．最大速度为F ＋μmgμk D ．最大速度为mg k解析：当F 1＝mg ，即kv ＝mg ，v ＝mg k时，圆环水平方向不受摩擦力，则圆环的加速度最大为a ＝F m ，A 正确，B 错误；当滑动摩擦力f ＝μ(kv －mg )＝F 时，对应的速度最大，v ＝F ＋μmg μk，C 正确，D 错误．答案：AC7．(2018·河南开封四校联考)如图甲所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A 、B 两物体，B 的质量是A 的2倍，B 受到水平向右的恒力F B ＝2 N ，A 受到的水平方向的力F A (向右为正方向)按如图乙所示的规律变化，从t ＝0开始计时，则( )A ．A 物体在3 s 末的加速度是初始时刻的511B ．t ＞4 s 后，B 物体做匀加速直线运动C ．t ＝4.5 s 时，A 物体的速度为零D ．t ＞4.5 s 后，A 、B 的加速度方向相反解析：根据题图乙可得出F A 的变化规律为F A ＝9－2t (N)，对于A 、B 整体，根据牛顿第二定律有F A ＋F B ＝(m A ＋m B )a ，设A 、B 间的作用力为N ，则对B ，根据牛顿第二定律可得N ＋F B ＝m B a ，解得N ＝m B F A ＋F B m A ＋m B －F B ＝16－4t3(N)；当t ＝4 s 时N ＝0，A 、B 两物体开始分离，此后B做匀加速直线运动，当t ＝4.5 s 时，A 物体的加速度为零而速度不为零，t ＞4.5 s 后，A 所受合外力反向，即A 、B 的加速度方向相反，当t ＜4 s 时，A 、B 的加速度均为a ＝F A ＋F Bm A ＋m B，综上所述，选项B 、D 正确，C 错误；t ＝0时，A 物体的加速度为a 0＝11 Nm A ＋m B，t ＝3 s 末，A 物体的加速度为a ′＝ 5 N m A ＋m B ，则a ′＝511a 0，故选项A 正确． 答案：ABD[能力题组]一、选择题8.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为m 、2m 的A 、B 两个物体，A 、B 间的最大静摩擦力为μmg .现用水平拉力F 拉B ，使A 、B 以同一加速度运动，则拉力F 的最大值为( ) A ．μmg B ．2μmg C ．3μmgD ．4μmg解析：当A 、B 之间恰好不发生相对滑动时力F 最大，此时，对于A 物体所受的合力为μmg ，由牛顿第二定律知a A ＝μmgm＝μg ；对于A 、B 整体，加速度a ＝a A ＝μg ，由牛顿第二定律得F ＝3ma ＝3μmg .答案：C9．如图甲所示，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m 的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，t ＝0时，车开始沿水平面做直线运动，其v t 图象如图乙所示．g 取10 m/s 2，平板车足够长，则物块运动的v t 图象为( )解析：小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等，都为a ＝Δv Δt ＝4 m/s 2，根据物块与车间的动摩擦因数可知，物块与车间的滑动摩擦力产生的加速度为2 m/s 2，因此当车的速度大于物块的速度时，物块受到的滑动摩擦力是动力，相反则受到的滑动摩擦力是阻力．设在t 时刻滑块与车的速度相等，则有24－4(t －6)＝2t 得t ＝8 s ，故在0～8 s 内，车的速度大于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是动力，则其加速度为2 m/s 2，同理，可得在8～16 s 内，车的速度小于物块的速度，因此物块受到的滑动摩擦力是阻力，则其加速度为2 m/s 2，故C 正确． 答案：C10．(多选)如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m 的小球．斜面以加速度a 水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T 和N .若T a 图象如图乙所示，AB 是直线，BC 为曲线，重力加速度为g ＝10 m/s 2.则( )A ．a ＝403 m/s 2时，N ＝0B ．小球质量m ＝0.1 kgC ．斜面倾角θ的正切值为34D ．小球离开斜面之前，N ＝0.8＋0.06a (N)解析：小球离开斜面之前，以小球为研究对象，进行受力分析，可得T cos θ－N sin θ＝ma ，T sin θ＋N cos θ＝mg ，联立解得N ＝mg cos θ－ma sin θ，T ＝ma cos θ＋mg sin θ，所以小球离开斜面之前，T a 图象呈线性关系，由题图乙可知a ＝403 m/s 2时，N ＝0，选项A 正确；当a ＝0时，T ＝0.6 N ，此时小球静止在斜面上，其受力如图甲所示，所以mg sin θ＝T ；当a ＝403 m/s 2时，斜面对小球的支持力恰好为零，其受力如图乙所示，所以mg tan θ＝ma ，联立可得tan θ＝34，m ＝0.1 kg ，选项B 、C 正确；将θ和m 的值代入N ＝mg cos θ－ma sin θ，得F N ＝0.8－0.06a (N)，选项D 错误．答案：ABC 二、非选择题11.(2018·江西赣中南五校联考)质量为2 kg 的雪橇在倾角θ＝37°的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知．今测得雪橇运动的v t 图象如图所示，且AB 是曲线最左端那一点的切线，B 点的坐标为(4,9)，CD 线是曲线的渐近线．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)试问：(1)雪橇开始时做什么运动？最后做什么运动？(2)当v 0＝3 m/s 和v 1＝6 m/s 时，雪橇的加速度大小各是多少？ (3)空气阻力系数k 及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？解析：(1)v t 图象的斜率表示加速度的大小，由题图可知，雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动． (2)当v 0＝3 m/s 时，雪橇的加速度是a 0＝9－34m/s 2＝1.5 m/s 2， 当v 1＝6 m/s 时，雪橇的加速度是a 1＝0. (3)开始加速时：mg sin θ－kv 0－μmg cos θ＝ma 0①最后匀速时：mg sin θ＝kv 1＋μmg cos θ②联立①②得kv 0＋ma 0＝kv 1，得k ＝ma 0v 1－v 0＝1 kg/s ， 由②式，得μ＝mg sin θ－kv 1mg cos θ＝0.375.答案：(1)雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动 最后做匀速直线运动 (2)1.5 m/s 2(3)1 kg/s 0.37512．如图所示，倾角为45°的轨道AB 和水平轨道BC 在B 处用一小段光滑圆弧轨道平滑连接，水平轨道上D 点的正上方有一探测器，探测器只能探测处于其正下方的物体．一小物块自倾斜轨道AB 上离水平轨道BC 高h 处由静止释放，以小物块运动到B 处的时刻为计时零点，探测器只在t ＝2～5 s 内工作．已知小物块与倾斜轨道AB 和水平轨道BC 间的动摩擦因数分别为μ1＝0.5和μ2＝0.1，BD 段长为L ＝8 m ，重力加速度g 取10 m/s 2，为使探测器在工作时间内能探测到小物块，求h 的取值范围．解析：设物块沿倾斜轨道AB 运动的加速度为a 1，由牛顿第二定律有mg sin 45°－μ1mg cos 45°＝ma 1设物块到达B 处的速度为v B ，由速度—位移关系得v 2B ＝2a 1·hsin 45°物块在水平轨道BC 上做减速运动的加速度大小为a 2＝μ2g①设物块运动到D 点时速度恰好为零，这种情况下v B 最小，物块在水平轨道BC 上运动的时间最长，则v B 1＝2a 2L ＝4 m/s又t 1＝v B 1a 2＝4 s 当物块在t 1＝4 s 到达D 点时，联立解得h 1＝1.6 m ②当物块在t 2＝2 s 到达D 点时L ＝v B 2t 2－12a 2t 22联立解得h 2＝2.5 m为使探测器在工作时间内能探测到小物块，h 的取值范围为1.6 m≤h ≤2.5 m. 答案：1.6 m≤h ≤2.5 m。

课练8 牛顿运动定律1．(2018·黑龙江双鸭山一中期末)亚里士多德在其著作《物理学》中写道：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的“非自然运动”称之为“受迫运动”．伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学；新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”．下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )A．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C．竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性D．可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的答案：D解析：根据惯性的定义可知A、B、C正确；绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的，故D错误．2．(2018·江西丰城中学二诊)如图所示，物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是( )A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D．物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力答案：C解析：物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，但是这两个力作用在两个物体上，所以应为作用力和反作用力，所以A错误．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，垂直于斜面向下的分力不是对斜面的压力，因为作用点不同，对斜面的压力作用点应在斜面上，而垂直于斜面向下的分力作用点在物体上，所以B错误．斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力和摩擦力的合力，与物体的重力平衡，所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力，C正确．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力，物体所受斜面的摩擦力与重力沿斜面的分力为平衡力，所以D错误．3．(2018·湖北天门期末联考)很多教室里都安装有吊扇，下列关于吊扇对悬挂点的作用力的判断正确的是( )A．不转动与正常转动时相比，吊扇对悬挂点的拉力相等B．不转动与正常转动时相比，不转动时吊扇对悬挂点的拉力要小一些C．不转动与正常转动时相比，不转动时吊扇对悬挂点的拉力要大一些D．在不转动与正常转动的实际情况下，吊扇对悬挂点可能存在拉力、压力或没有作用力三种情况答案：C解析：吊扇不转动时，吊扇对悬挂点的拉力大小等于吊扇的重力大小，吊扇旋转时要向下扇风，即对空气有向下的压力，根据牛顿第三定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬挂点的拉力变小，故C正确，A、B错误；在实际的情况下，一般是不会出现空气对吊扇的作用力大于等于其重力的，故D错误．4．(2018·山东潍坊中学月考)物块A放在斜面体的斜面上，和斜面体一起水平向右做加速运动，如图所示，若物块与斜面体保持相对静止，物块A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力的方向可能是( )A．斜向右上方 B．水平向右C．斜向右下方 D．竖直向上答案：A解析：物块A受到竖直向下的重力，而加速度水平向右，即A受到的合力水平向右，所以只能再受到斜向右上方的作用力，即物块A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力的方向可能斜向右上方，A正确．5．(2018·浙江绍兴一中期末)如图所示，一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，受到老师的表扬．下列说法正确的是( ) A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力B．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力D．石块c对b的作用力一定竖直向上答案：D解析：石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故A、B错误；以三个石块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取a、b作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与a、b的总重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故D正确．6.(2018·湖北黄冈中学模考)(多选)如图所示，三个质量均为m的物块a、b、c，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态．现将b、c之间的轻绳剪断，下列说法正确的是( )A．在刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为gB．在刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为2gC．剪断轻绳后，a、b下落过程中，两者一直保持相对静止D．剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态答案：BD解析：剪断轻绳的瞬间，绳的弹力立即消失，而弹簧弹力瞬间不变；对b根据牛顿第二定律可得ma b＝2mg，解得a b＝2g，方向向下；c上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于三个物D 正确．一质量为m 的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中，某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图象如图乙所示，已知重力加速度为g ，下列说法正确的是0＝g．铝球下沉的速度将会一直增大．铝球下沉过程所受到油的阻力f ＝ma 0v v 量等于克服油的阻力、浮力所做的功，故D 错误．)(多选)如图所示，两轻质弹簧与竖直方向成30°角，两弹簧的形变量相等，重力加速度为g ，则( )3：23：1下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为在光滑水平面上有一物块始终受水平恒力F的作用而运动，当物块与弹簧接触后向右运动的过程中，的拉力分别为T A、T B.若加速度增大，则均减小减小，T B不变θ，则对小球有T A增大．选项C正确．受摩擦力作用，大小恒定，方向向左受摩擦力作用，大小恒定，方向向右．因小车的运动方向不能确定，故物块B受的摩擦力情况无法判断滑块与木板之间的动摩擦因数μ；滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t，木板水平时滑块加速度大小为如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大的质量相同，a和上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态．相对于原长的伸长量分别记为：2A．：．：2C．：4 D．：8答案：A解析：当雨点做匀速直线运动时，：2：如图所示，质量为的木板放在光滑的水平面上，木，在木块上施加一水平向右的恒力，木块和木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，x增大，故如图所示，AD是固定斜面体底边AB，DH垂直于AC，甲、乙两个小球同时由静止下滑，下列说法正确的是如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的小球，小球左侧连接一水平轻弹簧，弹簧左端固定在墙上，右侧连接一与竖直方向成轻绳另一端固定在天花板上，的正方体物块置于风洞内的水平面上，时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于如图所示，一固定杆与水平方向夹角为通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为如图所示，质量分别为与B之间的动摩擦因数分别为B受到的摩擦力，下列说法正确的是如图所示，m＝1.0 kg滑上斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数为若从滑块滑上斜面起，经0.8 s小铅块相对木块滑动时小铅块的加速度大小；小铅块下的木块刚发生运动时小铅块的瞬时速度大小．。

课时跟踪检测（十一）牛顿运动定律的综合应用卷Ⅱ—拔高题目稳做准做[B级——拔高题目稳做准做]★1.(2018·郑州二模)图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的·表示人的重心。

图乙是根据传感器采集到的数据画出的力—时间图像，两图中a～g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出，重力加速度g取10 m/s2，根据图像分析可知()A．人的重力为1 500 NB．c点位置人处于超重状态C．e点位置人处于失重状态D．d点的加速度小于f点的加速度解析：选B分析图像可知：a点，人处于静止状态，重力等于支持力，所以G＝500 N，A错误。

c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，B正确。

e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，C错误。

在f点，人只受重力，加速度g＝10 m/s2；在d点，根据牛顿第二定律有F N－mg＝ma，得a＝20 m/s2，d点的加速度大于f点的加速度，D错误。

★2.[多选]如图所示，在光滑水平面上有一足够长的静止小车，小车质量为M＝5 kg，小车上静止地放置着质量为m＝1 kg的木块，木块和小车间的动摩擦因数μ＝0.2，用水平恒力F拉动小车，下列关于木块的加速度a m和小车的加速度a M，可能正确的有()A．a m＝1 m/s2，a M＝1 m/s2B．a m＝1 m/s2，a M＝2 m/s2C．a m＝2 m/s2，a M＝4 m/s2D．a m＝3 m/s2，a M＝5 m/s2解析：选AC当M与m间的静摩擦力f≤μmg＝2 N时，木块与小车一起运动，且加速度相等；当M 与m 间相对滑动后，M 对m 的滑动摩擦力不变，则m 的加速度不变，所以当M 与m 间的静摩擦力刚达到最大值时，木块的加速度最大，由牛顿第二定律得：a m ＝μmg m＝μg ＝0.2×10 m /s 2＝2 m/s 2 此时F ＝(M ＋m )a m ＝(5＋1)×2 N ＝12 N当F <12 N ，可能有a M ＝a m ＝1 m/s 2。

牛顿运动定律的应用【本讲教育信息】一. 教学内容：牛顿运动定律的应用（一）牛顿运动定律在动力学问题中的应用1. 运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）：（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况。

如物体运动的位移、速度及时间等。

（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）。

但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案。

两类动力学基本问题的解题思路图解如下：2. 应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型。

（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体。

同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。

（3）分析研究对象的受力情况和运动情况。

（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上。

（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受的外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算。

（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论。

（二）整体法与隔离法1. 整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。

采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法可以避免对整体内部进行繁琐的分析，常常使问题解答更简便、明了。

运用整体法解题的基本步骤：①明确研究的系统或运动的全过程。

②画出系统的受力图和运动全过程的示意图。

③寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解2. 隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。

专题06 牛顿运动定律的应用之超重与失重问题重难讲练 1．实重与视重(1)实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化．(2)视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重． 2．产生超重的原因当物体具有竖直向上的加速度a 时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F .由牛顿第二定律可得：F －mg ＝ma .所以F ＝m (g ＋a )>mg .由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F ′>mg . 3．超重的动力学特点超重⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫向上加速运动向下减速运动加速度方向向上(或有向上的分量)． 4．对失重现象的理解(1)从力的角度看：失重时物体受到竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”．(2)从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a ≤g ，如图)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．(3)从速度的角度看：只要加速度向下物体就处于失重状态，其速度可以向上也可以向下．常见的失重状态有两种：加速向下或减速向上运动．5．对完全失重的理解：物体处于完全失重状态(a ＝g )时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图)，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生压强等．6. 判断超重和失重的方法【典例1】伦敦奥运会开幕式的弹跳高跷表演中，一名质量为m的演员穿着这种高跷从距地面H高处由静止落下，与水平地面撞击后反弹上升到距地面高h处。

假设弹跳高跷对演员的作用力类似于弹簧的弹力，演员和弹跳高跷始终在竖直方向运动，不考虑空气阻力的影响，则该演员()A.在向下运动的过程中始终处于失重状态B.在向上运动的过程中始终处于超重状态C.在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态D.在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态【答案】C选项D错误。

专题12 牛顿第二定律的应用 超重和失重重难点1 力学两类问题一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况．二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．[知识深化] 1．解题步骤（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图． （2）根据力的合成与分解，求合力（包括大小和方向）． （3）根据牛顿第二定律列方程，求加速度．（4）结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等．2．流程受力情况→合力F ――→F ＝ma求a ，⎩⎪⎨⎪⎧x ＝v 0t ＋12at 2v ＝v 0＋at v 2－v 02＝2ax ……求x 、v 0、v 、t . 三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．【典例精析】【例1】如图所示，质量m ＝2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F ＝8 N 、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2.求：（1）画出物体的受力图，并求出物体的加速度； （2）物体在拉力作用下5 s 末的速度大小； （3）物体在拉力作用下5 s 内通过的位移大小．【典例分析】首先分析物体所受的力，然后利用牛顿第二定律解答。

【参考答案】（1）见解析图 1.3 m/s 2，方向水平向右 （2）6.5 m/s （3）16.25 m【例2】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m ，构成斜面的气囊长度为5.0 m ．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s （g 取10 m/s 2），则：（1）乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？ （2）气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？【典例分析】首先分析物体所受的力，然后利用牛顿第二定律解答。

考点02 牛顿运动定律【命题意图】本题属于连接体模型，涉及的知识点有相对运动和牛顿运动定律的应用，需要考生运用整体法和隔离法解决这类问题，意在考查考生的综合分析能力。

【专题定位】本专题解决的是物体(或带电体)在力的作用下的匀变速直线运动问题.高考对本专题考查的内容主要有：①匀变速直线运动的规律及运动图象问题；②行车安全问题；③物体在传送带(或平板车)上的运动问题；④带电粒子(或带电体)在电场、磁场中的匀变速直线运动问题；⑤电磁感应中的动力学分析.考查的主要方法和规律有：动力学方法、图象法、临界问题的处理方法、运动学的基本规律等.【考试方向】对于连接体模型，命题多集中在两个或两个以上相关联的物体之间的相互作用和系统所受的外力情况，一般根据连接类型（直接连接型、绳子连接型、弹簧连接型），且考查时多涉及物体运动的临界和极值问题。

【应考策略】抓住“两个分析”和“一个桥梁”.“两个分析”是指“受力分析”和“运动情景或运动过程分析”.“一个桥梁”是指“加速度是联系运动和受力的桥梁”.综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题。

1．高考考查特点(1)高考题注重基本概念的理解及基本公式及推论的灵活应用，计算题要注意追及相遇类为背景的实际问题．(2)熟练掌握运动学的基本规律及推论，实际问题中做好过程分析及运动中的规律选取是解题的关键．2．解题常见误区及提醒(1)基本概念公式及基本推论记忆不准确，应用不灵活．(2)实际问题中过程不清晰、时间关系、速度关系、位移关系把握不准．(3)解决追及相遇问题时，要抓住题目中的关键词语(如“刚好”、“最多”、“至少”等)【得分要点】处理连接体问题的基本方法是隔离法和整体法：分析整体受力，不需要求物体间相互作用力时，多采用整体法；要求求出系统内部物体之间的作用力时，需采用隔离法。

涉及临界或极值问题时，要分析此状态下的受力特点和运动特点，找到临界或极值产生的条件。

【2017年高考选题】【2017·新课标Ⅱ卷】（12分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1<s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。

第三章牛顿运动定律综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：60分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。

1～5题为单选，6～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2018·河北冀州中学月考)2017年是浙江大学建校120周年，在浙大就读过一年的诺贝尔物理学奖获得者李政道在贺信中称：“一年‘求是’校训的熏陶，发端了几十年来我细推物理之乐。

”物理学史上许多物理学家以科学探究为乐，下列符合物理史实的是导学号 21993423( B )A．开普勒发现了行星运动的规律，并通过实验测出了引力常量B．笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献C．伽利略利用小球沿斜面运动，“冲淡了重力作用”，验证了小球运动的速度与位移成正比D．亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因[解析]开普勒发现了行星运动的规律，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量，选项A错误；伽利略、笛卡儿都对牛顿第一定律的建立做出了贡献，选项B正确；小球在斜面上运动，运动速度与位移不成正比，选项C错误；伽利略发现了力是改变物体运动状态的原因，选项D错误。

2．(2018·湖南省五市十校高三联考)《跳悬崖》是安卓平台上的一款益智休闲类小游戏，其过程中一个片段如图甲所示，。

在游戏中，玩家控制的长毛怪要不断通过跳床帮助企鹅在悬崖上打下落脚点，企鹅则会按照打下的落脚点进行攀爬。

假设长毛怪从一定高处开始仅在重力作用下下落，接触蹦床后弹回的整个过程中没有能量损失，长毛怪的速度随时间变化的图象如图乙所示，图中Oa段和cd段为直线。

则下列说法不正确的是导学号 21993424 ( C )A．长毛怪在0～t1段做自由落体运动B．长毛怪在t1～t2段处于失重状态C．长毛怪在t2～t4段先处于超重状态后处于失重状态D．长毛怪在t5～t6段的加速度与0～t1段的相同[解析] 由题意知速度方向向下时为正方向，长毛怪在0～t 1段做自由落体运动，选项A 正确；在t 1～t 2段速度继续增大，加速度方向向下，处于失重状态，选项B 正确；在t 2～t 4段速度先减小后增大，加速度方向向上，处于超重状态，选项C 错误；t 5～t 6段和0～t 1段都是直线，所以斜率相同，加速度相同，选项D 正确。