课时作业(九)　应用牛顿运动定律解决“三类”常考问题-2022高考物理【金版新学案】高三总复习（重庆专版）

课时作业(九)　应用牛顿运动定律解决“三类”常考问题 一、单项选择题 1．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中)。已知力F与水平方向的夹角为θ。则m1的加速度大小为(　　) A．　　　　　　　　 B． C．　　 D． A　[把m1、m2看成一个整体，在水平方向上加速度相同，由牛顿第二定律可得F cos θ＝(m1＋m2)a，所以a＝，选项A正确。] 2．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是(　　) A　[设物块的质量为m，弹簧的劲度系数为k，系统处于静止状态时，弹簧的压缩量为x0，则x0＝，设物块做匀加速直线运动的加速度为a，根据牛顿第二定律和胡克定律有F－mg＋k(x0－x)＝ma，联立解得F＝ma＋kx，显然F是关于x的一次函数，且F ­x图像在F轴上有截距。故A正确，B、C、D错误。] 3．(2019·海南高考)如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为(　　) A．F－2μmg　　 B．F＋μmg C．FF－μmg　　 D． D　[将两物块看作一个整体，两物块受重力和支持力，这两个力平衡，还受拉力F和摩擦力Ff，Ff＝μ(m＋2m)g＝3μmg，由牛顿第二定律得F－Ff＝3ma，则a＝，故D正确，A、B、C错误。]；对于物块P，根据牛顿第二定律得FT－μmg＝ma，整理得FT＝ 4．(2021·广东佛山一模)广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a ­t图像如图所示。下列相关说法正确的是(　　) A．t＝4.5 s时，电梯处于失重状态 B．5～55 s时间内，绳索拉力最小 C．t＝59.5 s时，电梯处于超重状态 D．t＝60 s时，电梯速度恰好为零 D　[利用a ­t图像可判断：t＝4.5 s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则A错误；0～5 s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55 s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力小于重力，综上所述，B、C错误；因a ­t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60 s时为零，D正确。] 5．如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F­t图像如图乙所示，两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，规定水平向右为正方向，则下列说法正确的是(　　) A．两物体在4 s时改变运动方向 B．在1～3 s时间内两物体间的摩擦力为零 C．6 s时两物体的速度为零 D．B物体所受的摩擦力方向始终与力F的方向相同 D　[以A、B为整体，由牛顿第二定律知，加速度a＝，方向一直向右，整体一直做加速运动，故A、C错误；对B分析，摩擦力F1＝mBa，方向始终与力F的方向相同，1～6 s内摩擦力不为0，故B错误，D正确。] 6．固定的光滑细杆与地面有一定夹角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，如图甲所示，已知推力F和小环速度v随时间变化规律如图乙和丙所示，重力加速度g取10 m/s2，由以上条件可求得(　　) A．小环的质量m＝0.5 kg B．小环的质量m＝2.0 kg C．细杆与地面的夹角α＝30° D．细杆与地面的夹角α＝37° C　[由题图丙知，0～0.2 s内小环做匀加速直线运动，a＝0.5 m/s2，由牛顿第二定律得F1－mg sin α＝ma，2 s后小环做匀速直线运动，由平衡条件得F2＝mg sin α，由以上各式代入题图中数据解得小环的质量m＝1 kg，细杆与地面的夹角α＝30°，C正确，A、B、D错误。] 7．如图所示，质量为M的滑块A放置在光滑水平地面上，A的左侧面有一个圆心为O、半径为R的光滑四分之一圆弧面。当用一水平向左的恒力F作用在滑块A上时，一质量为m的小球B(可视为质点)在圆弧面上与A保持相对静止，且B距圆弧面末端Q的竖直高度H＝。已知重力加速度大小为g，则力F的大小为(　　) A．MgMg　　 B． C．(M＋m)g(M＋m)g　　 D． D　[相对静止的两个物体具有相同的加速度，即A、B整体的加速度方向水平向左，根据牛顿第