课时作业9 应用牛顿运动定律解决“三类”常考命题点（Word练习）-2022高考物理一轮复习【优化指导】高中总复习·第1轮（新教材新高考 人教版）

课时作业(九)　应用牛顿运动定律解决“三类”常考命题点 [对应学生用书P256] 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　解析：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＝，A正确。 2．如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M(m∶M ＝1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同。当用水平力F作用于B上使两物块以共同的加速度向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，当用同样大小的力F作用于B上，使两物块以共同的加速度向上运动时(如图乙所示)，弹簧的伸长量为x2，则x1∶x2等于(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．2∶3 A　解析：水平放置时，由牛顿第二定律有F－μ(m＋M)g＝(M＋m)a1，kx1－μmg＝ma1，可得x1＝，故x1∶x2＝1∶1，A正确。；竖直放置时，由牛顿第二定律有F－(m＋M)g＝(M＋m)a2，kx2－mg＝ma2，可得x2＝ 3．如图(a)所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图(b)所示。(g取10 m/s2)则下列结论正确的是(　　) A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态 B．弹簧的劲度系数为7.5 N/cm C．物体的质量为3 kg D．物体的加速度大小为5 m/s2 D　解析：设物体的质量为m，静止时弹簧的压缩量为Δx，由二力平衡条件可知：kΔx＝mg ① 刚开始的合外力即为拉力F＝10 N，使物体开始向上做匀加速运动，由牛顿第二定律得： F＝ma ② 拉力F＝30 N时，由牛顿第二定律得： F′－mg＝ma ③ 联立①②③式解得，物体的质量m＝2 kg，物体的加速度大小a＝5 m/s2，劲度系数k＝500 N/m，D正确。 4．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．Mg Mg B． C．(M＋m)g(M＋m)g D． D　解析：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，根据牛顿第二定律知，小球受到的重力和支持力FN的合力方向水平向左。设FN与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则cos θ＝(M＋m)g，D正确。g，对A、B整体有F＝(M＋m)a，解得F＝，根据牛顿第二定律，对小球有mg tan θ＝ma，解得小球的加速度a＝，则tanθ＝＝，sin θ＝＝ 5．(2020·江苏盐城一模)如图所示，E为斜面的中点，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一个小物体由顶端静止释放，沿斜面下滑到底端时速度为零。以沿斜面向下为正方向，则物体下滑过程中的位移x、速度v、合力F、加速度a与时间t的关系图像可能正确的是(　　) B　解析：物体在光滑的斜面上做匀加速直线运动，位移—时间图像的开口向上，物体在粗糙的斜面上做匀减速直线运动，位移—时间图像的开口向下，A错误；物体在斜面上半段做匀加速直线运动，在下半段做匀减速直线运动，由于到达底端的速度为零，则物体在上半段和下半段的平均速度相等，位移也相等，故物体在上半段和下半段的运动时间相等，物体做匀加速和匀减速直线运动的加速度大小相等，方向相反，故物体在上半段和下半段所受合外力大小相等，方向相反，B正确，C、D错误。 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