专题强化训练(五) 应用牛顿运动定律解决热点问题-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

专题强化训练(五)　应用牛顿运动定律解决热点问题 一、单项选择题 1.滑雪是一项既具挑战性又具观赏性的运动。在一次滑雪运动中,某运动员从一斜坡上的A点由静止开始下滑,到最低点后又立即冲上另一斜坡B,假设两斜坡平滑连接,倾角相同,简化为如图所示,不考虑运动员在两斜坡连接处运动的时间,则运动员从A由静止滑向B的过程中,其运动速率和加速度大小随时间变化的关系图像中可能正确的是 (　　) 解析　设斜面倾角为θ,动摩擦因数为μ,下滑加速度为a=gsin θ-μgcos θ,上滑减速,加速度大小为a=gsin θ+μgcos θ,下滑时间大于上滑时间,故B项正确。 答案　B 2.为满足高速运行的需要,在高铁列车的前端和尾端各有一节机车,可以提供大小相等的动力。某高铁列车,机车和车厢共16节,假设每节机车和车厢的质量相等,运行时受到的摩擦和空气阻力相同,每节机车提供大小为F的动力。当列车沿平直铁道运行时,第12节车厢(包括机车)对第13节车厢的作用力大小和方向为 (　　) A.F,向后 B.F,向前 C.F,向后 D.F,向前 解析　以16节车厢为研究对象,动力为2F,设每节车厢受到的摩擦和空气阻力为Ff,每节车厢的质量为m,向前的方向为正方向,由牛顿第二定律得2F-16Ff=16ma,设第12节车厢对第13节车厢的作用力为F1,以最后四节车厢为研究对象,由牛顿第二定律得F+F1-4Ff=4ma,解得F1=-,负号表示方向向后,A项正确。 答案　A 3.如图所示,轻质滑轮两侧绳子上分别系有小球A和小球B,两球质量分别为mA、mB,两球从静止开始运动后,小球A下降,小球B上升。重力加速度为g,两球运动过程中细绳拉力为 (　　) A.g B.g C.mAg D.mBg 解析　对A、B整体由牛顿第二定律可得mAg-mBg=(mA+mB)a,解得a=,对A由牛顿第二定律可得mAg-FT=mAa,解得FT=g,B项正确,A、C、D三项错误。 答案　B 4.如图所示,水平桌面上的小物块a通过轻绳跨过光滑定滑轮连接小物块b,物块a与桌面间的动摩擦因数为μ=0.5。将物块a从P点由静止释放,1 s后到达桌面上距离P点0.5 m的Q点(b未落地),重力加速度g=10 m/s2,则物块a与物块b的质量之比为 (　　) A.1 B. C.2 D. 解析　设绳子拉力为F,对a、b分别应用牛顿第二定律可得F-μmag=maa,mbg-F=mba,联立可得a=,由运动学公式可得x=at2,联立解得=,B项正确。 答案　B 5.采用动力学方法在太空舱里测物体质量的原理如下:先对标准物体m1施加一水平推力F,测得其加速度a1为15 m/s2,然后将标准物体与待测物体m2紧靠在一起, 施加同一水平推力F,测得共同加速度a2为5 m/s2。已知标准物体质量m1=2.0 kg,则待测物体质量m2为 (　　) A.3.0 kg B.4.0 kg C.5.0 kg D.6.0 kg 解析　对标准物体有F=m1a1,对标准物体和待测物体整体有F=(m1+m2)a2,代入数据解得m2=4.0 kg,B项正确。 答案　B 6.如图所示,质量为3 kg的长木板B静置于光滑水平面上,其上表面右端放置一个质量为2 kg的物体A,物体A与长木板B之间的动摩擦因数为0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取10 m/s2。现用水平向右、大小为20 N的拉力F拉长木板B,则 (　　) A.物体A受到摩擦力的大小为8 N B.物体A受到摩擦力的大小为10 N C.物体A受到摩擦力的大小为15 N D.物体A受到摩擦力的大小为20 N 解析　假设物体A与长木板B之间没有相对滑动,对整体和物块A分别应用牛顿第二定律得F=(M+m)a,Ff=ma,解得Ff=8 N,物体A与长木板B之间的最大静摩擦力Ffm=μmg=10 N,所以物体A受到摩擦力的大小为8 N,A项正确,B、C、D三项错误。 答案　A 7.如图所示,质量为2 kg的物块B放在光滑水平面上,物块A的质量为1 kg,物块A、B间的动摩擦因数为0.2。两物块分别与过定滑轮的轻质细绳相连,细绳保持水平,现对A施加一水平向右的拉力F,物块A以1 m/s2的加速度向右加速运动,则F应为(不计滑轮与绳之间的摩擦,g取10 m/s2) (　　) A.5 N B.6 N C.7 N D.8 N 解析　设细绳上的拉力为FT,对A由牛顿第二定律有F-FT-μmAg=mAa,对B由牛顿第二定律有FT-μmAg=mBa,联立解得F=7 N,C项正确。 答案　C 二、多项选择题 8.如图甲所示,物块A叠放在木板B上,且均处于静止状态,已知水平地面光滑,A、B间的动摩擦因数μ=0.2,现对A施加一水平向右的拉力F,测得B的加速度a与拉力F的关系如图乙所示,下列