2023届高考物理高频考点专项练习：专题三 考点08 牛顿运动定律的应用（A卷）

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专题三  考点08 牛顿运动定律的应用（A卷）1.如图1所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。逐渐增大F，物体开始做变加速运动，其加速度a随F变化的图像如图2所示。取。根据图中所提供的信息不能计算出的是(   )。
 A.物体的质量  B.斜面的倾角C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小 D.加速度为时物体的速度2.质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑V形槽B上，如图所示，，另有质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是(   )
 A.若A相对B未发生滑动，则三者加速度相同B.当时，A和B共同运动的加速度大小为gC.当时，A和B之间的正压力刚好为零D.当时，A刚好相对B发生滑动3.如图所示为水平匀速转动的传送带，一个物块以某一速度从左边冲上传送带，则小物块运动的图像不可能是(   )
 A. B. C. D.4.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率顺时针转动。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处向左滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示。则(   )
 A.时刻，小物块离A处的距离达到最大B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用5.如图所示，两个物体叠放在一起，静止在光滑水平地面上，物体之间的动摩擦因数。物体A的质量，物体B的质量，重力加速度g取。现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，设物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则恒力的最大值是(   )
 A.10 N B.15 N C.20 N D.25 N6.如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是(   )
 A.物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D.无论物体A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同7.如图所示，水平传送带两端点间的距离为l，传送带开始时处于静止状态。一个小物体以速度冲上右端的A点，在恒定的水平拉力F作用下小物体以速度匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为、功率为，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为。随后让传送带以速度逆时针匀速转动，此人仍然用相同的恒定水平拉力F拉物体，使它以相对传送带为的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为、功率为，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为。下列关系中正确的是(   )
 A. B.C. D.8.如图所示，倾斜传送带以速度顺时针匀速运动，时刻小物体从传送带底端以速度冲上传送带，时刻离开传送带。下列描述小物体的速度随时间变化的图象不可能的是(   )
 A. B.C.  D.9.如图所示，光滑水平地面上停有一小车，其上固定一竖直木杆，两者总质量为M，在竖直木杆上套一质量为m的金属小圆环，小圆环直径略大于木杆的直径，已知小圆环与竖直木杆之间的动摩擦因数为μ，现对小车施加一水平作用力F，使小圆环恰好相对木杆匀速下滑，下列说法正确的是(   )
 A.此时小圆环做匀速直线运动 B.木杆对小圆环的弹力大小等于C.  D.地面对小车的支持力大小为10.如图所示，质量为M的半圆形光滑凹槽放置于光滑水平地面上，槽内有一质量为m的小球（可看成质点）。现用一水平向右的推力F推动凹槽，使小球与凹槽一起向右做匀加速直线运动。若保持小球在凹槽中的位置不变，将水平向左的推力作用在小球上，使小球和凹槽一起向左做匀加速直线运动。则两个过程中与的比值为(   )
 A.1:1 B. C. D.11.如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为和C分别固定在轻质弹簧的两端，B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态，将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间(   )
 A.吊篮A的加速度大小为g B.物体B的加速度大小为gC.物体C的加速度大小为 D.A和C的加速度大小都为12.如图所示，三个物体和C的质量分别为和叠放在水平桌面上，A通过跨过光滑定滑轮的轻绳与C相连，定滑轮左端的轻绳与桌面平行，间的动摩擦因数为与桌面间的动摩擦因数为与B之间、B与桌面之间的最大静摩擦力等于相对应的滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是(   )
 A.三个物体均保持静止B.轻绳对定滑轮的作用力大小为C.若之间发生相对滑动，则需满足D.若之间未发生相对滑动，则A受到的摩擦力大小为13.如图所示，为倾角为的正方形斜面，其中与底边平行、与平行。在斜面内向斜面上一质量为1 kg的物块，施加平行于向左的拉力F，物块恰好沿斜面对角线匀速下滑。，下列叙述正确的是(   )
 A.物块受到摩擦力的方向平行于沿斜面向上B.水平向左的外力大小等于C.滑动摩擦力的大小等于5 ND.物块与斜面间的动摩擦因数为14.一块木板放在水平地面上，木块放在的上面，A的右端通过水平的轻弹簧秤固定在直立的墙壁上．现在用水平力拉动，使它以速度运动，稳定后弹簧秤的读数为.下列说法正确的是(   )A.地面受到的滑动摩擦力大小为B.木块受到的滑动摩擦力的大小为C.若木板以的速度运动，稳定后受到的摩擦力大小为D.若以的水平力拉木板运动，稳定后受到的摩擦力大小为15.如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球，拴接小球的细线固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为，弹簧水平。重力加速度为g。以下说法正确的是(   )。
 A.细线拉力大小为  B.弹簧的弹力大小为C.剪断左侧细线瞬间，b球加速度大小为g D.剪断左侧细线瞬间，a球加速度大小为g16.如图所示，长12 m的木板右端有一立柱，总质量为10 kg，木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量为50 kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以的对地加速度向右奔跑至板的右端时，立刻抱住立柱。重力加速度g取，则人在奔跑过程中，人受到的木板的摩擦力大小为_________N，木板受到地面的摩擦力大小为_________N。17.如图所示，将质量为M的木板静止地放在光滑水平面上，质量为m的物块以水平初速度由木板左端开始向右运动，恰能滑至木板的右端与木板相对静止.已知物块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g，物块可视作质点，则木板的长度为__，物块滑动过程中产生的热量为________.18.如图所示，固定在水平面上足够长的斜面倾角为θ，质量为m的小滑块P固定在斜面上，P与斜面间的动摩擦因数为μ。某时刻解除对P的固定，小滑块开始沿斜面滑行，同时对P施加一个垂直斜面向下的力F，从解除对P的固定开始计时，F与运动时间成正比，比例系数为k，重力加速度为g。求：
 （1）小滑块开始滑行时的加速度大小；（2）经过多长时间P的速度达到最大。
 
 


答案以及解析1.答案：D解析：对物体受力分析，其受推力、重力、支持力，如图所示。x方向有方向有；从图像中取两个点，，代入解得，，A、B两项可以算出；当时，可解得，C项可以算出；题中并未说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为时物体的速度大小，D项不可以算出。
 2.答案：D解析：本题考查牛顿第二定律在连接体问题中的应用。若A相对B未发生滑动，则可看成整体，加速度相同，C的运动方向向下，加速度方向与不同，故A错误；若A和B共同运动的加速度大小为g，则C的加速度大小也为g，对C隔离分析可知C不可能做自由落体运动，因此不论M等于多少，共同运动的加速度不可能是g，故B错误；若A和B之间的正压力刚好为零，此时A刚好相对B发生滑动，设此时加速度为a，对A受力分析可得，解得，对整体运用牛顿第二定律可得，解得，故C错误，D正确。3.答案：D解析：本题通过传送带考查牛顿第二定律的应用和图像问题。如果物块初速度比传送带速度小，物块将一直加速，或先加速后匀速，故A正确；如果物块初速度与传送带速度相等，物块一直做匀速直线运动，故B正确；如果物块的初速度大于传送带的速度，物块可以一直减速，也可以到达B点前和传送带共速，之后一起匀速运动，但是速度不能减到零，故C正确，D错误。本题选择不可能的，故选D。4.答案：B解析：本题考查传送带模型。在时间内小物块向左减速，在时间内小物块向右加速，则时刻小物块离A处的距离达到最大，A错误；时刻前小物块相对传送带向左运动，之后两者相对静止，则时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；时间内，小物块相对传送带向左运动，受到的摩擦力方向始终向右，且大小不变，故C错误；由题图乙知，在时间内小物块做匀速直线运动，此时小物块不受摩擦力作用，故D错误。5.答案：A解析：本题通过叠加体考查牛顿第二定律、静摩擦力。当F作用在物体B上时，若恰好不发生相对滑动，恒力F具有最大值，间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有，对整体进行分析，有，联立解得，故选项A正确，B、C、D错误。6.答案：D解析：解：A、物体相对皮带静止，随传送带一起向上或向下做匀速运动，所以物体受力平衡，在沿斜面方向有：，所以无论传送带向上或向下运动，A所受的摩擦力沿斜面向上，故ABC错误；
D、对物体受力分析，受到重力和传送带对物体的作用力，所以传送带对物体A的作用力大小等于重力，方向竖直向上，所以无论传送带向上或向下运动，传送带对物体A的作用力均相同，所以D选项是正确的.
所以D选项是正确的.7.答案：B解析：因为两次的拉力和沿拉力方向的位移不变，可知两次拉力做的功相等，所以；当传送带不动时，物体运动的时间为，当传送带以的速度匀速运动时，物体运动的时间为，所以第二次用的时间短，功率大，即；滑动摩擦力做功的绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，也等于因摩擦而产生的热量，由于第二次的相对位移小，所以，选项B正确。8.答案：C解析：小物体运动过程中，在沿传送带方向上，其受到重力沿传送带向下的分力和摩擦力作用，设滑动摩擦力为f，重力沿传送带向下的分力为F。若，物体冲上传送带后所受的滑动摩擦力沿传送带向下，做匀减速运动，当其速度与传送带相同时，若，则物体与传送带一起匀速运动，则A图是可能的，A选项不合题意。若，物体先做匀减速运动，与传送带共速后，若，滑动摩擦力沿传送带向上，物体继续向上做匀减速运动，速度减小到零后，开始向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律，共速前有，共速后有，可知且共速后加速度不变，则B图是可能的，C图不可能，B选项不合题意，C选项符合题意。若且，则物体先做匀加速运动，与传送带共速后，物体与传送带一起匀速运动，则D图是可能的，D选项不合题意。9.答案：C解析：小圆环恰好相对木杆匀速下滑，故有，水平方向有，解得，故小圆环做类平抛运动，A错误；木杆对小圆环的弹力大小等于，B错误；对小车、木杆和小圆环组成的整体分析，由牛顿运动定律可知，C正确；整体竖直方向上受力平衡，故地面对小车的支持力大小为，D错误。10.答案：B解析：对小球和凹槽整体，由牛顿第二定律有，分别对小球受力分析如图，则有，联立可得，B正确。
 11.答案：D解析：弹簧在轻绳被剪断前的弹力，剪断轻绳的瞬间，弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得，A、C错误，D正确；剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不变，B所受的合力仍然为零，则B的加速度为零，B错误。12.答案：C解析：A与B之间的最大静摩擦力与桌面间的最大静摩擦力，显然，由于，即一定与桌面之间发生相对滑动，A错误；C加速下降，绳上拉力，因此轻绳对定滑轮的作用力大小，B错误；若A与B间恰好发生相对滑动，A与B的加速度恰好相等，此时对B有，对整体有，对C有，解得，因此若之间发生相对滑动，则需满足，C正确；若之间未发生相对滑动，则对整体有，对B有，可得A受到的摩擦力大小，D错误。13.答案：D解析：由于物块恰好沿斜面对角线匀速下滑，说明物块受到摩擦力的方向沿着斜向上，A错误；由题可知物块受力平衡，故水平向左的外力大小，B错误；滑动摩擦力的大小，C错误；物块与斜面间的动摩擦因数，D正确。14.答案：B解析：A. 长木板处于平衡状态，长木板所受的拉力和两个摩擦力是平衡力，故此时长木板所受的地面对它的滑动摩擦力为，所以地面受到的滑动摩擦力大小为，故A错误；B. 由于此时木块处于平衡状态，所以此时木块所受的摩擦力大小等于，故B正确；C. 若长木板以的速度运动时，仍然受滑动摩擦力，稳定后受到的摩擦力大小为，故C错误；D. 若用的力作用在长木板上，此时木块仍处于平衡状态，所以此时所受的摩擦力的大小仍等于，故D错误。15.答案：B解析：以两小球和弹簧组成的系统为研究对象进行受力分析，受到重力和两根绳的拉力，根据平衡条件得，A项错误；隔离a小球分析，得弹簧弹力大小，B项正确；由于两端约束的弹簧上的弹力不能瞬间变化，故剪断左侧细线瞬间，b球受力不变，合力为零，其加速度为零，C项错误；a球受重力和弹簧的弹力，其加速度大小为a，有，得，D项错误。16.答案：100;100解析：人以的对地加速度运动时，由牛顿第二定律得木板对人的摩擦力大小为；木板与地面之间的最大静摩擦力大小为，说明该过程中木板静止不动，受到地面的摩擦力为静摩擦力，且其大小为100 N。17.答案：;解析：物块从木板左端滑到右端过程中物块与木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有，根据运动学公式，对物块有，对木板有，木板的长度为;物块滑动过程中产生的热量为.18.答案：（1）（2）解析：本题以滑块在斜面上的运动为情境考查牛顿第二定律的应用。
（1）解除对P的固定时，P受到重力、斜面的支持力和摩擦力，
对P，根据牛顿第二定律有
，
解得；
（2）根据题意有，
随着时间t的增大，F增大，小滑块对斜面的压力增大，即斜面对小滑块的支持力增大，小滑块所受的滑动摩擦力增大，小滑块做初速度为零，加速度减小的加速运动，合外力等于零之后，随着F的增大，P做减速运动直到停止，
由此可知合外力为零时小滑块的速度最大，设此时经过时间为，有
，
解得。