选择题专项训练3 直线运动和牛顿运动定律1.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为2m和m,各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。要使纸板相对砝码运动,所需拉力的大小至少应大于( )A.3μmg B.4μmgC.5μmgD.6μmg2.如图所示,直线a和曲线b分别是平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间(xt)图象。由图可知,下列说法错误的是( )A.在时刻t1,b车追上a车B.在时刻t2,a车的加速度小于b车的加速度C.在t1到t2这段时间内,a和b两车的路程相等D.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减小后增加3.趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑,设球拍和球的质量分别为M、m,球拍平面和水平面之间的夹角为θ,球拍与球保持相对静止,它们间摩擦力及空气阻力不计,则( )A.运动员的加速度为gtanθB.球拍对球的作用力为mgC.运动员对球拍的作用力为(M+m)gcosθD.若加速度大于gsinθ,球一定沿球拍向上运动4.(2022·陕西西安质检)如图所示,质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂一质量为m的小球,M>m,用一力F水平向右拉小球(图甲),使小球和车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为F1。若用一力F'水平向左拉小车(图乙),使小球和车一起以加速度a'向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为F1',则( )4\nA.a'=a,F1'=F1 B.a'<a,F1'=F1C.a'>a,F1'=F1D.a'>a,F1'>F15.(2022·湖北八市第一次联考)高铁专家正设想一种“遇站不停式匀速循环运行”列车,如襄阳→随州→武汉→仙桃→潜江→荆州→荆门→襄阳,构成7站铁路圈,建两条靠近的铁路环线。列车A以恒定速率360km/h运行在一条铁路上,另一条铁路上有“伴驳列车”B,如某乘客甲想从襄阳站上车到潜江站,先在襄阳站登上B车,当A车快到襄阳站且距襄阳站路程为s处时,B车从静止开始做匀加速运动,当速度达到360km/h时恰好遇到A车,两车连锁并打开乘客双向通道,A、B列车交换部分乘客,并连体运动一段时间再解锁分离,B车匀减速运动后停在随州站并卸客,A车上的乘客甲可以中途不停站直达潜江站。则( )A.无论B车匀加速的加速度值为多少,s是相同的B.该乘客节约了五个站的减速、停车、提速时间C.若B车匀加速的时间为1min,则s为4kmD.若B车匀减速的加速度大小为5m/s2,则当B车停下时A车已距随州站路程为1km6.(2022·云南玉溪统考)如图所示,几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度,从P点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球,若各小球恰好在相同的时间内达到各自的最高点,则各小球最高点的位置( )A.在同一水平线上B.在同一竖直线上C.在同一抛物线上D.在同一圆周上7.(2022·云南昆明玉溪联考改编)如图,水平传送带A、B两端相距s=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端瞬时速度vA=4m/s,到达B端的瞬时速度设为vB,则不正确的是( )A.若传送带不动,则vB=3m/sB.若传送带以速度v=4m/s逆时针匀速转动,vB=3m/sC.若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动,vB=3m/sD.若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动,vB=2m/s4\n答案与解析选择题专项训练3 直线运动和牛顿运动定律1.D 解析:纸板相对砝码恰好运动时,对纸板和砝码构成的系统,由牛顿第二定律可有F-μ(2m+m)g=(2m+m)a,隔离砝码由牛顿第二定律可有2μmg=2ma,联立可得F=6μmg,选项D正确。2.C 解析:在位移—时间图象中,交点表示两车相遇,选项A正确;汽车a做匀速直线运动,加速度为零,选项B正确;t1~t2时间内,两车位移相同,但汽车b先沿-x方向运动后沿+x方向运动,汽车a一直沿-x方向运动,故二者路程不同,选项C错误;xt图象中,图线切线斜率表示汽车速度,故b车速率先减小后增大,选项D正确。本题选项C符合题意。3.A 解析:由题意,球受重力和支持力作用沿水平方向加速运动,受力如图,F合=mgtanθ,由牛顿第二定律有:a=gtanθ,A项正确;球拍对球的支持力FN=,选项B错误;对球和球拍整体,受重力和运动员对球拍的力,应用牛顿第二定律可知,F'=,选项C错误;a=gtanθ>gsinθ时,球相对球拍静止,选项D错误。4.C 解析:先对图甲情况下的整体受力分析,受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有F=(M+m)a①,再对图甲情况下的小球受力分析,如图甲所示,根据牛顿第二定律,有F-F1sinα=ma② F1cosα-mg=0③ 由以上三式可解得F1=,a=,再对图乙中小球受力分析,如图乙所示,由几何关系得F合=mgtanα,F1'=,再由牛顿第二定律,得到a'=gtanα,由M>m,故a'>a,F1'=F1,故选项C正确,选项A、B、D错误。5.D 解析:当B车开始匀加速时,两者之间的距离为s=vt-t,而v=at,若B车的加速度越大,则时间t越短,因而s越小,选项A错误;由题意可知乘客从襄阳到潜江节约了3个站的减速停车的时间,选项B错误;若B车匀加速的时间为1min,则s=3000m,选项C错误;若B车匀减速的加速度大小为5m/s2,则t'==20s,因而当B车停下时A车距离随州站的距离为s'=vt'-t'=1000m,选项D正确。6.D 解析:以P为原点建立直角坐标系,设小球在斜面上最高点坐标为(x,y),根据牛顿第二定律,小球在斜面上的加速度a=g,根据运动学公式,小球在斜面上的位移为at2,把a代入并化简,得到2x2+2y2-gt2y=0,由于t是定值,根据数学知识,这是圆的方程。所以D正确。7.D 解析:由牛顿第二定律可知,工件在传送带上运动,摩擦力产生的加速度4\na=-μg=-1m/s2,传送带不动或逆时针转动过程中,工件始终受摩擦力作用,=-2μgs,解得vB=3m/s,选项A、B正确;若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动,工件在传送带上运动速度始终大于传送带速度,受到的摩擦力方向始终向左且大小不变,即工件的加速度不变,综上所述vB=3m/s,选项C正确,D错误。4
