高中物理教科版必修15 牛顿运动定律的应用课后练习题

这是一份高中物理教科版必修15 牛顿运动定律的应用课后练习题，共17页。试卷主要包含了6m/s2；4等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年新人教版必修第一册4.5牛顿运动定律的应用 课时作业11（含解析）  1．如图甲所示，在光滑的水平面上有质量为M且足够长的长木板，木板上面叠放一个质量为m的小物块。现对长木板施加水平向右的拉力F＝3t（N）时，两个物体运动的a­－t图象如图乙所示，若取重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法中正确的是（　　）A．图线Ⅰ是小物块运动的a－­t图象 B．小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3C．长木板的质量M＝1 kg D．小物块的质量m＝2 kg2．质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙（M＞m），先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下，然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长，那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中，它们之间的距离将（　　）A．逐渐变长 B．逐渐变短C．保持不变 D．以上情况都有可能3．在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带．当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动．随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进． 设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为（  ）A．5mm B．6mm C．7mm D．10mm4．一个放在水平桌面上质量为2kg原来静止的物体，受到如图所示方向不变的合外力作用，则下列说法正确的是（　　）A．在t=2s时，物体的速率最大B．在2s内物体的加速度为5m/s2C．在2s内物体运动的位移为10mD．0~2s这段时间内做减速运动5．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小6．如图所示，物体A质量为3kg，物体B质量为1kg，两物体由跨过定滑轮的轻绳连接，不计一切摩擦，重力加速度取g=10m/s2，当两物体由静止释放后，物体A的加速度与绳子上的张力分别为（    ）A．5m/s2，10N B．5m/s2，15N C．10m/s2，15N D．10m/s2，30N7．中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由30节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则第28节对第29节车厢的牵引力为（　　）A． B． C． D． 8．如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）A．A球的受力情况未变，加速度为零B．B球的受力情况未变，加速度为零C．A、B之间杆的拉力大小为D．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为9．如图所示，让物体分别同时从竖直圆上的P1、P2处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道P1A、P2A滑到A处，P1A、P2A与竖直直径的夹角分别为θ1、θ2，则（　　）A．物体沿P1A、P2A下滑加速度之比为sinθ1∶sinθ2B．物体沿P1A、P2A下滑到A处的速度之比为cosθ1∶cosθ2C．物体沿P1A、P2A下滑的时间之比为1∶1D．若两物体质量相同，则两物体所受的合外力之比为sinθ1∶sinθ210．某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示。已知传送带与水平面的夹角，正常的运行速度是。现在传送带的A端轻轻放上一个小物体（可视为质点），已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为，A、B间距离（已知，，取）则：（　　）A．如果传送带不运行，小物体从A端运动到B端的时间为4sB．如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体速度不可能超过皮带速度C．如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间小于传送带不运行时小物体从A端运动到B端的时间D．如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间大于传送带不运行时小物体从A端运动到B端的时间11．如图所示，木块A质量为1kg，木块B的质量为2kg，叠放在 水平地面上，AB间的最大静摩擦力为1N，B与地面间的动摩擦系数为0.1，今用水平力F作用于B，要保持AB相对静止，则F可能为（g = 10 m/s2） （　　）A．4N B．5N C．7N D．8N12．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行，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，已知，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一直向右D．时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用13．如图所示，轻质弹簧一端固定在倾角为θ的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1的物体P，其上叠放一质量为m2的物体Q，P、Q处于静止状态，现给物体Q施加一个方向上沿斜面向上的力，使P、Q从静止开始一起沿斜面向上做匀加速运动，则（    ）A．所施加的力为恒力B．Q开始运动后，P、Q间的弹力小于m2gsinθC．当弹簧弹力大小为m1gsinθ时，P、Q两物体分离D．P、Q两物体分离之后，物体P仍继续沿斜面向上加速一小段距离14．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为、、、的四个木块、、、，木块、用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块、与水平面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力拉木块，使四个木块一起匀加速前进，重力加速度为，则（　　）A．匀加速的最大加速度为B．以最大加速度匀加速前进时，木块、间的摩擦力与木块、间的摩擦力大小之比为3：2C．轻绳所受的最大拉力为D．水平拉力F最大为15．如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体、由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻在传送带左端具有速度，与定滑轮间的绳水平，时刻离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体速度随时间变化的图像可能是（　　）A．  B．C． D．  16．民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图甲所示，图乙是其简化模型。若紧急出口下沿距地面的高度 h=3.0m，气囊所构成的斜面长度 L=5.0m。质量 m=60kg 的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与斜面间的动摩擦因数 μ=0.55，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑过程中可视为质点，取重力加速度 g=10m/s2。求：(1)旅客沿斜面下滑时的加速度大小(2)旅客滑到斜面底端时的速度大小
参考答案1．B【解析】【分析】【详解】A．根据乙图可知，在以后，m与M开始发生相对运动，m的加速度不变，其大小为，所以Ⅰ是长木板的图象，故A错误；B．设小物块与长木板间的动摩擦因素为，根据牛顿第二定律可知解得故B正确；CD．当时，以M为研究对象，根据牛顿第二定律可知即解得由此可得解得在内，以整体为研究对象，可得即所以故CD错误。故选B。2．C【解析】【分析】【详解】质量不同两物体从同一光滑斜面的相同高度处先后由静止滑下，设斜面与水平面夹角为θ，因为斜面光滑，由牛顿第二定律有mgsinθ=ma解得    a=gsinθ由速度与位移关系v2=2ax，可知滑块滑到水平面上时的速度与质量无关，所以两滑块在水平面上运动的速度相同，由于水平面是光滑的，两滑块不受摩擦力，两滑块做匀速直线运动，因此它们之间的距离将保持不变，ABD错误，C正确。故选C。3．A【解析】【分析】【详解】木箱由静止开始运动达到传送带速度所需的时间在这段时间内木箱的位移传送带的位移则相对位移大小A正确，BCD错误。故选A。【点睛】解决本题的关键知道木箱在整个过程中的运动规律，结合运动学公式进行求解．知道痕迹等于相对运动的位移大小。4．A【解析】【分析】【详解】A．在时，，物体将开始做匀速直线运动，速度最大，故A正确；B．物体所受合力不断减小，根据牛顿第二定律可知加速度不断减小，不是5m/s2不变，故B错误；C．物体如图所示方向不变的合外力作用下，做加速度减小的变加速运动，2s内物体运动的位移无法求出，故C错误；D．0～2s这段时间内作加速运动，故D错误。【点睛】本题考查根据物体的受力情况分析物体运动情况的能力，要注意合力减小，加速度减小，但速度在增加。5．A【解析】试题分析: A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体根据牛顿第二定律有，然后隔离B，根据牛顿第二定律有：，大小不变；物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；故选A．考点：本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法．【名师点睛】1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用．在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法． 6．B【解析】【分析】【详解】静止释放后，物体将加速下降，物体将加速上升，二者加速度大小相等，由牛顿第二定律，对有对有代入数据解得，故B正确，ACD错误。故选B。7．B【解析】【分析】【详解】设每节车厢的质量为m，每节车厢所受摩擦力、空气阻力为f，从第3节到第40节车厢看成一个整体，对其进行受力分析，由牛顿第二定律得F-（30-2）×f=（30-2）×ma解得F=28×（f+ma）把最后两节车厢看成一个整体，对其进行受力分析，由牛顿第二定律得F′-2f=2ma解得F′=2×（f+ma）联立解得倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为故B正确，ACD错误。故选B。8．CD【解析】【分析】【详解】AB．细线被烧断的瞬间，A、B整体不再受细线的拉力作用，A、B的受力情况发生变化，合力不为零，加速度不为零，则说明A、B的加速度也不为零， AB错误；CD．设A、B之间杆的拉力大小为T，加速度为a，以A.、B组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力为烧断细线的瞬间，绳上的力立刻消失，而弹簧上的弹力不变，由牛顿第二定律得再以B单独为研究对象，由牛顿第二定律得联立上式解得，CD正确。故选CD。 9．BC【解析】【分析】【详解】A．对物体受力分析，根据牛顿第二定律得则两个物体加速度大小之比为A错误；BC．物体下滑的位移为，根据运动学公式有解得下滑时间与角度无关，所以下滑的时间之比为1∶1，根据可知，下滑到A处的速度之比为所以B、C正确；D．两个物体的加速度之比为，根据牛顿第二定律知，合外力之比为D错误。故选BC。10．AC【解析】【分析】【详解】AD．因为小物块重力沿斜面的分力大于最大静摩擦力，当传送带静止或顺时针转动时，小物块均加速下滑，根据牛顿第二定律得联立解得故A正确，D错误。BC．如果传送带沿逆时针方向正常转动，开始时小物块速度小于传送带速度，摩擦力向下，根据牛顿第二定律得速度和传送带相同时位移为，则有联立两式解得小物块继续加速下滑，根据牛顿第二定律有设小物块到达传送带底端时速度为，根据运动学公式有联立并带入数据解得由于第一段加速度较大，全程时间会小于4s，故B错误，C正确。故选AC。11．AB【解析】【分析】【详解】当A、B之间是最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律，对A有Fmax=mAa代入数据解得a=1m/s2对整体，根据牛顿第二定律有F−μ(mA+mB)g=(mA+mB)a代入数据解得F=6N保持AB相对静止的条件是F不超过6N，故AB正确，CD错误。故选AB。12．BC【解析】【分析】【详解】A．相对地面而言，小物块在小时间内，向左做匀减速运动，时间内，又反向向右做匀加速运动，当其速度与传送带速度相同时（即时刻），小物块向右做匀速运动，故小物块在时刻离A处距离最大，选项A错误。BCD．相对传送带而言，在时间内，小物块一直向左运动，故小物块一直受向右的滑动摩擦力，在时间内，小物块相对于传送带静止；小物块不受摩擦力作用，因此时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，BC正确，D错误。故选BC。13．BD【解析】【分析】【详解】A．设P、Q静止时弹簧的压缩量为，由平衡条件有可得施加力F让两物体一起做匀加速直线运动，设位移为x，由牛顿第二定律有可得故力F是随位移x增大而均匀增大的变力，故A错误；B．两物体平衡时，它们之间的接触弹力由Q的平衡条件有一起匀加速时两者间的弹力逐渐减小到零时分开，故运动时的弹力小于，故B正确；CD．当两物体分离时，接触面的弹力为零，而两者的加速度相同，有因加速度不为零，可知弹簧处于伸长状态，弹力大小一定大于，因P物体有沿斜面向上的加速度，故P物体还能往上加速，此后弹簧弹力继续减小，P物体做加速度减小的变加速直线运动，故C错误，D正确。故选BD。14．BD【解析】【分析】【详解】A．物块C运动的最大加速度为物块D运动的最大加速度为可知系统匀加速的最大加速度为，A错误；B．以最大加速度匀加速前进时，木块、间的摩擦力对D分析，木块、间的摩擦力即木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2，B正确；C．对AC的整体解得轻绳所受的最大拉力为C错误；D．对ABCD整体解得水平拉力F最大为D正确。故选BD。15．ACD【解析】【分析】【详解】若，则摩擦力向右，当时，则向右匀加速到速度为后做匀速运动直到离开，无图符合；若，则摩擦力向右，当时，则向右做匀速运动，速度等于小物块开始时的速度v2，A图符合；若，则摩擦力向右，当时，则先向右做匀减速到速度为0后再向左匀加速到离开，无图符合；若，则摩擦力向左，当时，则减速到后匀速向右运动离开，C图符合；若，则摩擦力向左，当时，则减速到小于后f变为向右，加速度变小，此后加速度不变，继续减速到0后向左加速直到离开，D图符合；综上分析，故ACD符合题意，B不符合题意。故选ACD。16．(1)1.6m/s2；(2)4.0m/s【解析】【分析】【详解】(1)设旅客沿斜面下滑的加速度大小为 a，根据牛顿第二定律有    mgsinθ－μmgcosθ= ma解得    a=1.6m/s2(2)根据运动学公式v2=2aL代入数据解得    v=4.0m/s