物理必修 第一册第四章 牛顿运动定律第五节 牛顿运动定律的应用同步练习题

第四章 第5节牛顿运动定律的应用 同步课时训练

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1、(4分)如图，质量的长木板位于光滑水平面上，质量的物块静止在长木板上，两者之间的动摩擦因数，重力加速度g取，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力。现对物块施加水平向右的力F，下列说法正确的是(   )

A.水平力时，物块将保持静止状态

B.水平力时，物块在长木板上滑动

C.水平力时，物块受到的摩擦力大小为8 N

D.水平力时，长木板受到的摩擦力大小为10 N

2、(4分)如图所示，在水平地面上有一个质量为4 kg的木板A，在木板上有一个质量为2 kg的物体之间的动摩擦因数为0.8，处于静止状态，现将水平力F作用在物体B上，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（g取）(   )

A.若地面是光滑的，当时，B处于静止状态

B.若地面是光滑的，当时，B相对于A发生滑动

C.若地面与A的动摩擦因数是0.2，当时，B的加速度为

D.若地面与A的动摩擦因数是0.2，当时，A的加速度为

3、(4分)如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，木板上放有一质量为m的物块，已知木板上表面水平，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与桌面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少是（重力加速度为g）(   )

A. B. C. D.

4、(4分)如图所示，三个质量不等的木块间用两根水平细线相连，放在光滑水平面上。用水平向右的恒力F向右拉Q，使它们共同向右运动。这时细线上的拉力大小分别为。若在第2个木块N上再放一个小木块P，仍用水平向右的恒力F拉Q，使四个木块共同向右运动（间无相对滑动），这时细线上的拉力大小分别为。下列说法中正确的是(   )

A. B. C. D.

5、(4分)如图所示，三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为和C的质量都是间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是(   )

A.若三个物体始终相对静止，则力F不能超过

B.当力时，间的摩擦力为

C.无论力F为何值，B的加速度不会超过

D.当力时，B相对A滑动

6、(4分)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 N

7、(4分)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

8、(4分)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.

二、多选题(共24分)

9、(6分)如图甲所示，静止存在水平地面上的物块A受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则(   )

A.时间内物块A的加速度逐渐增大 B.时刻物块A的加速度最大

C.时刻物块A的速度最大 D.时间内物块A一直做减速运动

10、(6分)如图所示，两物块的质量分别为1 kg和2 kg，静止叠放在水平地面上，间的动摩擦因数为0.4，B与地面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。现对B施加一水平拉力，则(   )

A.B对A摩擦力大小为4 N B.B对A摩擦力大小为2 N

C.发生相对滑动，A的加速度为 D.一起做匀加速运动，加速度为

11、(6分)如图所示，质量为m的物块A静置在水平桌面上，通过足够长的轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块B。现由静止释放物块，以后的运动过程中物块A不与定滑轮发生碰撞。已知重力加速度为g，不计所有摩擦阻力，下列说法正确的是(   )

A.在相同时间内物块运动的路程之比为1:2

B.物块的加速度之比为2:1

C.轻绳的拉力为

D.B下落高度h时速度为

12、(6分)一辆小车在水平面上向右匀加速行驶，车厢内有质量为M的物块放在水平底板上，并用轻绳绕过两个光滑定滑轮连接质量为m的小球，与小球连接的轻绳与竖直方向始终成θ角，与物块连接的轻绳处于水平方向，物块相对车厢静止。重力加速度为g。下列说法正确的是(   )

A.物块对车厢水平底板的压力大小为

B.物块的加速度大小为

C.轻绳的拉力大小为

D.物块所受底板的摩擦力大小为

三、计算题(共28分)

13(本题 14 分)如图所示，一汽车以初速度从斜坡底端开始向上做加速运动，加速经过三个斜坡后在水平面上做匀速直线运动。已知汽车在第一个斜坡、第二个斜坡的加速度大小均为，在三个斜坡的运动时间均为5s，并且在第三个斜坡运动的位移与时间的函数关系式为。求：

（1）汽车的初速度；

（2）三个斜坡的总长度。

14(本题 14 分)如图甲所示，长为，质量为M的木板B放在水平地面上，质量为的小物块A（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止。现用一水平向左的力F作用在木板B上，通过传感器测的加速度与外力F变化关系如图乙所示。已知最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，。

（1）之间的动摩擦因数为多大？

（2）木板的质量M及木板与水平地面之间的动摩擦因数为多大？

（3）若开始时对B施加水平向左的恒力，求：物块经多长时间滑离木板？

四、实验题(共16分)

15、(16分)为了测量两个质量不等沙袋的质量,由于没有可直接测量的工具(如天平、弹簧秤等),某实验小组应用下列器材测量:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、一套总质量m=0.5kg的砝码、细线、米尺、秒表,他们根据所学的物理知识改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量(g取10m/s2)。具体操作如下:

实验装置如图所示,设左右两边沙袋的质量分别为m2,m1。

从m中取出质量为的砝码放在右边沙袋中,剩余砝码都放在左边沙袋中,发现质量为m1的沙袋下降,质量为m2的沙袋上升。

1.用米尺测出质量为m1的沙袋从静止开始下降的距离h,用秒表测出沙袋m1的下降时间t,则可求沙袋的加速度大小为a=__________(用h、t表示)。
2.改变,测量相应的加速度a,得到多组及a的数据,作出__________(选填“”或“”)图线。
3.若求得图线的斜率k=4m/(kg·s2),截距为b=2rn/s2,沙袋的质量m1=__________kg, m2=__________kg。

参考答案

1、答案：C

解析：设物块和长木板恰好发生相对滑动时的拉力为，加速度为，根据牛顿第二定律，，解得，选项A、B错误；水平力时，根据牛顿第二定律，，解得，物块受到的摩擦力大小为8 N，选项C正确；水平力时，解得，长木板受到的摩擦力大小约为9.3 N，选项D错误。

2、答案：C

解析：设未发生相对运动，则有，经过计算，当时一起运动，时将发生相对运动，选项A、B错误；若地面与A的动摩擦因数是0.2时，设未发生相对运动，则有，，经过计算，当时一起运动，时将发生相对运动，则当时，当时，选项C正确，选项D错误。

3、答案：C

解析：当物块和木板刚好不发生相对滑动时，板块具有相同的加速度（设为a）且它们之间的摩擦力为最大静摩擦力，设此时的拉力为。对物块和木板整体，根据牛顿第二定律有，对物块有，解得，所以若要以水平外力F将木板抽出，则，选项C正确。

4、答案：B

解析：先对整体受力分析，受重力、支持力、拉力，根据牛顿第二定律，有，再对M受力分析，受重力、支持力、拉力，根据牛顿第二定律，有，对Q受力分析，受重力、支持力、拉力F和b细线的拉力，根据牛顿第二定律，有，联立解得

当在第2个木块N上再放一个小木块P，相当于N木块的质量变大，故减小，增加。选项B正确。

5、答案：B

解析：若三个物体始终相对静止，间达到最大静摩擦力时，对C分析可得，解得，则C的加速度最大值为，若三个物体始终相对静止，间达到最大静摩擦力时，对于整体由牛顿第二定律可得，解得，由于，所以整体的最大加速度为，再整体分析由牛顿第二定律可得，解得，故要使三个物体始终相对静止，力F不能超过，当外力时，才会发生相对滑动，外力F更大些时，才会发生相对滑动，选项A、D错误；当力时，整体相对静止，加速度为，设此时间的摩擦力为，对A由牛顿第二定律可得，解得，选项B正确；拉力足够大时，间都发生相对滑动，A对B的最大静摩擦力为，滑动，对B由牛顿第二定律可得，能够使B产生的最大加速度为，所以F足够大时，B的加速度可以达到，会超过，选项C错误。

6、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。

7、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。

8、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。
 

9、答案：BC

解析:时间内物块A受到的拉力逐渐增大，由平衡条件可知，所受的静摩擦力逐渐增大，物块处于静止状态，选项A 错误;时刻物块A受到的拉力F最大，物块A的加速度最大，选 项B正确;时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力，加速度减小到零，物块A的速度最大，选项C正确；时间内物块A做加速度逐渐减小的加速运动,时间内物块A—直做减速运动，选项D错误。

10、答案：BD

解析：由于B与地面间的动摩擦因数为0.2，所以B与地面间的滑动摩擦力，由于间的动摩擦因数为0.4，所以A的最大加速度，如果一起以做匀加速直线运动，则，解得，由于，所以一起做匀加速运动，则，解得，选项C错误，选项D正确；B对A的摩擦力大小为，选项A错误，选项B正确。

11、答案：BD

解析：根据动滑轮的特点可知B下降需要运动，选项A错误；因为都是从静止开始运动的，故有，解得，选项B正确；对A分析有，对B分析有，解得，选项C错误；对B，有，解得，选项D正确。

12、答案：CD

解析：对小球进行受力分析如图甲所示，根据三角形定则可知小球所受合力为，轻绳的拉力为，根据牛顿第二定律知，其加速度，小球与物块、车厢相对静止，加速度相同，选项B错误，选项C正确；对物块进行受力分析如图乙所示

竖直方向有，水平方向有，其中，解得物块受到底板的摩擦力，选项A错误，选项D正确。

13、

（1）答案：

解析：在第三个斜坡运动的位移与时间的函数关系式为，符合匀变速直线运动位移与时间的关系，由此可知，在第三个斜坡运动的初速度为，亦即汽车经过第二个斜面的末速度。又因为汽车在第一个斜坡、第二个斜坡的加速度大小均为，运动的总时间为，则有

解得

（2）答案：200m

解析：第一、第二个斜面的总长度为

汽车在第三个斜面上运动的时间为，根据位移与时间的关系可知，第三个斜面的长度为

三个斜坡的总长度为

14、

（1）答案：

解析：由题图乙知，一起运动的最大外力，当时，A与B相对滑动，物块加速度，对A，根据牛顿第二定律有，解得；

（2）答案：

解析：当时，对木板，根据牛顿第二定律有，解得，由题图像得斜率，解得，由题图像得横轴截距，解得；

（3）答案：

解析：由于，所以从开始A就与B相对滑动，对地向左做匀加速直线运动，A对地向左做匀加速直线运动，加速度加速度为，根据牛顿第二定律有，解得，方向向左，A经过t时间滑离木板，A的位移大小，B的位移大小，代入数据解得。

15、答案：1.
2.
3.3; 1.5

解析：1. 沙袋由静止匀加速下降.由匀变速直线运动公式有 ,则。
2.对沙袋和砝码整体,根据牛顿第二定律得: ,解得故要表示线性函数,应该作图线。
3.从上面的方程可以得到图线斜率 ,纵截距,代入数据解得。