4.5 牛顿运动定律的应用 练习题3—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.5 牛顿运动定律的应用 练习题3—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 190.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-19 23:43:08 | ||
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文档简介
牛顿运动定律综合练习（三）
一．选择题
1.如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端.质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端,物块B与小车平板间的动摩擦因数为,重力加速度为g.若某时刻观察到细线偏离竖直方向角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为
A.mg，竖直向上 B.,斜向左上方
C.,水平向右 D.，斜向右上方
2.如图所示用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一个小物体，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是（ ）
A．Ta增大 B．Tb增大 C．Ta变小 D．Tb不变
3.如图所示,物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接,从静止开始释放,在物体A加速下降的过程中,下列判断正确的是
A.物体A和物体B均处于超重状态
B.物体A和物体B均处于失重状态
C.物体A处于超重状态,物体B处于失重状态
D.物体A处于失重状态,物体B处于超重状态
4.轻绳跨过定滑轮连接质量分别为m1和m2的AB两物体,A静止在倾角为37°的斜面上,已知m1=1.2 m2,现把AB调换位置,B也能静止在斜面上,不计滑轮摩擦,下列说法中正确的是（）
A. AB调换位置前后绳子的张力大小保持不变
B. AB调换位置前A受斜面摩擦力方向沿斜面向下
C. AB调换位置后地面对斜面的支持力大小改变
D. AB调换位置后滑轮受到的绳的作用力增大,地面对斜面摩擦力方向向右
5.如图所示，光滑水平桌面放置着物体A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块B，已知A的质量为m，B的质量为3m，重力加速度为g，静止释放物块A、B后
A. 相同的时间内，A、B运动的路程之比为2：1 B. 物块A、B的加速度之比为1：1
C. 细绳对A的拉力大小为mg D. 当B下落高度h时，它的速度为
6.如图所示，质量为m的光滑小球恰好放在质量为M木块的圆弧槽中，它左边的接触点为A，槽的半径为R，且OA与水平线成角，通过实验知道，当增大拉力F时，小球可以从槽中滚出来，各种摩擦及绳和滑轮的质量不计，当小球恰好能滚出圆弧槽时
A．小球会向前滚出圆槽 B．桌面对圆槽的支持力大于（m+M）g
C．小球的加速度为gcot D．拉力F的大小为(m+M)gtan
7.如图所示为阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承摩擦、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上；当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是（ ）。
A.若甲的质量较大，则乙先到达滑轮 B.若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮
C.若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮 D.若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮
8.如图所示，M为定滑轮，一根细绳跨过M，一端系着物体C，另一端系着一动滑轮N，动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体，已知B物体的质量为3kg，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，若C物体的质量为9kg，则关于C物体的状态下列说法正确的是
A. 当A的质量取值合适，C物体有可能处于平衡状态
B. 无论A物体的质量是多大，C物体不可能平衡
C. 当A的质量足够大时，C物体不可能向上加速运动
D. 当A的质量取值合适，C物体可以向上加速也可以向下加速运动
9.如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时( )
A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍
B.横杆对M的弹力增人到原来的2倍
C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍
D.细线的拉力增加到原来的2倍
10.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为m的木块放在质量为2m的木块上，质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT．现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，下列说法正确的是
A.质量为2m的木块受到四个力的作用
B.当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5FT时， 轻绳还不会被拉断
D.当轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为
二．填空题
11.用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F，如图所示，则物体与绳的加速度大小为__________； 绳中各处张力的大小为________________（假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计．）
12.如图,物块A和B的质量分别为4m和m,开始AB均静止,细绳拉直,在竖直向上拉力F=6mg作用下,动滑轮竖直向上加速运动.已知动滑轮质量忽略不计,动滑轮半径很小,不考虑绳与滑轮之间的摩擦,细绳足够长,在滑轮向上运动过程中,物块A和B的加速度分别为_______
三．计算题
13.一个质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力．
14.如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，轻绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA=8 kg和mB=2kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B距地面的高度h=0.15 m。桌面上的部分绳足够长。现将物块B从h高处由静止释放，直到A停止运动。求A在水平桌面上运动的时间？（g取10 m/s2）
15.如图所示的三个物体质量分别为m1和m2和m3，带有滑轮的物体m3放在光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动，试求水平推力F等于多少？
16.如图所示，质量为M=5kg的光滑圆槽放置在光滑的水平面上，圆槽的圆弧所对圆心角为θ=120°．圆槽内放一质量为m=1kg的小球，今用一水平恒力F作用在圆槽上，并使小球相对圆槽静止随圆槽一起运动．g=10m/s2．则：
（1）当F=60N，小球与圆槽相对静止时，求槽对小球的支持力；
（2）要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动，F不能超过多少？
17.如图所示，人和车的质量分别为m1和m2，置于光滑水平面上，人用水平力F拉绳，图中两段绳子都处于水平方向，不计滑轮、绳子的质量及摩擦，人与车保持相对静止，求车的加速度
18.一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量M，人的质量为m，起动时吊台向上的加速度是a，并且人没有离开吊台，求：
（1）绳的拉力大小？
（2）这时人对吊台的压力大小。（已知重力加速度为g）
（3）若吊台以某一加速度运动中出现人对吊台的压力刚好为零，试讨论说明人对吊台压力刚好为零满足的所有条件。
19.如图，平台P的质量是40kg，站在平台上的人质量是60kg, 图中滑轮a和b以及绕过滑轮的绳子质量都不计，所有摩擦也不计。a挂在天花板上。当人用力向下拉绳时可使人和平台一起升起。若人用的力是300N，求：
（1）平台上升的加速度；
（2）上升过程中人对平台的压力。（g取10m/s2）
20.如图所示，斜面与水平面间的夹角θ=37°，物体A和B的质量分别为mA=10kg、mB=5kg．A、B间用质量不计的细绳相连．试求：
（1）当斜面光滑时，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？
（2）当A和B与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2时，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？
（3）当A和B与斜面间的动摩擦因数分别为μA=0.2、μB=0.8时，则释放后的开始阶段，两个物体的加速度及绳的张力又各是多少？
21.如图所示，倾角 θ=37°的斜面体固定在水平地面上，斜面长 L=2.4m．质量 M=2.0kg 的 B 物体放在斜面底 端， 与斜面间的动摩擦因数 μ=0.25， 通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与 A 物体相连接， 连接 B 的细绳与斜面平行． A 的质量 m=2.5kg，绳拉直时用手托住 A 物体使其在距地面 h 高处由静止释放，着地后立即停止运动． A、B 物体 均可视为质点，取 g=10m/ s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）求 A 物体下落的加速度大小及绳子拉力 T 的大小；
（2）求当 A 物体从多高处静止释放，B 物体恰好运动至斜面最高点；
（3）若 A 物体从 h1=1.6m 处静止释放， 要使 B 物体向上运动且不从斜面顶端滑出， 求 A 物体质量 m 的取值范围． （设 B 物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
22.如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有较长的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M，，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，求：
（1）若物体C的质量为M/4，物体B从静止开始下落一段距离的时间与自由落体下落同样的距离所用时间的比值。
（2）如果连接AB的轻绳能承受的最大拉力为1.2Mg，那么对物体C的质量有何要求
23.如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出图象．假设某次实验所得的图象如图乙所示，其中线段AB与v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和F的关系；线段BC的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v和F的关系；第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映．实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动．取重力加速度g=10m/s2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计．
（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和 第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变．请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；
（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程．
参考答案
1．C
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．D
8．AB
9．AC
10．BD
11．BD
12．CD
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）5m/s2；（2）或
16．（1）；（2）；（3）
一．选择题
1.如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端.质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端,物块B与小车平板间的动摩擦因数为,重力加速度为g.若某时刻观察到细线偏离竖直方向角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为
A.mg，竖直向上 B.,斜向左上方
C.,水平向右 D.，斜向右上方
2.如图所示用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一个小物体，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是（ ）
A．Ta增大 B．Tb增大 C．Ta变小 D．Tb不变
3.如图所示,物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接,从静止开始释放,在物体A加速下降的过程中,下列判断正确的是
A.物体A和物体B均处于超重状态
B.物体A和物体B均处于失重状态
C.物体A处于超重状态,物体B处于失重状态
D.物体A处于失重状态,物体B处于超重状态
4.轻绳跨过定滑轮连接质量分别为m1和m2的AB两物体,A静止在倾角为37°的斜面上,已知m1=1.2 m2,现把AB调换位置,B也能静止在斜面上,不计滑轮摩擦,下列说法中正确的是（）
A. AB调换位置前后绳子的张力大小保持不变
B. AB调换位置前A受斜面摩擦力方向沿斜面向下
C. AB调换位置后地面对斜面的支持力大小改变
D. AB调换位置后滑轮受到的绳的作用力增大,地面对斜面摩擦力方向向右
5.如图所示，光滑水平桌面放置着物体A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块B，已知A的质量为m，B的质量为3m，重力加速度为g，静止释放物块A、B后
A. 相同的时间内，A、B运动的路程之比为2：1 B. 物块A、B的加速度之比为1：1
C. 细绳对A的拉力大小为mg D. 当B下落高度h时，它的速度为
6.如图所示，质量为m的光滑小球恰好放在质量为M木块的圆弧槽中，它左边的接触点为A，槽的半径为R，且OA与水平线成角，通过实验知道，当增大拉力F时，小球可以从槽中滚出来，各种摩擦及绳和滑轮的质量不计，当小球恰好能滚出圆弧槽时
A．小球会向前滚出圆槽 B．桌面对圆槽的支持力大于（m+M）g
C．小球的加速度为gcot D．拉力F的大小为(m+M)gtan
7.如图所示为阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承摩擦、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上；当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是（ ）。
A.若甲的质量较大，则乙先到达滑轮 B.若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮
C.若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮 D.若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮
8.如图所示，M为定滑轮，一根细绳跨过M，一端系着物体C，另一端系着一动滑轮N，动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体，已知B物体的质量为3kg，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，若C物体的质量为9kg，则关于C物体的状态下列说法正确的是
A. 当A的质量取值合适，C物体有可能处于平衡状态
B. 无论A物体的质量是多大，C物体不可能平衡
C. 当A的质量足够大时，C物体不可能向上加速运动
D. 当A的质量取值合适，C物体可以向上加速也可以向下加速运动
9.如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时( )
A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍
B.横杆对M的弹力增人到原来的2倍
C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍
D.细线的拉力增加到原来的2倍
10.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为m的木块放在质量为2m的木块上，质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT．现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，下列说法正确的是
A.质量为2m的木块受到四个力的作用
B.当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5FT时， 轻绳还不会被拉断
D.当轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为
二．填空题
11.用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F，如图所示，则物体与绳的加速度大小为__________； 绳中各处张力的大小为________________（假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计．）
12.如图,物块A和B的质量分别为4m和m,开始AB均静止,细绳拉直,在竖直向上拉力F=6mg作用下,动滑轮竖直向上加速运动.已知动滑轮质量忽略不计,动滑轮半径很小,不考虑绳与滑轮之间的摩擦,细绳足够长,在滑轮向上运动过程中,物块A和B的加速度分别为_______
三．计算题
13.一个质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力．
14.如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，轻绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA=8 kg和mB=2kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B距地面的高度h=0.15 m。桌面上的部分绳足够长。现将物块B从h高处由静止释放，直到A停止运动。求A在水平桌面上运动的时间？（g取10 m/s2）
15.如图所示的三个物体质量分别为m1和m2和m3，带有滑轮的物体m3放在光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动，试求水平推力F等于多少？
16.如图所示，质量为M=5kg的光滑圆槽放置在光滑的水平面上，圆槽的圆弧所对圆心角为θ=120°．圆槽内放一质量为m=1kg的小球，今用一水平恒力F作用在圆槽上，并使小球相对圆槽静止随圆槽一起运动．g=10m/s2．则：
（1）当F=60N，小球与圆槽相对静止时，求槽对小球的支持力；
（2）要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动，F不能超过多少？
17.如图所示，人和车的质量分别为m1和m2，置于光滑水平面上，人用水平力F拉绳，图中两段绳子都处于水平方向，不计滑轮、绳子的质量及摩擦，人与车保持相对静止，求车的加速度
18.一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量M，人的质量为m，起动时吊台向上的加速度是a，并且人没有离开吊台，求：
（1）绳的拉力大小？
（2）这时人对吊台的压力大小。（已知重力加速度为g）
（3）若吊台以某一加速度运动中出现人对吊台的压力刚好为零，试讨论说明人对吊台压力刚好为零满足的所有条件。
19.如图，平台P的质量是40kg，站在平台上的人质量是60kg, 图中滑轮a和b以及绕过滑轮的绳子质量都不计，所有摩擦也不计。a挂在天花板上。当人用力向下拉绳时可使人和平台一起升起。若人用的力是300N，求：
（1）平台上升的加速度；
（2）上升过程中人对平台的压力。（g取10m/s2）
20.如图所示，斜面与水平面间的夹角θ=37°，物体A和B的质量分别为mA=10kg、mB=5kg．A、B间用质量不计的细绳相连．试求：
（1）当斜面光滑时，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？
（2）当A和B与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2时，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？
（3）当A和B与斜面间的动摩擦因数分别为μA=0.2、μB=0.8时，则释放后的开始阶段，两个物体的加速度及绳的张力又各是多少？
21.如图所示，倾角 θ=37°的斜面体固定在水平地面上，斜面长 L=2.4m．质量 M=2.0kg 的 B 物体放在斜面底 端， 与斜面间的动摩擦因数 μ=0.25， 通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与 A 物体相连接， 连接 B 的细绳与斜面平行． A 的质量 m=2.5kg，绳拉直时用手托住 A 物体使其在距地面 h 高处由静止释放，着地后立即停止运动． A、B 物体 均可视为质点，取 g=10m/ s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）求 A 物体下落的加速度大小及绳子拉力 T 的大小；
（2）求当 A 物体从多高处静止释放，B 物体恰好运动至斜面最高点；
（3）若 A 物体从 h1=1.6m 处静止释放， 要使 B 物体向上运动且不从斜面顶端滑出， 求 A 物体质量 m 的取值范围． （设 B 物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
22.如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有较长的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M，，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，求：
（1）若物体C的质量为M/4，物体B从静止开始下落一段距离的时间与自由落体下落同样的距离所用时间的比值。
（2）如果连接AB的轻绳能承受的最大拉力为1.2Mg，那么对物体C的质量有何要求
23.如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出图象．假设某次实验所得的图象如图乙所示，其中线段AB与v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和F的关系；线段BC的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v和F的关系；第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映．实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动．取重力加速度g=10m/s2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计．
（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和 第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变．请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；
（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程．
参考答案
1．C
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．D
8．AB
9．AC
10．BD
11．BD
12．CD
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）5m/s2；（2）或
16．（1）；（2）；（3）