4.5 牛顿运动定律的应用练习题—高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）

牛顿运动定律综合练习（四）
一．选择题
1.如图,质量都是m的物体A、B用轻质弹簧相连,A用轻绳和电梯相连接,开始时A、B和电梯一起向上做a=2m/s2的匀加速直线运动,某时刻轻绳突然断开,则该时刻物体B的加速度大小是(g=10m/s 2)( )
A.aB=20m/s2 B.aB=2m/s2 C.aB=0 D.aB=10m/s2
2.如图所示,光滑水平面上放置着四个相同的木块,其中木块B与C之间用一轻弹簧相连,轻弹簧始终在弹性限度内.现用水平拉力F拉B木块,使四个木块以相同的加速度一起加速运动,则以下说法正确的是( )
A.一起加速过程中,C木块受到四个力的作用
B.一起加速过程中,D所受到的静摩擦力大小为
C.一起加速过程中,A、D木块所受摩擦力大小和方向相同
D.当F撤去瞬间,A、D木块所受静摩擦力的大小和方向都不变
如图所示,小球A质量m,木块B质量2m,两物体通过轻弹簧连接竖直放置在水平面上静止．现对A施加一个竖直向上的恒力,使小球A在竖直方向上运动,经弹簧原长时小球A速度恰好最大,已知重力加速度为g,则在木块B对地面压力为零时,小球A的加速度大小为
A.3g B.1.5g C.2g D.0.5g
4.如右图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块A、B，质量均为m，开始时两物块均处于静止状态．现下压A再静止释放使A开始运动，当物块B刚要离开挡板时，A的加速度的大小和方向为(　　)
A．0　　　　　　　　　　　　 B．2gsinθ，方向沿斜面向下
C．2gsinθ，方向沿斜面向上 D．gsinθ，方向沿斜面向下
5.如图所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为______
A．0
B．大小为g，方向垂直于木板向下
C．大小为g，方向竖直向下
D．大小为g，方向垂直于木板向下
6.如图所示，质量为3kg的物块放在小车上,小车上表面水平,物块与小车之间夹有一个水平弹簧,弹簧处于压缩的状态，且弹簧的弹力为3N,整个装置处于静止状态。现给小车施加一水平向左的恒力F,使其以2m/s2的加速度向左做匀加速直线运动，则
A.物块一定会相对小车向右运动
B.物块受到的摩擦力一定减小
C.物块受到的摩擦力大小定不变
D.物块受到的弹簧弹力定增大
7.如图所示，将质量为m=0.1kg的物体用两个完全一样的竖直弹簧固定在升降机内，当升降机以4m/s2的加速度加速向上运动时，上面弹簧对物体的拉力为0.4N；当升降机和物体都以8m/s2的加速度向上运动时，上面弹簧的拉力为（　　）
A．0.6N B．0.8N C．1.0N D．1.2N
8.一铁球被两弹簧拴住，静止时，两条竖直的弹簧均伸长，当固定弹簧的木箱由静止开始竖直向下做加速运动时，下列说法正确的是（　）
A．上弹簧变长，下弹簧变短 B．上弹簧变短，下弹簧变长
C．两弹簧均不变 D．上弹簧的拉力变小，下弹簧的拉力不变
9.如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一个轻质弹簧固定在框架上，下端拴一个质量为m的小球，当小球上下振动时，框架始终没有跳起，在框架对地面的压力为零的瞬间，小球加速度大小为__________
A. g B. C.0 D.g
10.如图所示质量为M的吊篮P通过细绳悬挂在天花板上，物块A、B、C质量均为m，B、C叠放在一起，物块B固定在轻质弹簧上端，弹簧下端与A物块相连，三物块均处于静止状态，弹簧的劲度系数为k（弹簧始终在弹性限度内），
A.静止时，弹簧的形变量为
B.剪断细绳瞬间，C物块处于超重状态
C.剪断细绳瞬间，A物块与吊篮P分离
D.剪断细绳瞬间，吊篮P的加速度大小为
11.如图，滑轮质量忽略不计，忽略一切摩擦力，物体A的质量m1大于物体B的质量m2，在A、B运动过程中弹簧秤的读数是（　　）
A.（m1+m2）g B.（m1-m2）g C.（）g D.（）g
12.如图所示，滑轮质量不计，如果m1=m2+m3，这时弹簧秤的读数为T，若把m2从右边移到左边的m1上，弹簧秤读数T将（　　）
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
13.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v-t图象如图乙所示（重力加速度为g），则
A．施加外力前，弹簧的形变量为
B．外力施加的瞬间，AB间的弹力大小为M（g-a）
C．AB在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零
D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值
14.如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是
A B C D
二．填空题
15.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m、物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A,B紧挨在一起但A、B之间无弹力，已知重力加速度g。某时刻讲细线剪断，则在细线剪断的瞬间，A、B的加速度大小分别为____________
16.如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为2：1，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为___________
17.如图所示，两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A，另一端固定在墙上，A、B与传送带间动摩擦因数均为μ。传送带顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，（弹簧在弹性限度内，重力加速度为g）则aA=_____，aB=_______
三．计算题
18.如图所示,滑块与小车相对静止,弹簧处于伸长状态,伸长量x=20 cm,已知滑块的质量m=2 kg,弹簧的劲度系数k=40 N/m,滑块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)小车加速度为零时,求滑块受到的静摩擦力的大小和方向;
(2)求滑块恰好与小车不发生相对滑动时向右的加速度大小;
(3)若小车由静止开始以加速度a向右运动,写出滑块受到的摩擦力f随a变化的关系式,并画出图象(规定向右为正方向)。
19.用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出，现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N（g取10m/s2）。
（1）若传感器a的示数为14 N，b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度大小和方向；
（2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零。
20.一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示．取当地的重力加速度g=10m/s2．试结合图象，求
（1）蹦床运动稳定后的运动周期；
（2）运动员的质量；
（3）在运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度；
（4）运动过程中运动员的最大加速度
21.一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg，盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图所示．现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初0.2s内F是变化的，在0.2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10 m/s2）
22.一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示。质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簀的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块a、b分离;再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。求
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物块b加速度的大小; .
(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式。
23.如图，上表面光滑且水平的小车静止在水平地面上，A、B为固定在小车上的挡板,C、D为竖直放置的轻质薄板。A、C和D、B之间分别用两个相同的轻质弹簧连接，薄板 C、D 间夹住一个长方体金属块(视为质点)。金属块与小车上表面有一定的距离并与小车保持静止，此时金属块所受到的摩擦力为最大静摩擦力。已知金属块的质量m=10 kg，弹簧劲度系数 k=1000 N/m,金属块和薄板 C、D间动摩擦因数μ=0.8。设金属块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)此时弹簧的压缩量;
(2)当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小a=15 m/s2时,A、C和D、B间弹簧形变量及金属块受到的摩擦力大小。
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）