2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.5 牛顿第二定律的应用 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.5 牛顿第二定律的应用 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-18 16:49:23 | ||
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文档简介
4.5 牛顿第二定律的应用
一、单选题
1．2021年10月16日0时23分，“神州十三号”成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空并进驻空间站。在空间站中，如需測量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法：如图所示，先对质量为1kg的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在单位时间内的速度变化量大小是10m/s，然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们单位时间内速度变化量大小是2m/s。则待测物体Q的质量为（ ）
A．3.0kg B．4.0kg C．5.0kg D．6.0kg
2．如图所示，两个质量分别为m1=1kg、m2=4kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧秤的示数是28 N
B．弹簧秤的示数是30N
C．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为5 m/s2
D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为28 m/s2
3．小刚想测量地铁启动或减速过程中的加速度，他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情况的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图所示的示意图。请你根据小刚拍摄的照片，判断地铁运动状态正确的是（ ）
A．向右加速运动 B．向右匀速运动
C．向右减速运动 D．以上均不可能
4．如图所示，三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5。下列说法中正确的是（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（ ）
A．物块A到达底端的速度比物块B到达底端的速度大
B．物块B先到达传送带底端
C．物块A先到达传送带底端
D．物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1∶3
5．如图甲所示，一倾角θ=30°的足够长斜面体固定在水平地面上，一个物块静止在斜面上。现用大小为F=kt（k为常量，F、t的单位分别为N和s）的拉力沿斜面向上拉物块，物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。下列判断不正确的是（ ）
A．物块的质量为1kg
B．k的值为5N/s
C．物块与斜面间的动摩擦因数为
D．t=3s时，物块的加速度大小为4m/s2
6．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g=10m/s2，则计算不出的是（ ）
A．物体的质量
B．物体与水平面间的滑动摩擦因数
C．物体与水平面间的最大静摩擦力
D．F为14N时物体的速度
7．有一款孩子们自创的游戏——地板滑，就是在比较光滑的地板上，由静止起跑（脚在地面上不滑动）一段规定的距离后停止迈动双脚，使双脚着地滑行，比赛谁滑行的距离最大。一小孩在跑动3m后开始滑行，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩滑行距离不可能是（ ）
A．2m B．2.6m C．3m D．4m
8．如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右且大小从零开始随时间均匀增加的力F作用在B物体上，拉力传感器的示数F传随时间t变化的图线如图乙所示，已知t1、t2，且各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ，下列说法正确的是（ ）
A．0-t1时间内A、B之间无静摩擦力
B．0-t1时间内，水平面与B之间静摩擦力也不变
C．t1-t2时间内A、B之间无摩擦力
D．t2时刻，拉力F大小为2μmg
9．如图所示，带有固定挡板P和定滑轮的木板垫高后与水平面夹角为θ=30 ，质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧（弹簧与P、A不连接），细线跨过定滑轮，一端连接着质量为m的B，另一端连接着轻质挂钩（细线在滑轮左侧部分与木板平行、右侧部分竖直），A、B处于静止状态。现将钩码C挂于挂钩上，静止释放后，发现C的速度最大时，A、B恰好分离。已知木板足够长，所有摩擦不计，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．C质量大小为m
B．C轻挂于挂钩瞬间，A、B间挤压力变为原来的一半
C．细绳张力最大值为
D．只要C的质量足够大，就可以在C挂上去的同时A、B就分离
10．如图（a）所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体前内速度v与时间t的关系如图（b）（c）所示，重力加速度，以下说法正确的是（ ）
A．，物体受到的滑动摩擦力大小为 B．，物体受到地面的摩擦力为静摩擦力
C．物体的质量为 D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.4
二、多选题
11．质量的物块在粗糙的水平地面上运动，时刻开始受到方向相反的水平拉力、的作用（与物块运动方向相同），以3 m/s的速度做匀速直线运动，、随时间t的变化规律如图所示，取，则下列说法正确的是（ ）
A．物块与地面的动摩擦因数为0.2
B．3s末物块的加速度大小为0.5 m/s2
C．5 s末物块的速度大小为0
D．0～5s内物块的位移大小为10 m
12．如图1所示，在粗糙程度处处相同的水平地面上，质量为1kg的物块在水平向右的拉力F作用下由静止开始运动，4s末撤去拉力。运动的速度v与时间t的关系如图2所示，由图像可知（ ）
A．在2 s～4s内，力F=0
B．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
C．在0～2s内，力F的大小为4N
D．在0～2s内，力F逐渐增大
13．质量分别为M和m的物块a、b形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，a恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放a，斜面仍保持静止，关于互换位置之后下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的拉力等于Mg
B．轻绳的拉力等于mg
C．a运动的加速度大小为（1+sinα）g
D．a运动的加速度大小为g
14．如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系如图乙所示，g=10m/s2，下列选项中正确的是（ ）
A．0~5s内物块做匀减速运动 B．在t=1s时刻，恒力F反向
C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．恒力F大小为10N
15．如图所示，在皮带运输机将物体匀速送往高处的过程中，下列结论正确的是（ ）
A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．皮带的速度越大，物体受的摩擦力也越大
C．物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关
D．若匀速地向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下。
三、实验题
16．一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590m，下降一段距离后的高度h=0.100m；由h0下降至h所用的时间T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小为a=1.84m/s2。
从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g，当地重力加速度大小为g=9.8m/s2。利用小球的质量，根据牛顿第二定律计算可得小球B下落的加速度的大小为a′=______m/s2，小球B下落过程中绳子的拉力大小为______N（结果均保留3位有效数字）。可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：_______。
17．为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学在水平桌面上组装了如图所示的实验装置。实验时，可在小车上安装一轻薄板，以增大空气对小车运动的阻力。实验中所用的小车质量，砝码和砝码盘的总质量。
（1）未装薄板时，往砝码盘中加入一小砝码，接通打点计时器的电源后，再释放小车，在纸带上打出一系列的点，纸带如下图所示：
A、B、C、D、E是选取的五个计数点，其中相邻计数点之间的时间间隔为，各计数点到第一个计数点A的距离分别为：、、、，则小车加速度a的表达式为________（用题中给定的字母表达），该同学通过加速度进一步分析计算出小车运动时所受摩擦阻力为；
（2）在（1）的装置基础上，加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的图像（如图所示），通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）若图象中时刻，曲线的切线斜率为k，计算物体受到的空气阻力时，若该同学把砝码和砝码盘的总重力当作小车所受到的拉力，则时，他求得的空气阻力____________（用题中所给定的字母表达）。
四、解答题
18．如图所示，质量M=4kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车右端加一F=6N的水平拉力，当小车向右运动的速度达到v0=1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小物块始终没有离开小车，g取10m/s2。求：
（1）小车的最小长度？
（2）从小物块放上小车开始，经过t=2s小物块通过的位移大小为多少？
19．如图所示，在倾角为θ=37°的足够长的固定粗糙斜面底端有一质量为m=1kg的物块，对物块施加一个与斜面成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力，使物块由静止开始做匀加速直线运动，10s后撤去拉力。已知物块与斜面间动摩擦因素μ=0.5。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
(1)物块10s末速度大小；
(2)物块向上运动的最大距离；
(3)物块在斜面上运动的总时间。（结果可用根式表示）
20．2021年8月5日，东京奥运会女子撑杆跳高决赛我国选手徐惠琴参赛。撑杆跳高过程可以简化成持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落三个阶段。设徐惠琴起跳前从静止开始匀加速助跑的加速度大小为1.25m/s2，速度达到v=9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h=5m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=1s。已知徐惠琴的质量m=66kg，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，假设徐惠琴从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速直线运动。求：
（1）徐惠琴起跳前的助跑距离；
（2）徐惠琴从接触软垫到速度减为零的过程中对软垫的压力大小。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
对P施加F时，根据牛顿第二定律有
对P和Q整体施加F时，根据牛顿第二定律有
联立解得
m2=4kg
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【详解】
AB．对整体分析，整体的加速度为
隔离m2分析，根据牛顿第二定律得
解得
故A正确，B错误；
C．撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，m2的加速度大小为
故C错误；
D．撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为
故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
当圆珠笔与地铁相对静止时，圆珠笔的加速度与地铁的加速度相同，照片中圆珠笔向右偏，说明圆珠笔受到的合力方向向左，其加速度方向向左，故地铁的加速度方向向左，地铁向左做加速运动，或者地铁向右减速运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．D
【详解】
ABC．对A，因为
mgsin37°＞μmgcos37°
则A物体所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，B所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，两物体匀加速直线运动的加速度相等，位移相等，则运动的时间相等．根据速度时间公式知，到达底端的速度大小相等，故ABC错误；
D．对A，划痕的长度等于A的位移减为传送带的位移，以A为研究对象，由牛顿第二定律得
a=2m/s2
由运动学公式
其中，可得
t=1s
所以皮带运动的位移为
x=vt=1m
所以A对皮带的划痕为
△x1=2m-1m=1m
对B，划痕的长度等于B的位移加上传送带的位移，同理得出B对皮带 的划痕为
△x2=3m
所以划痕之比为1：3，故D正确；
故选D。
5．C
【详解】
A．t=0时
Ff=mgsinθ=5N
解得
m=1kg
故A不符题意；
B．当t=1s时，Ff=0，说明F=5N，由
可知
k=5N/m
故B不符题意；
C．由图可知，后来滑动，则
Ff=6N=μmgcosθ
解得
故C符合题意；
D．当
F=Ff+mgsinθ
即
kt1=6+5
解得
t1=2.2s
物体开始向上滑动，由牛顿第二定律有
F合=kt-Ff-mgsinθ
当t=3s时，
所以加速度为
故D不符题意；
故选C。
6．D
【详解】
AB．物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：
计算得出：
由a与F图线得到：
联立可解得物体的质量和动摩擦因数，故AB正确；
C．因为a-F图像中，图像与F轴的截距大小即为物体受到的最大静摩擦力，根据图像中的数据可求得截距，即可求得最大静摩擦力，故C正确；
D．图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，没有时间因子，故无法算得物体在14N拉力时所对应的速度，故D错误。
故选D。
7．D
【详解】
设小孩质量为，起跑时小孩的力为，阻力为，由牛顿第二定律得
滑行时，加速度大小为
由运动学公式得
代入数据得
因为
所以
故ABC可能，D不可能。
本题选不可能的，故选D。
8．A
【详解】
A．在0-t1时间内，B处于静止状态，假设A受到摩擦力作用，则传感器会有水平拉力，而由图可知，这段时间传感器没有示数，说明没有拉力，所以A、B之间没有摩擦力，故A正确；
B．0-t1时间内，拉力从零开始随时间均匀增加，B处于静止状态，受平衡力作用，水平面与B之间静摩擦力逐渐增加，故B错误；
C．t1-t2时间内传感器的示数逐渐增大，由于A处于平衡状态，所以A、B之间摩擦力逐渐增大，故C错误；
D．由乙图可知，t2时刻B相对地面滑动，A、B间的摩擦力为
B与地面间的摩擦力为
拉力F大小为
故D错误。
故选A。
9．CD
【详解】
A．C速度最大时，加速度为0，此时B、C加速度均为零，对C受力分析可知
对B受力分析可知
联立解得
故A错误；
B．未挂C时，A、B静止，以A、B整体为研究对象，由平衡条件得
弹力方向沿斜面向上，隔离A物体，由平衡条件得
解得
挂上C时，对C由牛顿第二定律
对A、B整体，由牛顿第二定律
联立解得
隔离A，对A由牛顿第二定律
代入加速度解得
可得
故B错误；
C．当C加速度为零时，绳子的张力最大，由A选项可知，绳子最大张力为，故C正确；
D．C挂上去的同时A、B就分离，沿斜面方向
解得
只要B的向上的加速度大于等于，AB即可在C挂上去的同时A、B就分离，计算可得当C的质量大于B的质量m时，就可满足条件，D正确。
故选CD。
10．D
【详解】
A．由图（b）（c）可知，物体做匀速直线运动，则受力平衡可得
可知，物体受到的滑动摩擦力大小为，故A错误；
B．在4s末，物体速度为，力变为1N，物体不会立即停止运动，所以仍会受到滑动摩擦力，故B错误；
C．，物体的加速度为
由牛顿第二定律可得
解得
故C错误；
D．根据
解得
故D正确。
故选D。
11．AC
【详解】
A．内，物体做匀速直线运动，由物体的平衡条件得
代入数据解得
故A正确；
B．3s末物块的加速度为
代入数据得
则3s末物块的加速度大小为，故B错误；
C．内物体的加速度为，所以物体减速到零的时间为
所以在4s末速度减为零，因为
所以接下来物体处于静止状态，故C正确；
D．5s内物块的位移大小等于物体4s内的位移大小为
故D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】
A．在2 s～4s内，物体做匀速运动，因此外力
A错误；
B．物体做匀减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律得
解得
B正确；
CD．在0～2s内，图线的斜率不变，做加速度不变的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
由图线可知，物体做匀加速直线运动的加速度大小为
代入数据，可得
D错误，C正确。
故选BC。
13．BD
【详解】
互换位置前，M静止在斜面上，则有
互换位置后，对M有
对m有
联立解得
故选BD。
14．BC
【详解】
AB．在0～5 m内，由
得
由题图乙知
则
a1＝－10 m/s2
则物块做匀减速运动，减速到0的时间为
即物体在0~1s内物块做匀减速运动，在t=1s时刻，恒力F反向，向正方向加速，故A错误，B正确；
CD．在5～13 m内，由
得物块的加速度
由牛顿第二定律得
联立两式解得
故C正确，D错误。
故选BC。
15．AC
【详解】
A．运送过程中，物体相对于传送带有向下运动的趋势，物体所受摩擦力方向向上，故A正确；
BC．物体匀速上升由平衡条件可知摩擦力的大小等于物体所受重力沿斜面下滑的分量，与传送速度无关，故B错误，C正确；
D．无论把物体匀速运往高处还是匀速运往地面，物体在重力的作用下，都有沿皮带向下的运动趋势，物体都会受到沿皮带向上的摩擦力，故D错误。
故选AC。
16．1.96 1.20 原因可能是滑轮轴不光滑或滑轮有质量
【详解】
对小球A、B整体由牛顿第二定律
mBg-mAg=（mA+mB）a′
代入数据解得
a′=1.96m/s2
对B由牛顿第二定律
mBg-F=mBa′
解得绳子拉力大小
F=mB（g-a′）=150×10-3×（10-1.96）N=1.20N
a′和a有明显差异，原因可能是滑轮轴不光滑或滑轮有质量。
17． 变大
【详解】
(1)由逐差法可得
(2)的斜率表示加速度，由图可知，斜率减小，即加速度逐渐减小，所以阻力变大；
(3)由牛顿第二定律可得
可得空气阻力为
18．（1）0.75m；（2）3.5m
【详解】
（1）对物块由牛顿第二定律有
所以
对小车
所以
物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，则有
所以
当物块与小车速度相等时，物块没有离开小车，以后就一起加速运动不会离开，则速度相等时，小车的位移为
经过时间物块位移为
则小车的最小长度
（2）时刻物块速度
后，有相同的加速度，对整体有
所以
所以
所以内物块位移
19．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)撤去拉力前，根据牛顿第二定律
根据平衡条件
根据摩擦力公式
解得
10s末速度大小为
解得
(2)撤去拉力前，物块的位移
解得
撤去拉力后，根据牛顿第二定律
根据平衡条件
摩擦力为
解得
撤去拉力后向上运动的位移为x2
解得
物块向上运动的最大距离为
解得
(3) 撤去拉力后向上运动的时间为t2
解得
向下运动时，根据牛顿第二定律
解得
向下运动的时间为t3
解得
物块在斜面上运动的总时间
20．（1）32.4m；（2）1320N
【详解】
（1）设徐惠琴起跳前匀加速助跑的距离为x，由运动学公式
可得
（2）由自由落体运动学公式，落地瞬间的速度为
从接触软垫到速度减为零的时间，据运动学公式
解得
对人受力分析，据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，徐惠琴对软垫的压力大小为。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．2021年10月16日0时23分，“神州十三号”成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空并进驻空间站。在空间站中，如需測量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法：如图所示，先对质量为1kg的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在单位时间内的速度变化量大小是10m/s，然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们单位时间内速度变化量大小是2m/s。则待测物体Q的质量为（ ）
A．3.0kg B．4.0kg C．5.0kg D．6.0kg
2．如图所示，两个质量分别为m1=1kg、m2=4kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧秤的示数是28 N
B．弹簧秤的示数是30N
C．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为5 m/s2
D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为28 m/s2
3．小刚想测量地铁启动或减速过程中的加速度，他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情况的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图所示的示意图。请你根据小刚拍摄的照片，判断地铁运动状态正确的是（ ）
A．向右加速运动 B．向右匀速运动
C．向右减速运动 D．以上均不可能
4．如图所示，三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5。下列说法中正确的是（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（ ）
A．物块A到达底端的速度比物块B到达底端的速度大
B．物块B先到达传送带底端
C．物块A先到达传送带底端
D．物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1∶3
5．如图甲所示，一倾角θ=30°的足够长斜面体固定在水平地面上，一个物块静止在斜面上。现用大小为F=kt（k为常量，F、t的单位分别为N和s）的拉力沿斜面向上拉物块，物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。下列判断不正确的是（ ）
A．物块的质量为1kg
B．k的值为5N/s
C．物块与斜面间的动摩擦因数为
D．t=3s时，物块的加速度大小为4m/s2
6．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g=10m/s2，则计算不出的是（ ）
A．物体的质量
B．物体与水平面间的滑动摩擦因数
C．物体与水平面间的最大静摩擦力
D．F为14N时物体的速度
7．有一款孩子们自创的游戏——地板滑，就是在比较光滑的地板上，由静止起跑（脚在地面上不滑动）一段规定的距离后停止迈动双脚，使双脚着地滑行，比赛谁滑行的距离最大。一小孩在跑动3m后开始滑行，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩滑行距离不可能是（ ）
A．2m B．2.6m C．3m D．4m
8．如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右且大小从零开始随时间均匀增加的力F作用在B物体上，拉力传感器的示数F传随时间t变化的图线如图乙所示，已知t1、t2，且各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ，下列说法正确的是（ ）
A．0-t1时间内A、B之间无静摩擦力
B．0-t1时间内，水平面与B之间静摩擦力也不变
C．t1-t2时间内A、B之间无摩擦力
D．t2时刻，拉力F大小为2μmg
9．如图所示，带有固定挡板P和定滑轮的木板垫高后与水平面夹角为θ=30 ，质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧（弹簧与P、A不连接），细线跨过定滑轮，一端连接着质量为m的B，另一端连接着轻质挂钩（细线在滑轮左侧部分与木板平行、右侧部分竖直），A、B处于静止状态。现将钩码C挂于挂钩上，静止释放后，发现C的速度最大时，A、B恰好分离。已知木板足够长，所有摩擦不计，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．C质量大小为m
B．C轻挂于挂钩瞬间，A、B间挤压力变为原来的一半
C．细绳张力最大值为
D．只要C的质量足够大，就可以在C挂上去的同时A、B就分离
10．如图（a）所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体前内速度v与时间t的关系如图（b）（c）所示，重力加速度，以下说法正确的是（ ）
A．，物体受到的滑动摩擦力大小为 B．，物体受到地面的摩擦力为静摩擦力
C．物体的质量为 D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.4
二、多选题
11．质量的物块在粗糙的水平地面上运动，时刻开始受到方向相反的水平拉力、的作用（与物块运动方向相同），以3 m/s的速度做匀速直线运动，、随时间t的变化规律如图所示，取，则下列说法正确的是（ ）
A．物块与地面的动摩擦因数为0.2
B．3s末物块的加速度大小为0.5 m/s2
C．5 s末物块的速度大小为0
D．0～5s内物块的位移大小为10 m
12．如图1所示，在粗糙程度处处相同的水平地面上，质量为1kg的物块在水平向右的拉力F作用下由静止开始运动，4s末撤去拉力。运动的速度v与时间t的关系如图2所示，由图像可知（ ）
A．在2 s～4s内，力F=0
B．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
C．在0～2s内，力F的大小为4N
D．在0～2s内，力F逐渐增大
13．质量分别为M和m的物块a、b形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，a恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放a，斜面仍保持静止，关于互换位置之后下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的拉力等于Mg
B．轻绳的拉力等于mg
C．a运动的加速度大小为（1+sinα）g
D．a运动的加速度大小为g
14．如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系如图乙所示，g=10m/s2，下列选项中正确的是（ ）
A．0~5s内物块做匀减速运动 B．在t=1s时刻，恒力F反向
C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．恒力F大小为10N
15．如图所示，在皮带运输机将物体匀速送往高处的过程中，下列结论正确的是（ ）
A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．皮带的速度越大，物体受的摩擦力也越大
C．物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关
D．若匀速地向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下。
三、实验题
16．一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590m，下降一段距离后的高度h=0.100m；由h0下降至h所用的时间T=0.730s。由此求得小球B加速度的大小为a=1.84m/s2。
从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g，当地重力加速度大小为g=9.8m/s2。利用小球的质量，根据牛顿第二定律计算可得小球B下落的加速度的大小为a′=______m/s2，小球B下落过程中绳子的拉力大小为______N（结果均保留3位有效数字）。可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：_______。
17．为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学在水平桌面上组装了如图所示的实验装置。实验时，可在小车上安装一轻薄板，以增大空气对小车运动的阻力。实验中所用的小车质量，砝码和砝码盘的总质量。
（1）未装薄板时，往砝码盘中加入一小砝码，接通打点计时器的电源后，再释放小车，在纸带上打出一系列的点，纸带如下图所示：
A、B、C、D、E是选取的五个计数点，其中相邻计数点之间的时间间隔为，各计数点到第一个计数点A的距离分别为：、、、，则小车加速度a的表达式为________（用题中给定的字母表达），该同学通过加速度进一步分析计算出小车运动时所受摩擦阻力为；
（2）在（1）的装置基础上，加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的图像（如图所示），通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）若图象中时刻，曲线的切线斜率为k，计算物体受到的空气阻力时，若该同学把砝码和砝码盘的总重力当作小车所受到的拉力，则时，他求得的空气阻力____________（用题中所给定的字母表达）。
四、解答题
18．如图所示，质量M=4kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车右端加一F=6N的水平拉力，当小车向右运动的速度达到v0=1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小物块始终没有离开小车，g取10m/s2。求：
（1）小车的最小长度？
（2）从小物块放上小车开始，经过t=2s小物块通过的位移大小为多少？
19．如图所示，在倾角为θ=37°的足够长的固定粗糙斜面底端有一质量为m=1kg的物块，对物块施加一个与斜面成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力，使物块由静止开始做匀加速直线运动，10s后撤去拉力。已知物块与斜面间动摩擦因素μ=0.5。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
(1)物块10s末速度大小；
(2)物块向上运动的最大距离；
(3)物块在斜面上运动的总时间。（结果可用根式表示）
20．2021年8月5日，东京奥运会女子撑杆跳高决赛我国选手徐惠琴参赛。撑杆跳高过程可以简化成持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落三个阶段。设徐惠琴起跳前从静止开始匀加速助跑的加速度大小为1.25m/s2，速度达到v=9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h=5m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=1s。已知徐惠琴的质量m=66kg，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，假设徐惠琴从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速直线运动。求：
（1）徐惠琴起跳前的助跑距离；
（2）徐惠琴从接触软垫到速度减为零的过程中对软垫的压力大小。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
对P施加F时，根据牛顿第二定律有
对P和Q整体施加F时，根据牛顿第二定律有
联立解得
m2=4kg
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【详解】
AB．对整体分析，整体的加速度为
隔离m2分析，根据牛顿第二定律得
解得
故A正确，B错误；
C．撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，m2的加速度大小为
故C错误；
D．撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为
故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
当圆珠笔与地铁相对静止时，圆珠笔的加速度与地铁的加速度相同，照片中圆珠笔向右偏，说明圆珠笔受到的合力方向向左，其加速度方向向左，故地铁的加速度方向向左，地铁向左做加速运动，或者地铁向右减速运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．D
【详解】
ABC．对A，因为
mgsin37°＞μmgcos37°
则A物体所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，B所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，两物体匀加速直线运动的加速度相等，位移相等，则运动的时间相等．根据速度时间公式知，到达底端的速度大小相等，故ABC错误；
D．对A，划痕的长度等于A的位移减为传送带的位移，以A为研究对象，由牛顿第二定律得
a=2m/s2
由运动学公式
其中，可得
t=1s
所以皮带运动的位移为
x=vt=1m
所以A对皮带的划痕为
△x1=2m-1m=1m
对B，划痕的长度等于B的位移加上传送带的位移，同理得出B对皮带 的划痕为
△x2=3m
所以划痕之比为1：3，故D正确；
故选D。
5．C
【详解】
A．t=0时
Ff=mgsinθ=5N
解得
m=1kg
故A不符题意；
B．当t=1s时，Ff=0，说明F=5N，由
可知
k=5N/m
故B不符题意；
C．由图可知，后来滑动，则
Ff=6N=μmgcosθ
解得
故C符合题意；
D．当
F=Ff+mgsinθ
即
kt1=6+5
解得
t1=2.2s
物体开始向上滑动，由牛顿第二定律有
F合=kt-Ff-mgsinθ
当t=3s时，
所以加速度为
故D不符题意；
故选C。
6．D
【详解】
AB．物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：
计算得出：
由a与F图线得到：
联立可解得物体的质量和动摩擦因数，故AB正确；
C．因为a-F图像中，图像与F轴的截距大小即为物体受到的最大静摩擦力，根据图像中的数据可求得截距，即可求得最大静摩擦力，故C正确；
D．图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，没有时间因子，故无法算得物体在14N拉力时所对应的速度，故D错误。
故选D。
7．D
【详解】
设小孩质量为，起跑时小孩的力为，阻力为，由牛顿第二定律得
滑行时，加速度大小为
由运动学公式得
代入数据得
因为
所以
故ABC可能，D不可能。
本题选不可能的，故选D。
8．A
【详解】
A．在0-t1时间内，B处于静止状态，假设A受到摩擦力作用，则传感器会有水平拉力，而由图可知，这段时间传感器没有示数，说明没有拉力，所以A、B之间没有摩擦力，故A正确；
B．0-t1时间内，拉力从零开始随时间均匀增加，B处于静止状态，受平衡力作用，水平面与B之间静摩擦力逐渐增加，故B错误；
C．t1-t2时间内传感器的示数逐渐增大，由于A处于平衡状态，所以A、B之间摩擦力逐渐增大，故C错误；
D．由乙图可知，t2时刻B相对地面滑动，A、B间的摩擦力为
B与地面间的摩擦力为
拉力F大小为
故D错误。
故选A。
9．CD
【详解】
A．C速度最大时，加速度为0，此时B、C加速度均为零，对C受力分析可知
对B受力分析可知
联立解得
故A错误；
B．未挂C时，A、B静止，以A、B整体为研究对象，由平衡条件得
弹力方向沿斜面向上，隔离A物体，由平衡条件得
解得
挂上C时，对C由牛顿第二定律
对A、B整体，由牛顿第二定律
联立解得
隔离A，对A由牛顿第二定律
代入加速度解得
可得
故B错误；
C．当C加速度为零时，绳子的张力最大，由A选项可知，绳子最大张力为，故C正确；
D．C挂上去的同时A、B就分离，沿斜面方向
解得
只要B的向上的加速度大于等于，AB即可在C挂上去的同时A、B就分离，计算可得当C的质量大于B的质量m时，就可满足条件，D正确。
故选CD。
10．D
【详解】
A．由图（b）（c）可知，物体做匀速直线运动，则受力平衡可得
可知，物体受到的滑动摩擦力大小为，故A错误；
B．在4s末，物体速度为，力变为1N，物体不会立即停止运动，所以仍会受到滑动摩擦力，故B错误；
C．，物体的加速度为
由牛顿第二定律可得
解得
故C错误；
D．根据
解得
故D正确。
故选D。
11．AC
【详解】
A．内，物体做匀速直线运动，由物体的平衡条件得
代入数据解得
故A正确；
B．3s末物块的加速度为
代入数据得
则3s末物块的加速度大小为，故B错误；
C．内物体的加速度为，所以物体减速到零的时间为
所以在4s末速度减为零，因为
所以接下来物体处于静止状态，故C正确；
D．5s内物块的位移大小等于物体4s内的位移大小为
故D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】
A．在2 s～4s内，物体做匀速运动，因此外力
A错误；
B．物体做匀减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律得
解得
B正确；
CD．在0～2s内，图线的斜率不变，做加速度不变的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
由图线可知，物体做匀加速直线运动的加速度大小为
代入数据，可得
D错误，C正确。
故选BC。
13．BD
【详解】
互换位置前，M静止在斜面上，则有
互换位置后，对M有
对m有
联立解得
故选BD。
14．BC
【详解】
AB．在0～5 m内，由
得
由题图乙知
则
a1＝－10 m/s2
则物块做匀减速运动，减速到0的时间为
即物体在0~1s内物块做匀减速运动，在t=1s时刻，恒力F反向，向正方向加速，故A错误，B正确；
CD．在5～13 m内，由
得物块的加速度
由牛顿第二定律得
联立两式解得
故C正确，D错误。
故选BC。
15．AC
【详解】
A．运送过程中，物体相对于传送带有向下运动的趋势，物体所受摩擦力方向向上，故A正确；
BC．物体匀速上升由平衡条件可知摩擦力的大小等于物体所受重力沿斜面下滑的分量，与传送速度无关，故B错误，C正确；
D．无论把物体匀速运往高处还是匀速运往地面，物体在重力的作用下，都有沿皮带向下的运动趋势，物体都会受到沿皮带向上的摩擦力，故D错误。
故选AC。
16．1.96 1.20 原因可能是滑轮轴不光滑或滑轮有质量
【详解】
对小球A、B整体由牛顿第二定律
mBg-mAg=（mA+mB）a′
代入数据解得
a′=1.96m/s2
对B由牛顿第二定律
mBg-F=mBa′
解得绳子拉力大小
F=mB（g-a′）=150×10-3×（10-1.96）N=1.20N
a′和a有明显差异，原因可能是滑轮轴不光滑或滑轮有质量。
17． 变大
【详解】
(1)由逐差法可得
(2)的斜率表示加速度，由图可知，斜率减小，即加速度逐渐减小，所以阻力变大；
(3)由牛顿第二定律可得
可得空气阻力为
18．（1）0.75m；（2）3.5m
【详解】
（1）对物块由牛顿第二定律有
所以
对小车
所以
物块在小车上停止相对滑动时，速度相同，则有
所以
当物块与小车速度相等时，物块没有离开小车，以后就一起加速运动不会离开，则速度相等时，小车的位移为
经过时间物块位移为
则小车的最小长度
（2）时刻物块速度
后，有相同的加速度，对整体有
所以
所以
所以内物块位移
19．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)撤去拉力前，根据牛顿第二定律
根据平衡条件
根据摩擦力公式
解得
10s末速度大小为
解得
(2)撤去拉力前，物块的位移
解得
撤去拉力后，根据牛顿第二定律
根据平衡条件
摩擦力为
解得
撤去拉力后向上运动的位移为x2
解得
物块向上运动的最大距离为
解得
(3) 撤去拉力后向上运动的时间为t2
解得
向下运动时，根据牛顿第二定律
解得
向下运动的时间为t3
解得
物块在斜面上运动的总时间
20．（1）32.4m；（2）1320N
【详解】
（1）设徐惠琴起跳前匀加速助跑的距离为x，由运动学公式
可得
（2）由自由落体运动学公式，落地瞬间的速度为
从接触软垫到速度减为零的时间，据运动学公式
解得
对人受力分析，据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，徐惠琴对软垫的压力大小为。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页