4.5牛顿运动定律的案例分析基础巩固——2021-2022学年高一上学期物理沪教版（2019）必修第一册（word 含答案）

4.5牛顿运动定律的案例分析基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，在竖直平面内有半径为R和2R的两个圆，两圆的最高点相切，切点为A，B和C分别是小圆和大圆上的两个点，其中AB长为R，AC长为，现沿AB和AC建立两条光滑轨道，自A处由静止释放小球，已知小球沿AB轨道运动到B点所用时间为t1，沿AC轨道运动到C点所用时间为t2，则t1与t2之比为（　　）
A．1：2 B． C．1：1 D．
2．2021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
3．从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球从抛出点上升到最高点的时刻为t1，下落到抛出点的时刻为t2。若空气阻力的大小恒定，则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图线是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示光滑竖直圆槽，AP、BP、CP为通过最低点P与水平面分别成30°、45°、60°角的三个光滑斜面，与圆相交于A、B、C点.若一物体由静止分别从A、B、C滑至P点所需的时间为t1，t2，t3，则（ ）
A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3
C．t1= t2= t3 D．t1= t2＜t3
5．如图所示，质量为ml的木块放在光滑水平面上，木块上放置一质量m2的另一木块，先后分别用水平力拉ml和m2，使两木块都能一起运动，若两次拉动木块时，两木块间的摩擦力分别为和，则两次拉动时，拉力大小之比一定可以表示为（ ）
A． B． C． D．1
6．北京冬奥会将于2022年某日开幕。将运动员推冰壶的情景简化为图甲的模型，时，运动员对冰壶施加一水平向右的推力，作用1秒后撤去推力，冰壶运动的图像如图乙所示，已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为，则冰壶的质量和时冰壶的速度大小分别为（取）（　　）
A． B． C． D．
7．质量相等的甲乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为 t=0 时刻，两物体的速度图像如图所示．则下列判断正确的是（ ）
A．t0时刻之前，甲物体受到的空气阻力总是大于乙物体受到的空气阻力
B．t0时刻之后，甲物体受到的空气阻力总是小于乙物体受到的空气阻力
C．t0时刻甲乙两物体到达同一高度
D．t0时刻之前甲下落的高度大于乙物体下落的高度
8．乒乓球运球接力是老少皆宜的趣味运动项目，运球时需根据运动情况及时调整球拍的角度以避免乒乓球落地。若某次运球时乒乓球与球拍始终保持相对静止，一起水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．乒乓球受到球拍的摩擦力水平向左
B．乒乓球受到球拍的摩擦力可能为零
C．球拍对乒乓球的支持力小于乒乓球受到的重力
D．球拍对乒乓球的支持力大于乒乓球对球拍的压力
9．如图甲所示，放在固定斜面上的物块，受到方向沿斜面向上的拉力F的作用，力F的大小与时间t的关系如乙图所示；物块的运动速度v与时间t的关系如丙图所示，6s后速度图象没有画出，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．物块的质量为5kg
B．物块在前2s内受到的静摩擦力大小为20N
C．物块在4~6s内受到的摩擦力大小为30N
D．物块在2~6s内的平均速度大小为2.5m/s
10．小球沿某一斜面下滑，在斜面底端与垂直斜面的挡板相碰后又回到斜面上的某一位置，小球与挡板作用时间不计，其速度v随时间t变化的关系如图所示。以下滑起点为位移坐标原点和t＝0时刻，则下列选项中能正确反映小球运动的图象是（　　）
A． B． C． D．
11．质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角。槽放在光滑的水平桌面上，通过细线和滑轮与重物C相连，细线始终处于水平状态。通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与绳质量都不计，要使小球不从槽中滚出，则重物C的最大质量为（　　）
A． B．2m
C． D．
12．如图，质量为2m的物块A和质量为m的物块B，它们与地面间的滑动摩擦因数均为μ。在已知水平推力F的作用下A、B一起向右做匀加速直线运动。A对B的作用力为（ ）
A．F B．F-2μmg C． D．
13．如图所示，在一足够长的粗糙水平杆上套一小圆环，在小圆环上施加一水平向右的恒力F，使小圆环由静止开始运动，同时在小圆环上施加一竖直向上的力，且F′满足的关系为，已知小圆环的质量为m，小圆环与水平杆之间的动摩擦因数为μ，则小圆环运动过程中速度随时间变化的图象为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2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v﹣t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v2＞v1，物块和传送带间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m，则（　　）
A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．0﹣t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
C．0﹣t2时间内，摩擦力产生的热量为
D．0﹣t2时间内，物块在传送带上留下的划痕为
15．物体放在水平传送带上并随传送带一起向右匀速运动时（无相对滑动），将受到（　　）
A．重力、弹力和摩擦力的作用 B．重力和弹力的作用
C．向左的摩擦力的作用 D．向右的摩擦力的作用
二、填空题（共4题）
16．如图所示，细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．当滑块至少以加速度a=__________向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力FT=________．
17．如图，将倾角α＝37°的大三角形劈切开为等宽的小三角形劈和5个梯形劈，再重新将各劈放在一起（各劈互不粘连）．从小三角形劈开始，依次编号为1，2，…6．各劈的质量均为M＝1kg、斜面长度均为L＝0.2m．可视为质点的物块质量m＝1kg，与斜面间的动摩擦因数μ1＝0.5．现使物块以平行于斜面方向的初速度v0＝4.5m/s，从小三角形劈的底端冲上斜面，若所有劈均固定在水平面上，物块最终能冲上第_______块劈；若所有劈均不固定，与地面的动摩擦因数均为μ2＝0.3，假定最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，物块滑动到第_______块劈时，梯形劈开始相对地面滑动．
18．如图所示，质量均为1kg的两个小物体A、B（看做质点）在水平地面上相距9m，它们与水平地面间的动摩擦因数均为。现使它们分别以初速度和同时相向运动，重力加速度g取10m/s2。则它们经过_________s相遇（非碰撞），交错而过后最终两者相距_________m。
19．历史上由于计时仪器的精度不够，科学家会将快速的运动“放慢”来研究。伽利略用自己的脉膊做计时仪器，借助斜面放慢了自由落体运动，类似的实验思想被用到许多实验中。如图甲所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量均为M的两个重物用不可伸长的轻绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小物块，这时，由于小物块的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度，完成一次实验后，换用不同质量的小物块，重复实验，测出不同m时系统的加速度。
（1）所产生的微小加速度可表示为___________（用M、m、重力加速度g表示）；
（2）若选定如图甲所示左侧重物从静止开始下落的过程进行测量，想要求出重物的质量M，则需要测量的物理量有：_______（只需填选项字母）。
A．小物块的质量m
B．重物下落的距离及下落这段距离所用的时间
C．绳子的长度
D．滑轮半径
（3）经过多次重复实验，得到多组、m数据，作出图像，如图乙所示，已知该图像斜率为，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度_____，并可求出重物质量_____。（用k、b表示）
三、综合题（共4题）
20．在平直的高速公路上，一辆汽车正以32m/s的速度匀速行驶，因前方出现事故，司机立即刹车，直到汽车停下，已知汽车的质量为1.5×103kg，刹车时汽车所受的阻力为1.2×104N，求：
(1)刹车时汽车的加速度；
(2)从开始刹车到最终停下，汽车运动的时间；
(3)从开始刹车到最终停下，汽车前进的距离．
21．如图所示，质量M=8．0kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F，F=8．0N；当小车向右运动的速度达到1．5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2．0kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0．2，小车足够长（g取10m/s2）．从小物块放上小车开始，经过t=1．5s，求：
（1）小物块刚放到小车上瞬间，小物块和小车的加速度分别为多大？
（2）小物块通过的位移S的大小；
（3）小物块与小车间相对位移X相的大小．
22．图所示，质量为m的板A与质量为2m的板B叠放在倾角为的斜面上，用平行斜面的轻绳把A固定，这时板B恰能沿斜面匀速下滑，已知各接触面间的动摩擦因数相同。求：
（1）动摩擦因数多大？
（2）若要B板以加速度a加速下滑，需要加多大平行斜面向下的拉力F？
23．质量物体放在光滑的水平面上，对该物体加上水平向右的两个变力，如图实线所示．求该物体在3秒内的任一时刻的加速度大小．
参考答案
1．B
2．B
3．B
4．C
5．C
6．B
7．B
8．B
9．A
10．A
11．D
12．C
13．C
14．D
15．B
16．g
17．6 5
18．2 1
19． AB
20．(1)8m/s2 (2)4s (3)64m
21．（1）0．5m/s2（2）2．1m（3）0．75m
22．（1）=tan, （2）F=2ma
23．3m/s2