4.5牛顿运动定律的案例分析基础巩固（word版含答案）

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．某同学想利用所学力学知识研究地铁列车的运动情况，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁列车车厢里竖直扶手上。在地铁列车运动的某段过程中，他观察到细绳偏离了竖直方向，并相对车厢保持静止，测量出细绳与竖直方向的夹角大小为θ。他用手机拍摄了当时情景，如图所示， 拍摄方向跟地铁列车运动方向垂直。已知重力加速度为g，根据这张照片，你能推断出这段过程中（　　）
A．地铁列车速度方向 B．地铁列车加速度方向
C．地铁列车加速度大小为 D．地铁列车一定加速运动
2．如图所示,在光滑的桌面上有M、m两个物块,现用力F推物块m,使M、m两物块在桌上一起向右加速,则M、m间的相互作用力为( )
A．F
B．
C．若桌面的摩擦因数为μ,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为(F μMg μmg)
D．若桌面的摩擦因数为μ,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为
3．如图所示，斜面AB、CD与一光滑圆弧平滑连接，倾角均为，一物块从斜面CD上的某点释放后在斜面CD上滑过的距离为2l，接着通过圆弧冲上斜面AB，滑过的距离为l时到达最高点。设物块与斜面AB、CD间的动摩擦因数分别为、，则下列关系式成立的是（　　）
A． B．
C． D．
4．滑块以某一初速度从固定的斜面底端向上运动，然后又滑回斜面底端。A点是滑块向上运动的位移的中点，滑块两次经过A点的速率分别为vA1、vA2，两次经过A点的时间间隔是t，则（　　）
A．vA1>vA2，从A点到最高点的时间可能是等于
B．vA1>vA2，从A点到最高点的时间可能是大于
C．vA1>vA2，从A点到最高点的时间可能是小于
D．vA15．一个放在水平桌面上质量为2kg原来静止的物体，受到如图所示方向不变的合外力作用，则下列说法正确的是（ ）
A．在2s内物体的加速度为5m/s2
B．在t=2s时，物体的速度最大
C．在2s内物体运动的位移为10m
D．0~2s这段时间内物体作减速运动
6．如图所示，光滑水平面上，质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度系数为，原长为，则此时木块A、B间的距离为：（　　）
A． B． C． D．
7．2020长江三峡国际越野赛于11月14至1日在巫山县举行，运动员落地的过程可类比为图甲所示的物理模型，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出此过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，不计空气阻力，则（　　）
A．t1-t2过程中运动员的加速度不断增大
B．t1-t2过程运动员速度一直增大
C．t2-t3过程中运动员先超重再失重
D．t2时刻运动员速度最大
8．如图，在光滑的水平面上，叠放着两个质量分别为m、M的物体（m＜M），用一水平恒力作用在m物体上，两物体相对静止地向右运动．现把此水平力作用在M物体上，则以下说法正确的是( )
A．两物体间的摩擦力大小不变
B．m受到的合外力与第一次相同
C．M受到的摩擦力增大
D．两物体间可能有相对运动
9．在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止.现将该木板改置成倾角为的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为，则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为
A． B． C． D．
10．如图所示，m1=2kg，m2=4kg，连接的细线最大能承受1N的拉力，桌面水平光滑，为保证细线不断而又使它们一起获得最大加速度，则施加的水平力拉力F应该（ ）
A．向右，作用在m2上，F=3N
B．向右，作用在m2上，F=1.5N
C．向左，作用在m1上，F=3N
D．向左，作用在m1上，F=1.5N
11．传送带与水平面夹角为37°，传送带以12m/s的速率沿顺时针方向转动，如图所示．今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.75，若传送带A到B的长度为24m，g取10m/s2，则小物块从A运动到B的时间为（ ）
A．1.5s B．2.5s C．3.5s D．0.5s
12．如图所示物体叠放在物体上，置于光滑水平面上、的质量分别为，，、之间的动摩擦因数，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，开始时，此后逐渐增大，在增大到的过程中，则（ ）
A．当拉力时，两物体均保持静止状态
B．两物体开始时没有相对运动，当拉力超过时，开始相对滑动
C．两物体间从受力开始就有相对运动
D．两物体间始终没有相对运动
13．在台秤的托盘上固定一斜面体，斜面与水平面的倾角为θ，斜面体质量为M，现在斜面上放一质量为m的物体，则（ ）
A．若m从斜面上匀速下滑，台秤示数为
B．若m从斜面上加速下滑，台秤示数大于
C．若m从光滑斜面上加速下滑，台秤示数为
D．若m从粗糙的斜面上减速下滑，台秤示数小于
14．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g=10m/s2．由此两图线可以得出（ ）
A．物块的质量为1．5kg
B．物块与地面之间的滑动摩擦力为2N
C．t=3s时刻物块的速度为3m/s
D．t=3s时刻物块的加速度为1m/s2
15．如图所示，物块A、B叠放在斜面体上，斜面体始终静止在水平面上，A、B的质量分别为mA和mB，斜面体的质量为M，则下列说法中正确的是（　　）
A．若A、B两物块一起匀速下滑，斜面体相对于地面有水平向右的运动趋势
B．若A、B两物块一起加速下滑，B物块处于超重状态
C．若A、B两物块一起加速下滑，地面对斜面体有水平向左的摩擦力
D．若A、B两物块一起加速下滑，地面对斜面体的支持力等于（mA+mB+M）g
二、填空题（共4题）
16．如图是自动驾驶汽车里测量汽车水平运动加速度的装置．该装置在箱的前、后壁各安装一个压力传感感器a和b，中间用两根相同的轻质弹簧压着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动（弹簧的弹力与其形变量成正比）．汽车静止时，传感器a、b示数均为10N．若当传感器b示数为8N时，汽车的加速度大小为_____m/s2，方向是_____（选填：“由a指向b”或“由b指向a”）．
17．如图甲，质量为1kg小物块在水平恒力F作用下沿粗糙的地面由静止开始运动，在t=1s时刻撤去恒力F，物体运动的图像如图乙所示，，则在撤去F前的平均速度大小为__________m/s；恒力F的大小为__________N。
18．一个弹簧秤，弹簧质量不计，劲度系数为k=800N/m，秤盘质量m1=1.5kg。盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P，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，则F的最大值是_______N，最小值是_______N。（g=10m/s2）（不要求写计算过程。）
19．某同学用如图所示的装置测定当地的重力加速度，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器。用天平测出A、B两物块的质量mA=300g、mB=100g，mA从高处由静止开始下落，mB拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可测定重力加速度。图中给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点没有画出，计数点间的距离如图所示。已知打点计时器计时周期为T=0.02s，则：
(1)根据纸带求出物体经过5号计数点时的瞬时速度v=________m/s，物体运动的加速度a=________m/s2；（结果保留二位有效数字）
(2)用h表示物块A下落的高度，v表示物块A下落h时的速度，若某同学作出图象如图所示，利用此图象可求出当地的重力加速度g=________m/s2。
三、综合题（共4题）
20．“跳楼机”是游乐园和主题乐园常见的大型机动游戏设备，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。游戏初始时，游客环坐设备塔身四周的轿厢中，几秒钟内便可被抬升至67.5m的高处，然后自由下落，落至一定高度时再通过恒定制动力，让轿厢落回初始位置。若轿厢和游客的总质量为400kg，自由下落的运动时间为3s，不计空气阻力，g取10m/s2。求：
(1)轿厢向下运动过程中的最大速度；
(2)轿厢受到的恒定制动力。
21．如图所示，质量为2m的、足够长的木板静止在光滑水平面上，质量m的小滑块（可视为质点）静止在木板左端，已知滑块与木板间的动摩擦因数，下面分两种情景讨论：
（1）若突然给滑块水平向右的初速度v0，求木板加速的加速度大小和最终速度大小；
（2）若对木板施加水平向左的恒定拉力，要使滑块、木板能相对静止一起加速运动，求拉力的最大值。
22．质量为50kg的物体放置在电梯内，电梯由静止开始向上运动，加速度为2m/s2，g=10m/s2．求：
（1）物体受到的支持力大小
（2）2s末物体的速度大小．
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．D
3．B
4．C
5．B
6．A
7．C
8．B
9．A
10．A
11．B
12．D
13．C
14．B
15．C
16．2 由a指向b
17．3 9
18．168 72
19．2.4 4.8 9.7
20．(1) (2)12000N
21．（1），；（2）
22．（1）600N
（2）4m/s
23．3m/s2