高中物理人教版 阶段检测题必修1　牛顿运动定律检测 Word版含解析

1．探究超重和失重规律时，一位体重为G的同学站在一个压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是(　　)

解析：选D.人在压力传感器上下蹲时，先加速下降，然后减速下降，即加速度方向先向下后向上，人先失重后超重，故选项D正确．
2．(多选)(2019·上海十二校联考)如图所示，质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上，用轻质弹簧将两物块连接在一起．当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力F′作用在m1上时，两物块均以加速度a′＝2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x′.则下列关系正确的是(　　)
A．F′＝2F　　　　　　　 B．x′＝2x
C．F′>2F D．x′<2x
解析：选AB.取m1和m2为一整体，应用牛顿第二定律可得F＝(m1＋m2)a.弹簧的弹力FT＝＝kx.当两物块的加速度增为原来的2倍，拉力F增为原来的2倍，FT增为原来的2倍，弹簧的伸长量也增为原来的2倍，故A、B正确．
3．(2019·辽宁葫芦岛一中模拟)如图所示，物体P置于光滑的水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G＝10 N的重物，物体P向右运动的加速度为a1；若细线下端不挂重物，而用F＝10 N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为a2，则(　　)

A．a1＜a2 B．a1＝a2
C．a1＞a2 D．条件不足，无法判断
解析：选A.挂重物时，选连接体为研究对象，由牛顿第二定律得，共同运动的加速度大小为：a1＝＝；当改为10 N拉力后，由牛顿第二定律得，P的加速度为：a2＝，故a1＜a2，故选A.
4.如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(　　)
解析：选A.当水平力F较小时，两物体相对静止，加速度相同，由F＝ma知：
两者的加速度a＝＝，a∝t
当水平力F较大时，m2相对于m1运动，根据牛顿第二定律得：
对m1：a1＝，由于μ、m1、m2是定值，故m1的加速度a1不变．对m2：a2＝＝，a2是时间t的线性函数．选项A正确．
5．(2019·湖北沙市中学模拟)如图所示，水平传送带足够长，传送带始终顺时针匀速运动，长为1 m的薄木板A的正中央放置一个小木块B，A和B之间的动摩擦因数为0.2，A和传送带之间的动摩擦因数为0.5，薄木板A的质量是木块B质量的2倍，轻轻把A、B整体放置在传送带的中央，设传送带始终绷紧并处于水平状态，g取10 m/s2，在刚放上很短的时间内，A、B的加速度大小分别为(　　)
A．6.5 m/s2、2 m/s2 B．5 m/s2、2 m/s2
C．5 m/s2、5 m/s2 D．7.5 m/s2、2 m/s2
解析：选A.设木块的质量为m，则木板的质量为2m.A、B间的动摩擦因数为μ，A与传送带间的动摩擦因数为μ′.根据牛顿第二定律得，对B：受到A的向右的滑动摩擦力μmg＝maB，得：aB＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2.对A：受到传送带的向右的滑动摩擦力，大小为μ′·3mg，B的向左的滑动摩擦力，大小为μmg，则μ′·3mg－μmg＝2maA，得aA＝6.5 m/s2，故选项A正确．
6．(2019·辽宁庄河高中模拟)如图所示，质量分别为M、m的滑块A、B叠放在固定的、倾角为θ的斜面上，A与斜面间、A与B之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，当A、B从静止开始以相同的加速度下滑时，关于B受到的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．等于零
B．方向平行于斜面向下
C．大小为μ1mgcos θ
D．大小为μ2mgcos θ
解析：选C.以滑块A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定律得加速度为a＝g(sin θ－μ1cos θ)，设A对B的摩擦力方向沿斜面向下，大小为f，则有mgsin θ＋f＝ma，解得f＝ma－mgsin θ＝－μ1mgcos θ，负号表示摩擦力方向沿斜面向上，故A、B、D错误，C正确．
7.如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离．下列说法正确的是(　　)
A．B和A刚分离时，弹簧长度等于原长
B．B和A刚分离时，它们的加速度为g
C．弹簧的劲度系数等于
D．在B与A分离之前，它们做匀加速直线运动
解析：选C.A、B分离前，A、B共同做加速运动，由于F是恒力，而弹力是变力，故A、B做变加速直线运动，当两物体要分离时，FAB＝0，对B：F－mg＝ma，
对A：kx－mg＝ma.
即F＝kx时，A、B分离，此时弹簧处于压缩状态，
由F＝mg，设用恒力F拉B前弹簧压缩量为x0，
又2mg＝kx0，h＝x0－x，
解以上各式得k＝，
综上所述，只有C项正确．
8．(多选)如图甲所示为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查．其传送装置可简化为如图乙所示的模型，紧绷的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率运行．旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离为2 m，g取10 m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1 m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则(　　)
A．乘客与行李同时到达B处
B．乘客提前0.5 s到达B处
C．行李提前0.5 s到达B处
D．若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B处
解析：选BD.行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．加速度为a＝μg＝1 m/s2，历时t1＝＝1 s达到共同速度，位移x1＝t1＝0.5 m，此后行李匀速运动t2＝＝1.5 s到达B，共用2.5 s；乘客到达B，历时t＝＝2 s，故B正确；若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin＝ s＝2 s，D项正确．
【B级　能力题练稳准】
9．(多选)(2019·深圳一调)如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为m的木块(可视为质点)，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块和木板由静止开始运动，木板相对地面运动位移x后二者分离．则下列变化可使位移x增大的是(　　)
A．仅增大木板的质量M
B．仅增大木块的质量m
C．仅增大恒力F
D．仅稍增大木块与木板之间的动摩擦因数
解析：选BD.根据牛顿第二定律得，木块的加速度为a1＝＝－μg，木板的加速度为a2＝，设木板长为L，根据L＝a1t2－a2t2，得t＝.木板相对地面运动的位移为x＝a2t2，则知若仅增大木板的质量M，木块的加速度a1不变，木板的加速度a2减小，可知时间t减小，x减小，故A错误；若仅增大木块的质量m，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，x增大，故B正确；若仅增大恒力F，则木块的加速度变大，木板的加速度不变，则t减小，x减小，故C错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，x增大，故D正确．
10．(2019·河北正定中学模拟)如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且θ<β，则滑块的运动情况是(　　)
A．沿着杆加速下滑
B．沿着杆加速上滑
C．沿着杆减速下滑
D．沿着杆减速上滑
解析：选D.把滑块和球看成一个整体受力分析，沿杆和垂直杆建立直角坐标系，若速度方向向下，则沿杆方向有(m1＋m2)gsin θ－f＝(m1＋m2)a，垂直杆方向有FN＝(m1＋m2)gcos θ，摩擦力f＝μFN，联立可解得a＝gsin θ－μgcos θ.对小球有，若θ＝β，则a＝gsin β，现有θ<β，则有a>gsin β，所以gsin θ－μgcos θ>gsin β，gsin θ－gsin β>μgcos θ，因为θ<β，所以gsin θ－gsin β<0，但μgcos θ>0，所以假设不成立，即速度的方向一定向上．由于加速度方向向下，所以滑块沿杆减速上滑，故D正确．
11．(2019·山东潍坊中学模拟)如图所示，质量M＝2 kg、长l＝1 m的木板由不同材质的AB、BC两部分组成，B是木板中点，木板放在光滑水平地面上；质量m＝1 kg的物块放在木板左端．现对物块施加水平向右的力F＝4 N，使物块向右滑动，物块滑动到B点时撤去拉力，此时木板恰好与右侧墙壁相撞．木板AB部分与物块间的动摩擦因数μ1＝0.2，g＝10 m/s2.
(1)求木板与墙壁相撞前的加速度大小；
(2)求开始时木板右端与墙壁的距离；
(3)木板与墙壁相撞后以原速率返回，物块滑动到木板最右端时二者速度均为零，求木板BC部分与物块间的动摩擦因数μ2.
解析：(1)对木板由牛顿第二运动定律：
μ1mg＝Ma板
解得：a板＝1 m/s2.
(2)设物块的加速度为a物，经时间t物块运动到B点
F－μ1mg＝ma物
x物＝a物t2
x板＝a板t2
x物－x板＝
解得：a物＝2 m/s2，t＝1 s，x板＝0.5 m.
(3)撤去F瞬间两物体速度
v物＝a物t，v板＝a板t
撤去F后
对物块：μ2mg＝ma′物
对木板： μ2mg＝Ma′板
物块与木板位移满足
＋＝
解得： μ2＝0.6.
答案：(1)1 m/s2　(2)0.5 m　(3)0.6
12．(2019·湖南长沙长郡中学模拟)如图所示，一块质量为M＝2 kg、长为L的木板B放在光滑水平桌面上，B的左端有一质量为m＝0.2 kg的物块A(可视为质点)，A上连接一根很长的轻质细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮挂上一质量为m0＝0.1 kg的重物，用手托住重物使细绳伸直但无张力，重物距离地面的高度为h＝1 m；已知A与B之间的动摩擦因数为μ＝0.2，A与滑轮间的细绳与桌面平行，B右端距离桌边定滑轮足够远；释放重物后，A相对于B滑动，重力加速度g＝10 m/s2.
(1)求重物落地前瞬间细绳上的拉力大小和A的速度大小；
(2)当A、B相对静止时，A仍在B上，求从释放重物到A、B相对静止的过程中A运动的时间．
解析：(1)设释放重物后重物的加速度为a1，细绳的张力大小为F，对重物，由牛顿第二定律可得：
m0g－F＝m0a1
对A，由牛顿第二定律：F－μmg＝ma1
联立解得：F＝0.8 N，a1＝2 m/s2
由v＝2a1h解得重物落地前瞬间A的速度大小为
v1＝2 m/s.
(2)重物落地前，A运动的时间t1＝＝1 s
B的加速度a2＝＝0.2 m/s2
重物落地时B的速度v2＝a2t1＝0.2 m/s
重物落地后，A开始做匀减速运动，加速度大小为
a3＝μg＝2 m/s2
设经过时间t2，A、B速度相等，则有
v1－a3t2＝v2＋a2t2
解得：t2＝ s.
从释放重物到A、B相对静止的过程中A运动的时间为：
t＝t1＋t2＝ s.
答案：(1)0.8 N　2 m/s　(2) s