4.6 牛顿定律的应用（一） —人教版高中物理必修一同步练习

牛顿定律的应用（一）同步练习
一、单选题
质量为的木块放在倾角为的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．如图所示，若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过时间物体沿斜面上升的距离，则推力F为取?
???
A.
B.
C.
D.
两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比，速度之比当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为，乙车滑行的最大距离为设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则
A.
B.
C.
D.
如图所示，小车M在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断
若地面光滑，则小车可能受三个力作用
若地面粗糙，则小车可能受三个力作用
若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用
若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用．
A.
B.
C.
D.
如图所示，一个小球用轻绳挂在匀速行驶的小车天花板上。某时刻之后突然发现轻绳与竖直方向夹角为。则?
?
A.
小车加速度的方向水平向右
B.
小车加速度的大小是
C.
小车此时正向左做匀加速直线运动
D.
小车此时正向右做减速运动
如图，长为L、倾角的传送带始终以的速率顺时针方向运行，小物块以的速度从传送带底端A沿传送带上滑，恰能到达传送带顶端B，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，取，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则下列图象中能正确反映物块在传送带上运动的速度v随时间t变化规律的是
A.
B.
C.
D.
如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为，OP与水平方向的夹角为。下列关系正确的是?
?
?
A.
B.
C.
D.
如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力
A.
方向向左，大小不变
B.
方向向左，逐渐减小
C.
方向向右，大小不变
D.
方向向右，逐渐减小
在竖直向上的拉力F作用下，将货物由地面吊起，其运动的图像如图所示。若重力加速度g取，则前内与最后内拉力的大小之比为
A.
B.
C.
D.
物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，当撤去某个力而其他两个力保持不变时，下列说法正确的是
A.
物体可能继续做匀速直线运动
B.
物体可能保持静止
C.
物体可能做匀变速曲线运动
D.
物体可能做变加速直线运动
如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则物块
A.
可能匀速下滑
B.
仍以加速度a匀加速下滑
C.
将以大于a的加速度匀加速下滑
D.
将以小于a加速度匀加速下滑
如图所示为一光滑竖直圆槽，AP、BP、CP为通过最低点与水平面分别成、、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，，，则
A.
B.
C.
D.
如图甲所示，一个质量为m的物体静止在木箱内粗糙斜面上，木箱竖直向上运动的速度v与时间t的变化规律如图乙所示，物体始终相对斜面静止。斜面对物体的支持力和摩擦力分别为N和f，则下列说法正确的是
A.
在时间内，N增大，f减小
B.
在时间内，N减小，f增大
C.
在时间内，N增大，f增大
D.
在时间内，N减小，f减小
二、多选题
如图所示，质量为m的小球固定在细杆ab的一端，杆与竖直方向的夹角为，小车水平向右加速运动，则
A.
杆给小球的力一定沿杆方向
B.
当小车加速度大小为时，杆给小球的力大小为
C.
当小车加速度大小为a时，杆给小球的力大小为ma
D.
当小车加速度大小为a时，杆给小球的力大小为
如图1所示，足够长的质量为的木板静止在光滑水平面上，一质量为可视为质点的物体从木板的左端以的水平速度向右滑上木板，从此时开始计时的内，木板的图象如图2所示。已知木板足够长，物体不能离开木板，重力加速度，下列说法正确的是
A.
时，物体的速度大小为
B.
时，物体到木板左端的距离为
C.
物体与木板之间的动摩擦因数为
D.
木板能达到的最大速度为
如图所示，一些商场安装了智能化的自动电梯，当有乘客乘用时，自动电梯经过先加速后匀速两个阶段运行，则电梯在运送乘客的过程中?
?
?
A.
乘客始终受摩擦力作用
B.
乘客加速时受摩擦力，匀速时不受摩擦力
C.
电梯对乘客的作用力始终竖直向上
D.
电梯对乘客的作用力先指向前上方，再竖直向上
一个重为600N的人站在电梯中，当人对电梯地板的压力为700N时，电梯的运动情况可能是
A.
减速上升
B.
加速上升
C.
减速下降
D.
加速下降
三、计算题
如图所示，一个集装箱放置在大型货车的车厢正中间，货车车厢长度，货车车厢与集装箱之间的动摩擦因数，已知集装箱的质量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，忽略集装箱的长度尺寸，求：
货车以的加速度启动时集装箱所受的摩擦力大小为多少？
若货车在水平路面上正常行驶的最大速度为，在行驶过程中，要使集装箱既不撞上驾驶室也不会从车厢后端掉落，则货车刹车、启动过程中加速度的取值范围？
滑草是一项娱乐运动，和滑雪一样能给体验者带来动感和刺激，更能体验人与自然的和谐。某人及乘坐的滑草车总质量，运动过程简化为如图所示，滑草车从A点静止滑下，到达B点后再滑过一段水平草坪后静止。已知斜坡草坪AB与水平面的夹角，长32m。从A点滑到B点用时4s，过B点时速度大小不变。，，重力加速度大小为。求
滑草车与草坪间的动摩擦因数；
滑草车过B点后，受到与速度方向相反的水平风力的作用，风力大小为，求人与滑草车在水平草坪滑行的位移结果保留1位小数。
如图所示，一质量的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量的小滑块，以的速度从长木板的左端滑上长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数，，问：
经过多少时间小滑块与长木板速度相等？
从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？滑块始终没有滑离长木板
整个过程中产生的热量为多少？
飞机着陆时速度很大，可以用阻力伞使它减速，如图所示，假设一架质量为m的飞机在一条水平直跑道上着陆，着陆时速度为，着陆同时立即打开阻力伞，减速过程所经时间为t。假定飞机着陆过程中所受阻力不变，问：
这条跑道至少要多长？
着陆过程所受阻力是多大？
答案
1.D
木块恰好匀速下滑时受力平衡，有：
匀加速上升的加速度：?
对木块受力分析如图?
?
根据牛顿第二定律有?
代入数据得：，故D正确，ABC错误。
故选D。
2.D
解：由牛顿第二定律可知；由公式可得：，看见位移的大小与汽车的质量无关；
速度之比为：：1，两车与路面的动摩擦因数相同，所以：：1；故ABC错误，D正确。
故选D。
3.C
若地面光滑，可能拉力F在竖直方向的分力与重力大小相等，则物体只受到重力和拉力的作用，物体向右做加速运动；也可能拉力F在竖直方向的分力加上地面对小车的支持力与重力大小相等，则也可能受三个力；故正确，同理可能受两个力，不可能三个力，也可能四个力，故错误；
若小车做匀速运动，由受力分析及平衡条件可知，小车一定受重力、支持力、摩擦力、拉力作用，故正确
故选：C
4.A
以小球为研究对象，分析受力如图：
；
根据牛顿第二定律得：；
解得：，方向水平向右；
而速度可能向右，也可能向左，所以小车可能向右匀加速运动，也可能向左匀减速运动，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.B
开始阶段，物块的速度比传送带的大，相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律得
??，解得，方向沿传送带向下
当物块与传送带共速时，因时，所以物块与传送带不能保持相对静止，根据牛顿第二定律得
??，解得，方向沿传送带向下，所以物块继续做加速度较小的匀减速运动，直到速度为零，故ACD错误，B正确。
故选B。
6.A
对小滑块受力分析，受水平推力F、重力mg、支持力、根据三力平衡条件，将受到的水平推力F和重力mg合成，如图所示：
由几何关系可得：
，，所以A正确，BCD错误。
故选A。
7.A
A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A、B整体根据牛顿第二定律有，然后隔离B，根据牛顿第二定律有，大小不变，物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左，故A正确，BCD错误。
故选A。
8.B
物体是从静止开始运动的，根据运动学公式得
图象斜率的意义表示物体的加速度，前内货物的加速度向上，加速度大小是，根据牛顿第二定律得：
，
最后内货物加速度方向向下，加速度大小是，根据牛顿第二定律得：
解得：前内与最后内货物受到的拉力大小之比为22：17，故ACD错误，B正确。??
故选：B。
9.C
物体原来处于平衡状态，合力为零，撤去某个恒力时，物体所受的合力恒定不变，根据牛顿第二定律得知物体的加速度不变，物体做匀变速直线运动或匀变速曲线运动，故ABD错误，C正确。
故选C。
10C
根据题意，放在斜面上的物块沿斜面以加速度a匀加速下滑，在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有mgsincosma，在物块上施加竖直向下的力F后，在沿斜面方向对物块由牛顿第二定律有mgFmgFma，由易知aa，C项正确、A、B、D三项错误．
故选C。
11.C
设任一斜面的倾角为，圆槽直径为d。根据牛顿第二定律得到：，斜面的长度为；
则有：得：；
可见，物体下滑时间与斜面的倾角无关。则有；故ABD错误，C正确。
故选C。
12.D
在时间内，根据速度时间图线知，物体做加速运动，加速度逐渐减小，对物块研究，在竖直方向上有：，，知加速度减小，则支持力N和摩擦力减小。在时间内，根据速度时间图线知，物体做减速运动，加速度逐渐增大，对物块研究，在竖直方向上有：，，加速度逐渐增大，知支持力N和摩擦力逐渐减小，故D正确，ABC错误。
故选D。
13.BD
A.杆给小球的力不一定沿杆方向，对求受力分析如图，
根据牛顿第二定律，有
水平方向：
竖直方向：
联立得，轻杆对小球的作用力方向随加速度变化而变化，故A错误；
B.当小车加速度大小为时，，由得，故B正确；
当小车加速度大小为a时，根据平行四边形定则，知杆给小球的力大小为
故C错误；D正确；
故选BD。
14.CD
A.设时物体的速度大小为，木板的速度大小为，由动量守恒定律得：解得：，选项A错误；
B.物体的位移为：，木板的位移为：，故物体到木板左端的距离为，故B错误；
C.设物体与木板之间的动摩擦因数为，，，，选项C正确；
D.木板能达到的最大速度为，由动量守恒定律得：，，选项D正确。
故选CD。
15.BD
匀速运动阶段，扶梯对乘客只有竖直向上的支持力，没有摩擦力。加速运动阶段，加速度沿速度方向向上，受到水平向左的静摩擦力，故A错误，B正确；
加速运动阶段，扶梯对乘客有水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，扶梯对乘客的作用力指向左上方；匀速运动阶段，扶梯对乘客的作用力竖直向上。即电梯对乘客的作用力先指向左上方，再竖直向上，故C错误，D正确。
故选BD。
16.BC
人对电梯地板的压力为700N时，由牛顿第三定律可知，地板对人的支持力为700N，由，人的加速度方向向上，如果人向上运动，则做加速运动，如果人向下运动则做减速运动，故电梯可能加速上升或减速下降，故AD错误，BC正确。
17.解：加速度：，
集装箱与货车车厢相对静止，集装箱受到的摩擦力静摩擦力，
由牛顿第二定律得：
当货车刹车的最大加速度为时，集装箱刚好停在货车车厢的最前端，两者均做末速度为零的匀减速运动。
设货车运动距离为，集装箱运动距离为，有
解得
当货车加速的最大加速度为时，集装箱刚好停在货车车厢的最后端，两者均做匀加速运动，直到速度到达最大速度。
设货车做匀加速运动的时间为，位移为，匀速运动时间为，位移为，集装箱运动时间为，位移为
故
解得
所以得出，不管是货车加速启动还是刹车减速，最大加速度均为
18.解：设人与滑草车在斜坡AB运动的加速度为a，
??????
由牛顿第二定律得
??????????
联立解得????????????
到达B点速度大小?
?
?
?
在水平草坪运动时的加速度为，由牛顿第二定律得
???????????
在水平草坪运动的位移为?????????
联立解得：?。
19.解：根据牛顿第二定律得，小滑块的加速度．
木板的加速度
小滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动．根据运动学公式有：
解得。
由得，。
由能量守恒可知，整个过程中产生的热量系于系统损失的动能
20.解：设跑道长x，根据匀变速直线运动的平均速度公式知：
设减速运动的加速度为a，则，根据牛顿第二定律：
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