粤教版（2019）高一物理必修第一册主观题寒假专项练习：4.5牛顿运动定律的应用

高一物理粤教版（2019）必修第一册主观题寒假专项练习：4.5牛顿运动定律的应用
1．足够长的水平传送带右侧有一段与传送带上表面相切的光滑圆弧轨道，质量为M=1kg的小木盒从离圆弧底端h＝1.25m高处由静止释放，滑上传送带后作减速运动，在传送带上运动0.5s后恰好与传送带保持共速。传送带始终以速度大小v逆时针运行，木盒与传送带之间的动摩擦因数为＝0.2，木盒与传送带保持相对静止后，先后相隔T＝5s，以v0＝12m/s的速度在传送带左端向右推出两个完全相同的光滑小球，小球的质量m=1kg。第1个球与木盒相遇后，球立即进入盒中并与盒保持相对静止，第2个球出发后历时与木盒相遇（相遇前，木盒已与传送带再次共速）。取g=10m/s2，求：
(1)传送带运动的速度大小v以及木盒与第一个小球相碰后瞬间两者共同运动速度大小v1；
(2)从木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量；
(3)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇。
2．如图所示，水平面上有一个质量为m、倾角为θ=30°的斜劈。一个光滑小球，质量也为m，用轻绳悬挂起来，轻绳与斜面的夹角为α=30°，整个系统处于静止状态。（结果均可保留根号）
(1)求小球对轻绳的拉力大小；
(2)斜面体对地面的摩擦力；
(3)若将绳剪断，求绳断后小球的加速度大小。
3．将质量为m=0.5kg的小球，以v0=30m/s的速度竖直上抛，经过t=2.5s小球到达最高点（g取10m/s2）。求∶
(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力f；
(2)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？
4．如图所示，水平传送带以速度顺时针运转，两传动轮之间的距离为L=15m，若在M轮的正上方，将一质量为的煤块轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，在煤块由M处传送到N处的过程中，求：
(1)所用的时间是多少？
(2)物块在传送带上留下的痕迹有多长？（g取）
5．在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如下图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，分别用力传感器采集拉力F和木块所受到的摩擦力Ff，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图像，如图乙所示。已知木块质量m=5kg。
①求木块与长木板间的最大静摩擦力Fmax和木块与长木板间的动摩擦因数μ；
②如图丙，木块在与水平方向成37°角斜向右下方的恒定推力F1作用下，以a=1.6m/s2的加速度从静止开始在长木板上做匀变速直线运动，如图丙所示。推力F1大小应为多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）
6．如图所示，质量为M=2kg的一只长方体形封闭空铁箱在水平拉力F=90N作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.5
，这时铁箱内一个质量为m=1kg的木块恰好能相对静止在后壁上，
木块与铁箱内壁各处的动摩擦因数均为μ2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：
(1)铁箱加速度a的大小；
(2)木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2的值；
(3)若减小拉力F，木块沿铁箱左侧壁落到铁箱底部。且不反弹，当木块到达底部时，箱的速度为v=20m/s时，此刻立即撤去拉力F，又经1s时间木块到达铁箱右侧壁，求铁箱的长度L是多少？
7．如图所示，质量M=2kg、长L=2.17m、高h=0.2m的长木板C静置在光滑水平面上。C上放置两个视为质点的小块A和B，质量mA=mB=1kg。A距C的左端x=1.81m，与C间的动摩擦因数μ=0.2。B在C的右端，与C的摩擦可忽略。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。现对C施加一个水平向右的恒力F。
(1)求当F=3N时，A所受摩擦力的大小；
(2)为使A与B能碰撞，且碰撞之前的运动耗时最短，则该最短时间是多少？F需满足什么条件？
(3)若水平向右的力F=10N，求A落到地面时与C左端的距离。已知A与B碰撞后，两者速度大小和方向将发生互换。
8．某幼儿园在空地上做了一个滑梯，如图甲所示，可简化为图乙所示模型。其主要结构由倾斜部分AB和水平部分BC组成，中间平滑连接，根据空地的大小，滑梯的倾斜部分水平跨度为2.4m，高1.8m。滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数约为0.4，一质量为15kg的小孩（可看成质点）从滑梯顶部A由静止开始无助力滑下，g取10m/s2.
(1)求小孩在滑梯AB上受到的摩擦力大小；
(2)求小孩滑到B点时的速度大小；
(3)为了使小孩不滑出滑梯，水平部分BC长度至少为多少？
9．质量为的物体静止在光滑水平面上，现施加如图所示周期性变化的水平外力。从施加外力开始计时，取向右为正方向。求：
（1）物体前的位移大小；
（2）物体向右运动需要多长时间。
10．如图所示，小车长L=0.54m，质量m=5kg，静止在光滑水平桌面上；金属球（视为质点）静止在距小车上表面高度为h=1.8m处，金属球在桌面上的投影到小车右端的距离为x0=0.36m。某时刻让金属球从静止开始下落，同时小车在水平恒力F作用下向右做匀加速直线运动。要使金属球落到小车上，外力F的取值应该在什么范围内？（不计空气阻力，g=10m/s2）
11．如图所示，AB段为一与水平面成37°角的光滑斜面，BCDE段为一传送带，BC段水平，角CDE也为37°，传送与物体同动摩擦因数为μ=0.5，转动轮大小不计。有一质量m=1kg的小物块，用一与斜面平行的F=7N的恒力拉动物体从斜面底端由静止开始向上运动，斜面长为L=8m，在以后的运动过程中，设物块始终未离开斜面或传送，传送带以v=10m/s的速度逆时针（BEDC方向）匀速转动，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
(1)求物快运动到B点时的速度大小？
(2)物体运动到B点时，撤去拉力F，物体经过B点后速度方向变为水平，大小不变，BC段距离为x=1.2m，求物体运动到C点处的速度大小？
(3)当物体经过C点时，速度方向变为沿传送带向下，大小不变，CD段长度为s=8m。分析物体能否下滑到D点，若不能，请说明理由；若能，求物块从C运动到D所用时间。
12．如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，在水平向右、大小为F的推力作用下，以速度v向右做匀速直线运动，重力加速度为g。求：
(1)物块对地面的压力的大小；
(2)物体与地面间的动摩擦因数μ；
(3)如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后物体在地面上滑行的最大距离s。
13．10个相同的扁木块一个挨一个的放在水平地面上。每个木块的质量，其长度为。木块原来都静止，它们与地面间的动摩擦因数都是。在左边第一块木块的左端点放一块的小铅块，它与木块间的动摩擦因数都为。现突然给铅块一个向右的初速度，使其在木块上滑行，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，设铅块可以视为质点，木块间的连接处对铅块运动的影响忽略不计）试问：
(1)当铅块刚刚滑至哪一块木块上时，下面的木块开始滑动？
(2)当铅块和下方的几个木块开始同时运动的瞬间，此时铅块的瞬时速度大小为多少？
(3)当铅块和下方的几个木块开始同时运动时，利用特殊开关装置，将运动的几个木块连接成一个整体，铁块最终在新构成的木板上滑行的距离为多少？新构成的木块在地面上滑行的总距离为多少？
14．如图所示，m＝1.0kg的小滑块以v0＝10m/s的初速度从倾角为37°的足够长固定斜面AB的底端A滑上斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，求：
（1）小滑块上滑的加速度的大小和方向；
（2）判断小滑块是否能返回A点，若能，请计算小滑块从A点开始到返回A点所用时间，若不能，请说明理由。
15．质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻开始，用一水平向右的大小为4N的力F1拉物体，则：
（1）物体产生的加速度是多大？2s后物体的速度是多少？
（2）若在2s末给物体加上一个大小也是4N水平向左的拉力F2，则物体的加速度是多少？4s末物体的速度是多少？
16．水平传送带足够长，始终以的恒定速率顺时针运行，水平面与传送带等高相接，小墨块从A点向左运动经B点滑上传送带，小墨块的平均速度与时间的关系如图所示，从A点开始计时，A、B两点的距离，小墨块与水平传送带的动摩擦因数，重力加速度，不考虑小墨块由水平面滑上传送带的能量损失。求：
(1)小墨块向左运动时到达B点的速度；
(2)小墨块在传送带上留下的痕迹。
17．如图所示，重物A和B的质量分别为、，斜面体质量为，滑轮和绳质量及其之间的摩擦不计，整个装置均静止。物块A与斜面间的动摩擦因数为，试求：（g取）
(1)求绳中张力F的大小；
(2)A受斜面的摩擦力；
(3)地面对斜面体的支持力、摩擦力的大小；
(4)剪断A与滑轮间的细绳，A开始沿斜面下滑，此时斜面不动，求下滑过程中，地面对斜面体的摩擦力。
18．如图甲所示，质量M=3kg的木块A套在固定的水平杆上，并用轻绳与质量为m=1kg小球B相连，在水平向右的外力F0=8N作用下，A、B一起向右做匀速直线运动，运动过程中木块与小球的相对位置保持不变，g=10m/s2。求：
(1)木块与水平杆间的动摩擦因数μ及轻绳与水平方向夹角的正切值tanθ；
(2)如图乙，若B受到的外力由水平变为斜向右上方与水平方向夹角a=37°，且A、B恰好一起向右做匀速直线运动，求此外力F为多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
19．两个完全相同的物块a、b质量为m=2kg，在水平面上以相同的速度从同一位开始运动，图中的两条直线表示物体受到水平拉力F作用和不受拉力作用的v-t图象，求：
(1)物体a受到的摩擦力大小；
(2)物块b所受拉力F的大小；
(3)8s末a、b间的距离。
20．如图甲所示，在光滑水平面上放置一斜面体，水平部分与倾斜部分均粗糙，与水平面的夹角。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受到压力时，其示数为正值；当传感器受到拉力时，其示数为负值。一质量的滑块（视为质点）从的顶端C处由静止下滑，最终恰好停在上的左端A处，该过程中斜面体保持静止，力传感器测得的力F和时间t的关系如图乙所示。取重力加速度大小，，，不考虑滑块经过与交接处时的机械能损失。求：
(1)滑块与间的动摩擦因数；
(2)的长度。
参考答案
1．(1)4m/s，
4m/s；(2)64J；(3)0.75s
2．(1)
；(2)
；(3)
3．(1)
1N；(2)8m/s2
4．(1)
4s；(2)
9m
5．①，；②
6．(1)
25m/s2；(2)
0.4；(3)0.75m
7．(1)1N；(2)0.6s，6N≤F≤26N；(3)
8．(1)；(2)
；(3)
9．（1）；（2）
10．
11．(1)4m/s；(2)2m/s；(3)2s
12．(1)
；(2)
；(3)
13．(1)倒数第3块木板时，或滑离第7块时；(2)2m/s；(3)0.94m，0.069m
14．（1）10m/s2，方向沿斜面向下（2）能，3.24s
15．（1）4m/s2，8m/s，方向向右；（2）0；8m/s，方向向右
16．(1)；(2)3.375m
17．(1)20N；(2)2N，方向平行斜面向下；(3)80
N，；(4)14.48N，方向水平向左
18．(1)0.2，；(2)8.70N
19．(1)3N；(2)4.5N；(3)60m
20．(1)；(2)