牛頓運動定律的應(yīng)用（答案含解析）-【新教材】人教版高中物理必修跟蹤訓(xùn)練

牛頓定律的應(yīng)用跟蹤訓(xùn)練一、單選題1．AB是固定在空中的光滑水平橫桿，一質(zhì)量為M的物塊穿在桿AB上，物塊通過細(xì)線懸吊著一質(zhì)量為m的小球．現(xiàn)用沿桿的恒力F拉物塊使物塊、小球一起（保持相對靜止）向右運動，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，則以下說法正確的是（）A．桿對物塊的支持力為MgB．細(xì)線上的拉力為C．D．物塊和小球的加速度為2．如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊與豎直輕彈簧相連，在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將m豎直向下壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，當(dāng)m到達(dá)最高點時，M恰好對地面無壓力．已知彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則A．當(dāng)m到達(dá)最高點時，m的加速度為B．當(dāng)m到達(dá)最高點時，M的加速度為gC．當(dāng)m速度最大時，彈簧的形變最為D．當(dāng)m速度最大時，M對地面的壓力為Mg3．如圖所示，a、b、c為三個質(zhì)量均為m的物塊，物塊a、b通過水平輕繩相連后放在水平面上，物塊c放在b上，現(xiàn)用水平拉力F作用于a，使三個物塊一起水平向右做勻速直線運動，各接觸面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．水平輕繩的彈力大小為FB．物塊c受到的摩擦力大小為μmgC．剪斷輕繩后，在物塊b向右運動的過程中，物塊c受到的摩擦力大小為μmgD．當(dāng)該水平拉力增大為原來的倍時，物塊c受到的摩擦力大小為μmg4．如圖所示，斜面體A靜止放置在水平地面上，質(zhì)量為m的物體B在外力F（方向水平向右）的作用下沿斜面向下做勻速運動，此時斜面體仍保持靜止。若撤去力F，下列說法正確的是（）A．A所受地面的摩擦力方向向左B．A所受地面的摩擦力可能為零C．A所受地面的摩擦力方向可能向右D．物體B仍將沿斜面向下做勻速運動5．如圖所示，質(zhì)量為m1的木塊和質(zhì)量為m2的長木板疊放在水平地面上．現(xiàn)對木塊施加一水平向右的拉力F，木塊在長木板上滑行，長木板始終靜止．已知木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。則（）A．μ1一定小于μ2B．μ1一定不小于μ2C．改變F的大小，F(xiàn)>μ2(m1＋m2)g時，長木板將開始運動D．若F作用于長木板，F(xiàn)>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g時，長木板與木塊將開始相對滑動6．在豎直向上的拉力F作用下，將貨物由地面吊起，其運動的v2—x圖像如圖所示。若重力加速度g取10m/s2，則前3m內(nèi)與最后2m內(nèi)拉力的大小之比為（）A．12:7 B．22:17 C．22:23 D．18:237．物體A、B均靜止在同一水平面上，質(zhì)量分別為mA和mB，與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為μA和μB，用水平力F分別拉物體A、B，它們的加速度a與拉力F關(guān)系的圖象如圖所示，由圖象可知A．μA>μB B．μA<μB C．mA>mB D．mA=mB8．如圖所示，A、B兩物體靠在一起靜止放在粗糙水平面上，質(zhì)量分別為mA=1kg，mB=4kg，A、B與水平面間的滑動摩擦因數(shù)均為，g取10m/s2，若用水平力FA=8N推A物體。則下列有關(guān)說法正確的是（）A．A對B的水平推力為8NB．B物體受3個力作用C．B物體受到水平面向左的摩擦力，大小為24ND．若FA變?yōu)?0N，則A對B的推力為32N9．如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個物體，A、B間的最大靜摩擦力為，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度運動，則拉力F的最大值為（

）A．B．C． D．10．如圖所示，木塊A質(zhì)量為1kg，木塊B的質(zhì)量為3kg，疊放在水平地面上，AB間最大靜摩擦力為1N，B與地面間摩擦系數(shù)μ=，重力加速度g=10m/s2，現(xiàn)用水平力F作用于B，則保持AB相對靜止的條件是F不超過（）A．6N B．7N C．8N D．9N二、多選題11．傾角為的斜面體靜止放在粗糙水平地面上，其斜面也是粗糙的。已知質(zhì)量為的物塊恰可沿其斜面勻速下滑。今對下滑的物塊施加一個向左的水平拉力，物塊仍沿斜面向下運動，斜面體始終保持靜止。則此時（）A．物塊下滑的加速度等于B．物塊下滑的加速度大于C．水平面對斜面體M的靜摩擦力方向水平向右D．水平面對斜面體M的靜摩擦力大小為零12．如圖甲所示，一質(zhì)量為m0的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出其加速度a隨拉力F變化的關(guān)系如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2，則（）A．滑塊的質(zhì)量m＝6kgB．本板的質(zhì)量m0＝2kgC．滑塊與木板問的動摩擦因數(shù)為D．當(dāng)F＝8N時滑塊的加速度為2m/s213．如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體物體與彈簧不連接，初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運動，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示取，則下列結(jié)論正確的是（）A．物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)B．彈簧的勁度系數(shù)為C．物體的質(zhì)量為3kgD．物體的加速度大小為14．公安機關(guān)使用無人機對城區(qū)主要街行巡控、管理和宣傳。一架無人機質(zhì)量為2kg，從地面由靜止開始豎直向上運動，一段時間后關(guān)閉動力，其v－t圖象如圖所示，運動過程中空氣阻力大小恒定，g取10m/s2，下列判斷正確的是（）A．無人機上升的最大高度為24m B．3~4s內(nèi)無人機在下降C．無人機的升力大小為16N D．無人機所受阻力大小為4N三、解答題15．如圖所示，質(zhì)量的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距?，F(xiàn)用大小為25N，沿水平方向的外力拉此物體，2s后拉至B處（?。?。(1)求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)若外力作用一段時間后撤去，使物體從A處由靜止開始運動并恰能到達(dá)B處，求該力作用的最短時間t。16．如圖所示，斜面AC長L=1m，傾角=37°，CD段為與斜面平滑連接的水平地面。一個質(zhì)量m=2kg的小物塊從斜面頂端A點由靜止開始滑下。小物塊與斜面、地面間的動摩擦因數(shù)均為。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=，cos37°=。求：(1)小物塊在斜面上運動時的加速度大小a；(2)小物塊在水平地面上滑行的時間t。17．駕考需要考查坡道定點停車，過程如圖所示，汽車從水平路段的A點啟動，勻加速行駛2s到達(dá)斜坡底端B點時速度為2m/s．接著汽車仍以2m/s的速度勻速上坡，然后在恰當(dāng)位置剎車，剛好停在C點．已知汽車在斜坡上剎車的摩擦阻力恒為車重的倍，斜坡傾角的正裝值，取重力加速度為．求（1）A、B兩點間距離；（2）汽車開始剎車的位置到C點的距離．18．質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面作直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v-t圖像如圖所示。g取10m/s2。求：（1）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；（2）水平推力F的大小；（3）0-10s內(nèi)物體運動位移的大小。19．如圖所示，物體m放在水平地面上，在與水平方向成θ角的拉力F作用下由靜止開始向前運動，經(jīng)過時間t=1s物體的位移為s=3m．（g取10m/s2，sin37°＝0．6，cos37°＝0．8）（1）求物體加速階段的加速度大小a；（2）若已知m=1kg，θ＝37°，F(xiàn)＝10N，求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；（3）接上問，如果1s末撤去拉力，求物體還能滑行的距離．20．如圖所示，水平地面上有一質(zhì)量m=2kg的物塊，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=，在與水平方向成θ=37°角斜向下的推力F=10N作用下由靜止開始向右做勻加速直線運動。已知sin37°=，cos37°=，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）物塊運動過程中所受滑動摩擦力的大??；（2）物塊運動過程中加速度的大小；（3）物塊運動5s所通過的位移大小21．一跳傘運動員及其裝備總質(zhì)量為m，t=0時刻，運動員從離地h=500m停在空中的直升機上由靜止開始下落，t=4s時刻開啟降落傘，t=14s時刻再次調(diào)整降落傘，下落過程中運動員及其裝備所受阻力f的大小隨時間t變化的情況可簡化為下圖所示的圖象，取重力加速度g=10m/s2。求運動員下落的總時間。參考答案1．C【解析】【分析】【詳解】對小球和物塊組成的整體，分析受力如圖1所示，根據(jù)牛頓第二定律得：水平方向：，豎直方向：．故A錯誤；以小球為研究對象，分析受力情況如圖2所示，由牛頓第二定律得：；,故B錯誤；對整體在水平方向：，故選項C正確，選項D錯誤．【點睛】以小球和物塊整體為研究對象，分析受力，根據(jù)牛頓第二定律研究橫桿對M的摩擦力、彈力與加速度的關(guān)系．對小球研究，根據(jù)牛頓第二定律，采用合成法研究細(xì)線與豎直方向的夾角、細(xì)線的拉力與加速度的關(guān)系．2．A【解析】【分析】【詳解】當(dāng)彈簧處于伸長至最長狀態(tài)時，M剛好對地面沒有壓力，可知彈簧對M的拉力為Mg，所以彈簧對m的作用力也是Mg，所以m的加速度為：．故A正確；當(dāng)彈簧處于伸長至最長狀態(tài)時，M剛好對地面沒有壓力，可知彈簧對M的拉力為Mg，M受到的合力為零，加速度為零，故B錯誤；由題可知開始時彈簧對m的彈力大于m的重力，m向上做加速運動，當(dāng)彈簧的彈力小于m的重力時，m做減速運動，所以彈簧中彈力等于Mg時此時M有最大速度，由胡克定律得：mg=kx，得：．故C正確；對M受力分析FN+kx-Mg=0，解得FN=Mg-mg．故D錯誤．故選AC.3．D【解析】【分析】【詳解】A．三物塊一起做勻速直線運動，由平衡條件

對a、b、c系統(tǒng)F=3μmg對b、c系統(tǒng)T=2μmg則T＜F故A錯誤；

B．因為c做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，c不受摩擦力，故B錯誤；

C．剪斷輕繩后，b、c一起做勻減速直線運動，由牛頓第二定律

對b、c系統(tǒng)2μmg=2ma′對cf′=ma′解得f′=μmg故C錯誤；

D．當(dāng)水平拉力增大為原來的倍，即由牛頓第二定律，對a、b、c系統(tǒng)F′-3μmg=3ma對Cf=ma解得f=μmg故D正確。

故選D。4．A【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意可知B物塊在外力的作用下沿斜面向下做勻速直線運動，撤去外力后，B物塊沿斜面向下做加速運動，加速度沿斜面向下，所以A、B組成的系統(tǒng)在水平方向上有向左的分加速度，根據(jù)系統(tǒng)牛頓第二定律可知，地面對A的摩擦力水平向左，才能提供系統(tǒng)在水平方向上的分加速度，A正確，BCD錯誤。故選A。5．D【解析】【分析】【詳解】AB．對m1，根據(jù)牛頓運動定律有：F-μ1m1g=m1a對m2，由于保持靜止有：μ1m1g-Ff=0，F(xiàn)f＜μ2（m1+m2）g所以動摩擦因數(shù)的大小從中無法比較。故AB錯誤；C．改變F的大小，只要木塊在木板上滑動，則木塊對木板的滑動摩擦力不變，則長木板仍然保持靜止。故C錯誤；D．若將F作用于長木板，當(dāng)木塊與木板恰好開始相對滑動時，對木塊，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g對整體分析F-μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a解得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g所以當(dāng)F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g時，長木板與木塊將開始相對滑動。故D正確。故選D。6．B【解析】【分析】【詳解】物體是從靜止開始運動的，根據(jù)運動學(xué)公式得v2—x圖像斜率的意義表示物體的加速度，前3m內(nèi)貨物的加速度向上，加速度大小是1m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得最后2m內(nèi)貨物加速度方向向下，加速度大小是s2，根據(jù)牛頓第二定律得解得前3m內(nèi)與最后2m內(nèi)拉力的大小之比為22:17，故ACD錯誤，B正確。故選B。7．A【解析】【分析】【詳解】CD．根據(jù)牛頓第二定律F-μmg=ma則圖像的斜率等于質(zhì)量的倒數(shù)，則由圖像可知，mA<mB，選項CD錯誤；AB．a(chǎn)=0時，F(xiàn)=μmg，則μA>μB，選項A正確，B錯誤；故選A。8．D【解析】【分析】【詳解】A與地面的最大靜摩擦力為B與地面的最大靜摩擦力為。A．因為：所以沒有推動AB物體，對A分析，可知A已達(dá)到最大靜摩擦力，為6N，根據(jù)平衡條件有解得：根據(jù)牛頓第三定律可知，A對B的作用力和B對A的作用力等大反向，所以A對B的水平推力，A錯誤；BC．結(jié)合A項的分析，對B受力分析可知，B受重力、地面的支持力、水平向左的摩擦力和A對B水平向右的推力，四個力作用，在水平方向上BC錯誤；D．若所以能推動AB物體，對AB整體分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得m/s2對B分析，根據(jù)牛頓第二定律有：解得：ND正確。故選D。9．C【解析】解：當(dāng)AB間的靜摩擦力達(dá)到最大時拉力F達(dá)到最大，根據(jù)牛頓第二定律得對A物體：μ?mg=ma得a=μg對整體：F=（2m+m）a得：F=3ma=3μmg故選C．【點評】當(dāng)兩個物體剛要發(fā)生相對滑動時，它們之間的靜摩擦力達(dá)到最大值．靈活的選取研究對象根據(jù)牛頓第二定律列方程是關(guān)鍵．10．C【解析】【分析】【詳解】不發(fā)生相對滑動，對A有最大加速度為對整體應(yīng)用牛頓第二定律有得故C正確，ABD錯誤。故選C。11．BD【解析】【分析】【詳解】AB．由題意知，物塊自己能夠沿斜面勻速下滑，得施加拉力F后解得所以A錯誤，B正確；CD．以斜面體為研究對象，受物塊的摩擦力沿斜面向下為正壓力又把摩擦力和壓力求和，方向豎直向下，所以斜面體在水平方向沒有運動的趨勢，故不受地面的摩擦力，所以D正確，C錯誤。故選BD。12．BC【解析】【分析】【詳解】AB．當(dāng)F等于6N時，加速度為對整體分析，由牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得當(dāng)F大于6N時，根據(jù)牛頓第二定律得知圖線的斜率解得，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)F等于6N時，二者剛好滑動，此時m的加速度為1m/s2，以后拉力增大，滑塊的加速度不變，所以當(dāng)F=8N時，滑塊的加速度為1m/s2；根據(jù)牛頓第二定律可得解得動摩擦因數(shù)為μ=故C正確，D錯誤。故選BC。13．BD【解析】【分析】【詳解】A．物體與彈簧分離時，彈簧與物體間相互作用力為零，彈簧為原長．故A項錯誤；BC．初始時，物體靜止，彈簧彈力等于物體重力。用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運動．當(dāng)剛開始運動時，彈簧彈力等于物體重力，那么合力恰好等于剛開始的拉力；物體位移超過4cm后拉力變?yōu)楹懔=30N，此后物體與彈簧分離，由于物體勻加速合力仍為10N，則解得，初始時彈簧壓縮量為4cm，彈簧的勁度系數(shù)故B項正確，C項錯誤；D．物體的加速度故D項正確。故選BD。14．AD【解析】【分析】【詳解】A．在圖象中，圖象與時間軸圍成的面積等于物體的位移，因此無人機上升的最大高度為故A正確；B．3~4s內(nèi)位移無人機速度減小，但方向沒變，因此無人機減速上升，故B錯誤；CD．圖象的斜率表示加速度，由圖象可知，無人機加速上升時的加速度大小a1=4m/s2則由牛頓第二定律F－mg－f=ma1減速上升時的加速度大小a2=12m/s2則由牛頓第二定律f+mg=ma2聯(lián)立解得，升力和阻力大小分別為F=32N，f=4N故C錯誤，D正確。故選AD。15．(1)；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)對物體受力分析，結(jié)合牛頓第二定律得由題意可知物體做勻加速直線運動，根據(jù)運動學(xué)公式帶入數(shù)據(jù)求得(2)由(1)問中可知在拉力作用下物體運動加速度撤去拉力后加速度，由牛頓第二定律可得則根據(jù)題意假設(shè)作用最短時間為t，撤去拉力后運動時間為，可知總位移為。則由速度關(guān)系可得聯(lián)立解得16．(1)2m/s2；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得(2)AC過程，根據(jù)速度位移公式可得