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    高中教科版第三章 牛顿运动定律5 牛顿运动定律的应用同步训练题

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    这是一份高中教科版第三章 牛顿运动定律5 牛顿运动定律的应用同步训练题,共17页。试卷主要包含了5s,选项C错误;等内容,欢迎下载使用。

    2020-2021学年新人教版必修第一册

    4.5牛顿运动定律的应用 课时作业12(含解析)

     

     

    1如图所示,水平地面上有两个完全相同的木块AB,在水平推力F作用下运动,用FAB代表AB间的相互作用力(  )

    A若地面是完全光滑的,则FAB=F

    B若地面是完全光滑的,则FAB=F

    C若地面的动摩擦因数为μ,则FAB=F

    D若地面的动摩擦因数为μ,则FAB=2F

    2如图所示,在横截面为正三角形的容器内放有一小球,容器内各面与小球恰好接触,图中abc为容器的三个侧面、将它们以初速度v0竖直向上抛出,运动过程中容器所受空气阻力与速率成正比,下列说法正确的是

    A上升过程中,小球对c有压力且逐渐变大

    B上升过程中,小球受到的合力逐渐变大

    C下落过程中,小球对a有压力且逐渐变大

    D下落过程中,小球对容器的作用力逐渐变大

    3如图所示,木块A质量为1kg,木块B的质量为4kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为1NB与地面间的动摩擦因数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s2)(  )

    A1N B4N C10N D6N

    4如图所示,AB两个物体叠放在一起,静止在光滑水平地面上, 物体质量mA=2 kgmB=3 kg,物体AB之间的动摩擦因数μ=0.2。物体间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度g10 m/s2。现对物体B施加一个水平向右的恒力F,为使物体A与物体B相对静止,则恒力的最大值是(  )

    A10N B8N C6 N D4 N

    5如图所示,两个质量为的物体置于光滑水平面上,中间用轻质弹簧秤连接,两个大小为的水平拉力分别作用在上,则达到稳定状态后,下列说法正确的是(  )

    A弹簧秤的示数是

    B弹簧秤的示数是

    C在突然撤去的瞬间,的加速度大小为6

    D在突然撤去的瞬间,的加速度大小为4

    6如图所示,甲叠放在物体乙上,甲、乙两物体质量均为2m,甲、乙之间以及与地面之间的动摩擦因数均为μ,一水平外力F向右拉乙,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )

    A要使甲、乙一起运动,则F最大值为

    B要使甲、乙一起运动,则F最大值为

    C,则甲的加速度为

    D,则甲的加速度为

    7如图所示,足够长的传送带与水平面间夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数。则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是(  )

    A B C D

     

    8AB两物体的质量关系是mAmB ,让他们从同一高度同时开始下落,运动中他们受到的阻力相等,则

    A两物体同时到达地面

    B物体A先到达地面

    C两物体下落过程中加速度大小相等

    D物体A下落的加速度大于物体B下落的加速度

    9如图所示,光滑斜面与倾斜传送带在同一个平面内,传送带以速度v0逆时针匀速转动,现有一滑块从斜面上由静止释放,若滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,规定沿斜面向下的速度方向为正方向,则滑块在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是(  )

    A B

    C D

    10如图所示,放置在水平地面上的质量为M的直角劈上有一个质量为m的物体,若物体在直角劈上匀速下滑,直角劈仍保持静止,那么下列说法正确的是( )

    A物体与斜面间的动摩擦因数

    B物体与斜面间的动摩擦因数

    C直角劈对地面的压力大于

    D地面对直角劈没有摩擦力作用

    11如图所示,水平传送带长为L=10m,运行速率v=2m/s,在其左端无初速度放上一物块,若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,则物块从左到右的运动过程中( )

    A刚放上时物块受到的是滑动摩擦力

    B物块一直做匀加速直线运动

    C物块在传送带上的运动时间为5s

    D物块在传送带上留下的划痕长度为1m

    12如图所示,物块B放在物块A上,随物块A一起沿倾角为θ=30°的斜面匀速下滑,物块A的横截面为正三角形,物块BA上刚好不滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则(  )

    A物块A与斜面间的动摩擦因数为

    B物块B与物块A间的动摩擦因数为

    C轻轻拿起BA会加速下滑

    D轻轻拿走BA仍沿斜面匀速下滑

    13三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块AB从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,下列说法正确的是(  )

    A物块AB同时到达传送带底端

    B物块A先到达传送带底端

    C物块AB在传送带上的划痕长度不相同

    D传送带对物块A无摩擦力作用

    14建设房屋时,保持底边L不变,要设计好屋顶的倾角θ,以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶,雨滴下滑时可视为小球做无初速度、无摩擦的运动。下列说法正确的是(  )

    A倾角θ越大,雨滴下滑时的加速度越大

    B倾角θ越大,雨滴对屋顶压力越大

    C倾角θ越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大

    D倾角θ越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的时间越短

    15如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,物体A处于静止状态,此时弹簧的拉力为5N时。若小车以1m/s2的加速度向右运动后,则(g=10m/s2)(  )

    A物体A相对小车静止

    B物体A受到的摩擦力减小

    C物体A受到的摩擦力向右

    D物体A受到的弹簧拉力增大

     

     

    16公路上行驶的两汽车之间需要保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,汽车的安全距离为105m

    (1)求晴天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数;

    (2)已知雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的,若雨天时安全距离为70m,则汽车在雨天安全行驶的最大速度为多大?


    参考答案

    1B

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    AB.若地面是光滑的,对整体运用牛顿第二定律得:整体的加速度

    再对B运用牛顿第二定律得

    B正确,A错误;

    CD.若地面是粗糙的,动摩擦因数设为,对整体运用牛顿第二定律得:整体的加速度

    再对B运用牛顿第二定律得

    解得

    CD错误。

    故选B

    2D

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    AB.小球和正三角形容器为共加速系统,上升过程中,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:

    系统加速度竖直向下且大于重力加速度,小球加速度向下,所以容器底面c对小球无作用力,ab侧面对小球的作用力竖直向下,以小球为研究对象,根据牛顿第二定律:

    系统速度减小,加速度减小,小球受到的合外力减小,AB错误;

    CD.下落过程中,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:

    系统加速度竖直向下且小于重力加速度,小球加速度向下,所以ab侧面对小球无作用力,底面c对小球的作用力竖直向上,根据牛顿第二定律:

    系统的速度增大,加速度减小,小球的加速度减小,底面c对小球的作用力增大,根据牛顿第三定律可知小球对容器的作用力逐渐变大,C错误;D正确。

    故选D

    3C

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    根据牛顿第二定律,对A

    Fmax=mAa

    代入数据解得

    a=1m/s2

    对整体有

    F-μmA+mBg=mA+mBa

    代入数据解得

    F=10N

    C正确,ABD错误。

    故选C

    4A

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    AB两物体恰好发生相对滑动时,一起做匀加速直线运动,整体根据牛顿第二定律得

    AB恰好发生相对滑动时,BA的摩擦力达到滑动摩擦力,即

    联立上两式,此时恒力最大值为

    故选A

    5C

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    AB.以两物体组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可知,系统的加速度

    方向水平向左,设弹簧秤的拉力是F,以m2为研究对象,由牛顿第二定律得

    AB错误;

    C.弹簧的弹力不能突变,在突然撤去F2的瞬间,m1受力情况不变,m1受的合力不变,由牛顿第二定律可知,m1的加速度不变仍为6m/s2,故C正确;

    D.弹簧的弹力不能突变,在突然撤去F2的瞬间,m2不再受F2的作用,m2受的合力等于弹簧的弹力,则

    D错误。

    故选C

    6D

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    AB.要使甲、乙一起运动,甲所受的最大静摩擦力提供甲的最大加速度,对整体受力分析,根据牛顿第二定律可知

    对甲进行受力分析有

    故要使甲、乙一起运动,则F最大值为

    选项AB错误;

    CD.若,则甲乙一起加速运动,对整体,根据牛顿第二定律可知

    解得

    C错误,D正确。

    故选D

    7D

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    开始阶段滑动摩擦力沿传送带向下,由牛顿第二定律知

    因此

    小木块加速到和传送带速度相等时,由于

    小木块不会匀速运动,然后小木块会继续加速,滑动摩擦力变为沿传送带向上,由牛顿第二定律知

    因此

    由公式知

    .

    注意摩擦力是被动力,速度相等时摩擦力会突变。所以D正确,ABC错误。

    故选D

    8BD

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    根据受力情况知,物体下落时

    又因为mAmB,所以

    ,

    故选BD

    9ACD

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    A.滑块在传送带上受到重力、传送带的支持力和摩擦力作用,合力是重力沿斜面的分力和摩擦力的合力,若传送带对滑块的摩擦力小于重力沿斜面的分力,则滑块一直做加速运动,故A正确;

    BCD.若传送带对滑块的摩擦力大于重力沿斜面的分力,滑块先做匀减速直线运动,若滑块的速度足够大,传送带足够短,则滑块在速度没有减小到0就通过了传送带,滑块的位移大于传送带的长度,则滑块一直做匀减速运动;若滑块的速度比较小,在滑块的速度减小到0时,滑块的位移仍小于传送带的长度,则滑块的速度等于0时,仍然在传送带上.由于传送带沿斜面向上运动,滑块在传送带上受到沿斜面向上的摩擦力,将沿斜面向上做加速运动,由运动的对称性可知,若传送带的速度足够大,则滑块返回出发点的速度大小仍然等于v1,故CD正确,B错误。

    故选ACD

    10BD

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    AB.物体在直角劈上匀速下滑,说明物体重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力

    解得

    A错误,B正确;

    C.将Mm视为整体,根据牛顿第二定律,两物体均没有竖直向下的加速度,则系统的总重力等于对地面的压力,根据牛顿第三定了,直角劈对地面的压力等于,故C错误;

    D.将Mm视为整体,根据牛顿第二定律,两物体均没有水平方向的加速度,故水平方向不能受到地面的摩擦力,故D正确

    故选BD

    11AD

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    A.物块刚放上时传送带时,物块与传送带间有相对运动,故物块受到的是滑动摩擦力,选项A正确;

    B.物块刚放上时传送带时,物块做匀加速直线运动,当与传送带速度相等后,与传送带一起做匀速运动,选项B错误;

    C.物块在传送带上匀加速运动的加速度

    匀加速运动的时间为

    匀加速运动的位移为

    则物块在水平传送带上匀速运动的时间

    所以物块在传送带上的运动时间为5.5s,选项C错误;

    D.匀加速运动的位移为

    此时传送带的位移

    所以物块在传送带上留下的划痕长度为1m,选项D正确。

    故选AD

    12AD

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    A.因为两物体一起匀速下滑,对AB整体进行受力分析,则

    解得

    A正确;

    B.对B受力分析得

    解得

    B错误;

    CD.轻轻拿走B仍然满足

    因此物体做匀速直线运动,故C错误,D正确。

    故选AD

    13AC

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    ABD.两个小物块从传送带顶端都以的初速度沿传送带下滑,因为

       

    所以传送带对两小物块的滑动摩擦力分别沿传送带向上,大小相等,那么两小物块沿传送带向下的加速度大小相等,滑到传送带底端时的位移大小相等,因此物块同时到达传送带底端,A正确,B错误,D错误;

    C.对物块,划痕的长度等于的位移减去传送带的位移,由牛顿第二定律得

    解得

    由运动学公式得

    解得

    传送带运动位移

    对传送带的划痕长度为

    对物块,划痕长度等于的位移加上传送带的位移,同理得出对传送带的划痕长度为

    物块在传送带上的划痕长度不相同,C正确。

    故选AC

    14AC

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    屋檐的倾角为θ,底边为L,设屋顶的坡面长度为s,雨滴下滑时加速度为a

    AB.对水滴做受力分析,只受重力mg和屋顶对水滴的支持力N,垂直于屋顶方向

    平行于屋顶方向

    可知,倾角θ越大,N越小,则由牛顿第三定律知雨滴对屋顶的压力

    所以倾角θ越大,雨滴对屋顶压力越小,雨滴下滑的加速度为

    则倾角θ越大,雨滴下滑时的加速度越大,故A正确B错误;

    CD.设从OM的时间为t,水滴的运动位移为

    由位移时间公式得

    故当θ=时,用时最短,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度为

    知倾角θ越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大,故C正确,D错误。

    故选AC

    15AC

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    ABC.由题意得知,物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力

    若小车加速度为时,则由牛顿第二定律,物体受到的合力为

    所以,此时平板车对物体A的摩擦力f,方向向右,且为静摩擦力,所以物体A相对于车仍然静止,故B错误,AC正确;

    D.物体A相对于车仍然静止,则受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误。

    故选AC

    16(1)0.6 (2)

    【解析】

    【分析】

    【详解】

    (1)设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为,刹车时汽车的加速度大小为,安全距离为反应时间为,由牛顿第二定律和运动学公式得

    式中分别为汽车的质量和刹车前的速度。

    (2)设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为,依题意有

    设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为,安全行驶的最大速度为为雨天安全距离。由牛顿第二定律和运动学公式得

    联立并代入数据解得

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