高中物理教科版 (2019)必修 第一册6 牛顿运动定律的应用习题

4.6.牛顿运动定律的应用  同步课时训练

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共32分)

1、(4分)如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示。已知，则(   )

A.时刻，小物块离A处的距离达到最大

B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C.0~时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D.0~时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

2、(4分)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行，初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示，已知，则(   )

A.时刻，小物块离A处的距离达到最大

B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C.时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右

D.时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

3、(4分)如图所示，与传送带等高的光滑水平台上有一小物块以某一初速度滑上传送带。若传送带静止时，物块离开传送带后落在地上P点，若传送带顺时针匀速转动时，则物块将落在(   )

A.P点 B.P点或P点左侧 C.P点右侧 D.P点或P点右侧

4、(4分)如图，质量的长木板位于光滑水平面上，质量的物块静止在长木板上，两者之间的动摩擦因数，重力加速度g取，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力。现对物块施加水平向右的力F，下列说法正确的是(   )

A.水平力时，物块将保持静止状态

B.水平力时，物块在长木板上滑动

C.水平力时，物块受到的摩擦力大小为8 N

D.水平力时，长木板受到的摩擦力大小为10 N

5、(4分)如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，木板上放有一质量为m的物块，已知木板上表面水平，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与桌面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少是（重力加速度为g）(   )

A. B. C. D.

6、(4分)如图所示，两小球通过一条轻绳跨放在光滑半圆柱体侧面上，系统处于静止状态，小球与圆心的连线分别与水平面成角，且。下列说法正确的是(   )

A.两球的质量大小关系为

B.轻绳对两球的拉力大小关系为

C.半圆柱体对两球的支持力大小关系为

D.剪断轻绳时两球的加速度大小关系为

7、(4分)如图所示，三个物块叠放在轻弹簧上，。它们处于静止状态，现拿掉物块A，则拿掉A的瞬间，间的相互作用力大小为（g取）(   )

A.100 N B.80 N C.50 N D.40 N

8、(4分)如图所示，传送带与水平面的夹角，传送带以的速度顺时针转动，时刻，一煤块以的速度从传送带的底端滑上传送带，传送带和煤块运动的图像如图所示，已知煤块刚好能滑到传动带的顶端，g取，则下列说法正确的是(   )
 

A.传送带的总长度为5.5m B.煤块向上运动的总时间为2.0s

C.煤块与传送带同动摩擦因数为 D.煤块滑到顶端时在传送带上的划痕长度为3.5m

二、多选题(共24分)

9、(6分)如图所示，绷紧的水平传送带足够长，且始终以的恒定速率运行．初速度大小为的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小墨块滑上传送带开始计时，小墨块在传送带上运动5s后与传送带的速度相同，则(   )

A.小墨块未与传送带速度相同时，受到的摩擦力方向水平向右

B.根据运动学知识可知

C.小墨块在传送带上的痕迹长度为4.5m

D.小墨块在传送带上的痕迹长度为12.5m

10、(6分)如图甲所示，静止存在水平地面上的物块A受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则(   )

A.时间内物块A的加速度逐渐增大 B.时刻物块A的加速度最大

C.时刻物块A的速度最大 D.时间内物块A一直做减速运动

11、(6分)如图所示，传送带以恒定速率v运动，现将质量都是m的小物体甲、乙（视为质点）先后轻轻放在传送带的最左端，甲到达A处时恰好达到速率v，乙到达B处时恰好达到速率v。则下列说法正确的是(   )

A.甲、乙两物体在传送带上加速运动时具有的加速度不相同

B.甲、乙两物体在传送带上加速运动时间相等

C.传送带对甲、乙两物体做功相等

D.传送带对甲、乙两物体做功不相等

12、(6分)传送带广泛地应用于物品的传输、分拣、分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以6 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是1 m，且与水平方向的夹角均为37°.现有两方形煤块（可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是(   )
 

A.煤块在传送带上的划痕长度不相同

B.煤块受到的摩擦力方向都与其运动方向相反

C.煤块A比煤块B后到达传送带底端

D.煤块A运动至传送带底端时速度大小为

三、计算题(共28分)

13(本题 14 分)为了方便上下楼推送货物，某大型超市仓库，安装如图所示的自动倾斜式扶手电梯（无阶梯），一仓库管理员站在电梯上推一货物，使货物与电梯保持相对静止，电梯的倾角，货物质量，货物与电梯之间的动摩擦因数，电梯向上做匀速运动，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，。求：

（1）当管理员沿着电梯方向以的推力推货物时，货物受到的摩擦力大小和方向。

（2）当管理员沿水平方向以的推力推货物时，货物受到摩擦力的大小和方向；

（3）当管理员沿水平方向推货物时，为保证货物始终相对电梯静止，则水平推力F的范围是多少。

14(本题 14 分)如图甲所示，长为，质量为M的木板B放在水平地面上，质量为的小物块A（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止。现用一水平向左的力F作用在木板B上，通过传感器测的加速度与外力F变化关系如图乙所示。已知最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，。

（1）之间的动摩擦因数为多大？

（2）木板的质量M及木板与水平地面之间的动摩擦因数为多大？

（3）若开始时对B施加水平向左的恒力，求：物块经多长时间滑离木板？

四、实验题(共16分)

15、(16分)为了测量两个质量不等沙袋的质量,由于没有可直接测量的工具(如天平、弹簧秤等),某实验小组应用下列器材测量:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、一套总质量m=0.5kg的砝码、细线、米尺、秒表,他们根据所学的物理知识改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量(g取10m/s2)。具体操作如下:

实验装置如图所示,设左右两边沙袋的质量分别为m2,m1。

从m中取出质量为的砝码放在右边沙袋中,剩余砝码都放在左边沙袋中,发现质量为m1的沙袋下降,质量为m2的沙袋上升。

1.用米尺测出质量为m1的沙袋从静止开始下降的距离h,用秒表测出沙袋m1的下降时间t,则可求沙袋的加速度大小为a=__________(用h、t表示)。
2.改变,测量相应的加速度a,得到多组及a的数据,作出__________(选填“”或“”)图线。
3.若求得图线的斜率k=4m/(kg·s2),截距为b=2rn/s2,沙袋的质量m1=__________kg, m2=__________kg。

参考答案

1、答案：B

解析：A.时间内小物块向左做匀减速直线运动，时刻小物块向左速度减为零，此时离A处的距离达到最大，故A错误；

B.时刻前小物块相对传送带向左运动，之后小物块相对传送带静止，时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；

C.时间内小物块先减速，后反向加速，小物块受到大小不变，方向始终向右的摩擦力作用，故C错误；

D.时刻小物块向右速度增加到与皮带相等，时刻之后小物块与皮带保持相对静止随水平传送带一起匀速运动，摩擦力消失，故D错误。

故选B。

2、答案：C

解析：

3、答案：D

解析：

4、答案：C

解析：设物块和长木板恰好发生相对滑动时的拉力为，加速度为，根据牛顿第二定律，，解得，选项A、B错误；水平力时，根据牛顿第二定律，，解得，物块受到的摩擦力大小为8 N，选项C正确；水平力时，解得，长木板受到的摩擦力大小约为9.3 N，选项D错误。

5、答案：C

解析：当物块和木板刚好不发生相对滑动时，板块具有相同的加速度（设为a）且它们之间的摩擦力为最大静摩擦力，设此时的拉力为。对物块和木板整体，根据牛顿第二定律有，对物块有，解得，所以若要以水平外力F将木板抽出，则，选项C正确。

6、答案：A

解析：由于半圆柱体光滑，则无摩擦力，系统处于静止状态，两球受轻绳的拉力相等且方向与圆相切，两球在与圆相切的方向上有：，由于，所以，选项A正确，选项B错误；在半径方向上：，由于，所以，选项C错误；剪断轻绳时球的加速度为，由于，所以A的加速度大于B的加速度，选项D错误。

7、答案：C

解析：弹簧的弹力，拿掉物块A后，对于整体：，解得；对于B：，解得间的相互作用力。选项C正确。

8、答案：A

解析：

9、答案：AD

解析：A、小墨块未与传送带速度相同时，相对传送带向左运动，故受到传送带的摩擦力方向水平向右，故A正确；

B、小墨块在摩擦力的作用下做匀变速运动，小墨块在传送带上运动5s后与传送带的速度相同，故加速度，方向向右，故B错误；

CD、小墨块向左减速运动时，对小墨块有：，，联立解得：；小墨块向左减速的过程中，对传送带的位移为：，小墨块向右加速运动时，对小墨块有：，，对传送带，因而小墨块在传送带上的痕迹长度为：，解得：，故C错误，D正确．

10、答案：BC

解析:时间内物块A受到的拉力逐渐增大，由平衡条件可知，所受的静摩擦力逐渐增大，物块处于静止状态，选项A 错误;时刻物块A受到的拉力F最大，物块A的加速度最大，选 项B正确;时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力，加速度减小到零，物块A的速度最大，选项C正确；时间内物块A做加速度逐渐减小的加速运动,时间内物块A—直做减速运动，选项D错误。

11、答案：AC

解析：A、把物体从最左端轻轻释放后，甲、乙都将在摩擦力的作用下先向右做匀加速直线运动，再做匀速直线运动。在各自的匀加速阶段中，由速度-位移公式可知，当末速度一定时，加速度的大小与位移成反比，甲的位移比乙的小，所以甲的加速度比乙大，故A正确；

B、在各自的匀加速阶段中，位移和时间满足，当末速度相等时，加速阶段的位移与时间正比，甲的位移比乙的位移小，所以甲的用时比乙短，故B错误；

CD、在加速阶段甲、乙均受到重力、支持力和向右的摩擦力，重力与支持力平衡，所以传送带对物体的摩擦力即为物体所受的合外力；与传送带共速后，传送带的摩擦力为0。所以传送带对物体做的功，等于加速阶段物体的动能改变量。由动能定理可得，加速阶段传送带对物体做的功为：。两物体质显相等，末速度相等，所以动能变化量相等，即传送带对甲、乙两物体做功相等，故C正确、D错误。

故选AC。

12、答案：AD

解析：煤块A开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下，与运动方向相同，煤块B下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相反，选项B错误；对煤块A根据牛顿第二定律可得，解得，煤块A达到与传送带共速的时间，位移，故不可能与传送带共速，煤块A一直以向下加速，达到底部的时间设为，则有，解得，达到底端的速度为，选项D正确；对煤块B根据牛顿第二定律可得，解得，煤块B达到底部的时间设为，则有，解得，所以A先达到底部，选项C错误；煤块A相对于传送带的位移，煤块B相对于传送带的位移，所以煤块在传送带上的划痕长度不相同，选项A正确。故选AD。

13、

（1）答案：18N；方向沿斜面向下

解析：当管理员沿着电梯方向以的推力推货物时，由题知，货物重力沿斜面向下的分力大小

货物匀速运动，根据平衡条件可知，摩擦力方向沿斜面向下，大小为

（2）答案：12N；方向沿斜面向上

解析：当管理员沿水平方向以的推力推货物时，根据正交分解，则沿斜面方向上有

货物匀速上升，根据平衡条件可知，摩擦力方向沿斜面向上，大小为

（3）答案：

解析：当F较大时，货物有沿斜面向上运动的趋势，则静摩擦力达到最大静摩擦力，方向沿斜面向下，根据正交分解，沿斜面方向上

垂直斜面方向上

又

联立解得

当F较小时，货物有沿斜面向下运动的趋势，则静摩擦力达到最大静摩擦力，方向沿斜面向上，根据正交分解，沿斜面方向上

垂直斜面方向上

又

联立解得

故水平推力F的范围是

14、

（1）答案：

解析：由题图乙知，一起运动的最大外力，当时，A与B相对滑动，物块加速度，对A，根据牛顿第二定律有，解得；

（2）答案：

解析：当时，对木板，根据牛顿第二定律有，解得，由题图像得斜率，解得，由题图像得横轴截距，解得；

（3）答案：

解析：由于，所以从开始A就与B相对滑动，对地向左做匀加速直线运动，A对地向左做匀加速直线运动，加速度加速度为，根据牛顿第二定律有，解得，方向向左，A经过t时间滑离木板，A的位移大小，B的位移大小，代入数据解得。

15、答案：1.
2.
3.3; 1.5

解析：1. 沙袋由静止匀加速下降.由匀变速直线运动公式有 ,则。
2.对沙袋和砝码整体,根据牛顿第二定律得: ,解得故要表示线性函数,应该作图线。
3.从上面的方程可以得到图线斜率 ,纵截距,代入数据解得。