高中物理牛顿运动定律的应用当堂达标检测题

这是一份高中物理牛顿运动定律的应用当堂达标检测题，共11页。试卷主要包含了力和运动的关系，两类基本问题，物体在斜面上的运动，物体在外力作用下的运动等内容，欢迎下载使用。
考点一、力和运动的关系
牛顿第二定律确定了物体加速度和力的关系：加速度的大小与物体所受合力的大小成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与物体受到的合力的方向相同．
物体的初速度与加速度决定了物体做什么运动，在直线运动中：
考点二、两类基本问题
大重难点一、从受力确定运动情况的基本思路
分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况．流程图如下：
已知物体受力情况eq \(―――→,\s\up7(由F＝ma))eq \x(求得a)eq \(――――――――――――――→,\s\up30(由\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(v＝v0＋at,x＝v0t＋\f(1,2)at2,v2－v\\al(,02)＝2ax))))求得x、v0、v、t
大重难点二、．从运动情况确定受力
1．从运动情况确定受力的基本思路
分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；再分析物体的受力，求出物体受到的作用力．流程图如下：
eq \x(已知物体运动情况)eq \(――――――→,\s\up7(由运动学公式))eq \x(求得a)eq \(――――→,\s\up7(由F＝ma))eq \x(确定物体受力)
2．从运动情况确定受力的解题步骤
(1)确定研究对象，对物体进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图．
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力．
(4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力．
二：考点题型归纳
题型一、牛顿定律和直线运动(简单过程)
1．(2022·甘肃·民勤县第一中学高一期中)如图甲所示，一物块在水平外力的作用下在粗糙水平地面上做匀速直线运动，在时刻撤去外力，物块做匀减速运动后停下，其位移—时间图像如图乙所示。已知物块的质量，重力加速度g取，求：
(1)物块与地面间的动摩擦因数；
(2)物块匀速运动时的速度大小。
2．(2022·黑龙江·哈尔滨三中高一)如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变)，最后停在C点，每隔0.2s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。求：
(1)物体在斜面和水平面上滑行的加速度大小；
(2)物体在AC段运动的总时间；
3．(2022·江西·赣南师范大学附属中学高一期末)第24届冬季奥运会将于2022年2月在北京举行。如图所示为某一滑雪赛道的简化示意图。AB为一条长直滑道，BC为水平滑道，B处与水平滑道平滑连接。AB滑道的倾角θ=37°，长度L=72m，为了测试雪橇与滑道AB间的动摩擦因数。一可视为质点、含装备质量为60kg的滑雪运动员从A点由静止开始匀加速下滑到B点，过B点后运动员通过改变雪橇与运动方向的角度(动摩擦因数发生变化)做匀减速运动，整个过程经过10s后停止在距B点48m的C处，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)运动员到达B点时瞬时速度的大小；
(2)雪橇与滑道AB间的动摩擦因数。
题型二、牛顿定律和直线运动(复杂过程)
4．(2022·安徽·铜陵市第三中学高一阶段练习)如图所示，其中AB段是倾角为的斜滑道，BC段是足够长的水平滑道，AB段和BC段由一小段光滑圆弧连接。某时刻滑雪运动员的背包从斜滑道A点由静止滑下，经后滑雪运动员也从A点以的加速度由静开始匀加速追赶背包，背包比滑雪运动员提前经过斜滑道的最低端B点，已知背包与整个滑道间的动摩擦因数均为，在水平滑道上滑行时滑雪运动员的加速度与背包的加速度相同，重力加速度g取，，不计空气阻力。求：
(1)斜滑道AB的长度；
(2)滑雪运动员从A点开始到追上背包所用的时间。
5．(2022·河北张家口·高一期中)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如下图所示，在竖直平面内，制动坡床可视为与水平面夹角为的斜面。一辆长的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为时，车尾恰好位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了时，车头距制动坡床顶端，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的倍，货物与车厢间的动摩擦因数为；货车在制动坡床上运动时受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的倍。货物与货车可分别视为小滑块和平板，取，，求：
(1)货物在货车车厢内滑动时加速度的大小；
(2)货车在制动坡床上运动时的加速度大小；
(3)制动坡床的长度。
6．(2022·贵州·遵义)如图所示，质量为的物体在水平力的作用下，以的速度向右匀速运动。倾角为的斜面与水平面在A点用极小的光滑圆弧相连。物体与水平面、斜面间的动摩擦因数相同，物体到达A点后撤去水平力F，再经过一段时间物体到达最高点B点。g取，，。求：
(1)动摩擦因数？
(2)A、B两点间的距离为多少？从A点起经多长时间物体到达最高点B？
(3)物体从最高点滑下所需时间？
题型三、物体在斜面上的运动
7．(2022·上海市延安中学高一期中)如图所示，在倾角为的斜面上，有一质量为m的木块，该木块恰好能够沿斜面匀速下滑。求：
(1)木块与斜面间的动摩擦因数；
(2)若要该木块沿斜面匀速上滑，则需要施加水平向右的推力多大？
8．(2022·贵州毕节·高一)如图所示，倾角均为的AB、CD斜面与水平地面平滑连接，两斜面足够长，一滑块沿AB斜面匀速下滑，经BC后以4m/s的速度沿斜面CD向上运动。滑块与斜面间的动摩擦因数均相同，滑块可视为质点，重力加速度取。求：
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数；
(2)滑块沿斜面CD向上滑行过程中的加速度大小；
(3)滑块从C点沿斜面向上滑行到最高点所用的时间。
9．(2022·云南·腾冲市文星高级中学有限责任公司高一期末)如图甲所示，足够长的木板与水平地面间的夹角，可视为质点的木块恰好能沿着木板匀速下滑，现让木块从木板的底端以m/s的速度沿木板向上滑动，如图乙所示，取重力加速度大小，，，求：
(1)木块与木板间的动摩擦因数；
(2)木块能沿木板向上滑行的时间t；
(3)木块能沿木板向上滑行的距离x。
题型四、物体在外力作用下的运动
10．(2022·黑龙江·哈尔滨七十三中高一期末)如图所示，质量为的物体，在沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿固定斜面向上运动。斜面倾角，物体与斜面之间的动摩擦因数为，斜面足够长，，。求：
(1)物体受到的支持力为多大？
(2)物体的加速度为多大？
(3)若在末撤去外力，则再经几秒到达最高点？
11．(2022·河南焦作·高一期末)一质量为m的物体放在倾角为37°的固定斜面上，用外力F拉着物体沿斜面匀速上滑，已知F的方向沿斜面向上，大小与物体重力相等，重力加速度为g，，。求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数；
(2)把拉力的方向改为水平向右，也让物体沿着斜面匀速向上运动，此时拉力的大小。
12．(2022·广东·金山中学高一期末)如图所示，斜面倾角，斜面长，斜面底端放有质量的物体，物体与斜面间的动摩擦因数。现用水平力去推物体，使物体以的加速度从静止开始沿斜面向上运动，当物体沿斜面向上运动时将推力撤去。(，，)试求：
(1)撤去推力后物体的加速度大小；
(2)推力的大小及撤去推力前物体的运动时间；
(3)物体能否冲到斜面顶端，如果能请算出物体运动到顶端的时间；如果不能，请计算出它运动到最高点的时间。
题型五：含有连接体物体问题
13．(2022·浙江金华·高一期末)如图，倾角，足够长的粗糙斜面固定在水平面上。质量为2kg的木板B用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与物块A相连。已知木板B与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，sin37°=0.6。求：
(1)若物块A的质量为1kg，系统静止，求此时木板B所受摩擦力；
(2)当物块A质量多大时，木板B恰能沿斜面匀速下滑；
(3)若物块A的质量为4kg，求木板B的加速度大小。
14．(2022·重庆八中高一期末)两物块A、B用轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图所示。滑轮与A之间的绳子平行于倾角α=30°的固定光滑斜面，两物块在外力作用下保持静止，轻绳拉直。已知A、B的质量均为m，重力加速度为g，求静止释放两物块瞬间
(1)A的加速度大小；
(2)轻绳对滑轮作用力的大小和方向。
15．(2021·山西·太原五中高一阶段练习)如图所示，质量为10kg的物体M放在倾角为=37°的固定斜面上，M与斜面间动摩擦因数=0.375，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为5kg的物块m相连。劲度系数k=300N/m的弹簧与m相连，也与地面相连，设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
(1)若M静止在斜面上，弹簧伸长量为8cm，求M所受到的摩擦力的大小和方向；
(2)若M刚要开始运动，求此时弹簧弹力的大小。
题型六：整体法和隔离法在牛顿定律的应用
16．(2022·安徽·高一)如图所示，质量、倾角的斜面体在水平地面上始终保持静止状态，长方体小物块A和B叠放在斜面上一起向下滑动(相对静止)。已知物块A、B的质量均为，A与B、B与斜面之间的动摩擦因数分别为、，试求出：(，)
(1)A与B之间的摩擦力；
(2)斜面体受地面的作用力。
17．(2022·江西赣州·高一期末)如图所示，质量的木板B长，放在光滑水平地面上，质量的物体A(可看成质点)置于木板右端，已知A、B间动摩擦因数，A、B开始均静止，现于板的右端施加一水平恒力F。g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)若恒力为，物体A的加速度大小；
(2)若恒力为，物体A何时离开木板B。
18．(2022·重庆南开中学高一期末)如图所示，倾角θ=37°质量M=2.8kg的直角斜面体C放置在粗糙水平面上，其顶角处固定有光滑定滑轮。两光滑物块A、B用轻绳相连，轻绳跨过定滑轮，B紧靠在C的直角边。当C受到一水平向右的恒力F=30N时A、B、C整体恰好处于静止状态。物块B的质量为m=1.2kg，重力加速度g=10m/s2，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8；求：
(1)物块A的质量及地面与C间的滑动摩擦因数(取最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，
(2)若将AB两物块位置互换，为了使A、B仍相对斜面体C保持静止，则水平向右的恒力F应变为多大？
题型七：传送带问题
19．(2022·全国·高一专题练习)如图所示，传送带与地面夹角θ＝37°，从A到B长度为L＝16 m，传送带v0＝10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为m＝0.5 kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2，求：
(1)煤块从A到B的时间；
(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。
20．(2022·湖北咸宁·高一期末)如图所示，传送带的水平部分长度，倾斜部分长度，与水平方向的夹角为。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率，现将质量的小煤块(视为质点)由静止轻放到a处，之后它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数，且此过程中小煤块不会脱离传送带，取重力加速度大小，求：
(1)煤块经过b点时的速度大小；
(2)煤块从b运动到c的时间t；
(3)煤块在传送带上留下的黑色痕迹的长度。
21．(2022·陕西省黄陵县中学高一期末)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距。工作人员从传送带顶端无初速度地放上一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数。取重力加速度。求：
(1)小包裹刚放上传送带时加速度的大小a；
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
题型八：滑板问题
22．(2022·江苏·海安高级中学高一期中)如图甲所示，质量M为2kg的长木板B静止在水平面上。某时刻质量m=6kg的小物块A，以大小v0=4m/s的初速度，从木板的左侧沿木板上表面滑上木板。已知A与B上表面之间的动摩擦因数μ1=0.2，B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)物块A刚滑上木板时，物块A的加速度大小a1、木板的加速度大小a2；
(2)物块A在木板上滑行的距离L；
(3)木板在地面上滑行的总位移x。
23．(2022·全国·高一课时练习)质量M=3 kg 的长木板放在光滑的水平面上，在水平拉力F=11 N作用下由静止开始向右运动，如图所示，当速度达到1 m/s时，将质量m=4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，物块可视为质点。(g取10 m/s2)
(1)物块刚放置在木板上时，求物块和木板各自的加速度大小；
(2)木板至少为多长，物块才能与木板最终保持相对静止？
(3)物块与木板相对静止后，求物块受到的摩擦力大小。
24．(2022·广东·华南师大附中高一期末)如图所示，静止在水平地面上的长为长木板A，质量，质量的小滑块B(可视为质点)静止在长木板A的左端。已知小滑块和木板动摩擦因数，木板和地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，水平地面足够长，不计空气阻力，取。求：
(1)对小滑块B施加一水平向右力F使A、B能一起运动时，力F的最大值；
(2)现对小滑块B施加一水平向右恒力，小滑块B滑离长木板A时的速度大小；
(3)现对小滑块B施加一水平向右恒力，经过时间后撤去该力，最终B停在A上的位置到A左端的距离。
三：课堂过关精练
一、单选题
25．(2022·江苏·南京市第五高级中学高一期中)斜面上的物体受到平行于斜面向下的拉力的作用，力随时间变化的图象及物体运动的图象如图所示。由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是(取)( )
A．物体的质量
B．物体与斜面间的动摩擦因数
C．
D．斜面的倾角
26．(2022·江苏·海安高级中学高一期中)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙所示的模型。紧绷的传送带始终保持v=0.4m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，A、B间的距离为2m，g取10m/s2.旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A处，经过一段时间运动到B处，则下列说法正确的是( )
A．该行李的加速度大小一直为2m/s2
B．该行李经过5s到达B处
C．该行李相对传送带滑行距离为0.08m
D．若传送带速度足够大，行李最快也要才能到达B处
27．(2022·江苏省灌云高级中学高一期末)如图(a)，一水平外力F作用在物体上，使物体静止在倾角为θ的光滑斜面上，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图(b)所示。根据图(b)判断下列说法不正确的是( )
A．物体的质量
B．斜面的倾角
C．加速度为6m/s2时物体的速度
D．物体静止在斜面上时，水平外力的大小为
28．(2022·辽宁·育明高中高一阶段练习)伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有( )
A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比
B．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比
C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
29．(2022·江西·赣南师范大学附属中学高一期末)如图所示，在光滑的水平桌面上故一质量为六面密闭的正方体盒子乙，乙内放置一质量为的滑块丙，用一质量不计的细绳跨过光滑的定滑轮将一质量为的物块甲与乙相连接，其中连接乙的细绳与水平桌面平行。现由静止释放物块甲，在以后的运动过程中。盒子乙与滑块丙之间没有相对运动，假设整个运动过程中盒子始终没有离开水平桌面。重力加速度。则( )
A．细绳对盘子的拉力大小为
B．盒子的加速度大小为
C．盒子对滑块丙的摩擦力大小为
D．定滑轮受到转动轴的作用力大小为
30．(2022·全国·高一课时练习)如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，木板B的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示，则A、B的质量mA、mB分别为( )
A．1kg，3.5kgB．2kg，4kgC．3kg，1.5kgD．4kg，2kg
31．(2022·全国·高一)第五代制空战机“歼-20”具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，“歼-20”新型的抗荷服能帮助飞行员最大承受9倍重力加速度(指飞机的加速度)。假设某次垂直飞行测试实验中，“歼-20”加速达到后离地，而后开始竖直向上飞行试验，该飞机在内匀加速到，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度。假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的，取。已知该“歼-20”质量为20吨，忽略战机因油耗等导致质量的变化。下列说法正确的是( )
A．本次飞行测试的匀速阶段运行时间为
B．加速阶段系统的推力为
C．加速阶段飞行员已经晕厥
D．飞机在匀速阶段爬升高度为
32．(2022·全国·高一课时练习)如图所示，某一缆车沿着坡度为的山坡以加速度上行，在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为的小物块，小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态不摇摆)，重力加速度为，则( )
A．小物块受到的摩擦力方向平行于斜面向下
B．小物块受到的静摩擦力大小为
C．小物块受到的静摩擦力大小为
D．小物块受到斜面的弹力大小为
33．(2022·山东省桓台第二中学)如图所示，一物块在时由点沿光滑的斜面由静止滑下，滑过点进入粗糙的水平轨道，已知物块在光滑斜面上和粗糙水平面上都做匀变速直线运动，经过点前后瞬时速度大小不变，若第末和第末速度大小均为，第末速度大小为(结果要求保留三位有效数字)，求：
(1)求物体沿斜面下滑时的加速度大小；
(2)物体经过点时的速度大小；
(3)物体在第11秒末时速度大小。
34．(2022·上海·曹杨二中高一期中)如图所示，一平直的传送带以速度v=2m/s匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10m。从A处把工件无初速地放到传送带上，物体在传送带的带动下，一开始做初速度为0的匀加速直线运动，经过时间t=6s能传送到B处。求：
(1)分析、说明物体在传送带的运动过程；
(2)工件做匀加速运动的加速度大小；
(3)工件在传送带上做匀加速运动的时间；
(4)若物体底部沾有油污，试计算传达带上的油污痕迹的长度。
t(s)
0.0
0.2
0.4
…
1.2
1.4
……
v(m/s)
0.0
1.0
2.0
…
1.1
0.7
…