人教版高一物理必修1牛頓運(yùn)動(dòng)定律典型問題精煉含詳細(xì)答案

1、人教版高一物理必修1第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律典型問題精煉（含詳細(xì)答案）一、選擇題1如圖所示，A、B質(zhì)量各為m，置于光滑水平桌面上，通過細(xì)繩和光滑小定滑輪將A與質(zhì)量為2m的C物體連接，整個(gè)系統(tǒng)由靜止釋放，釋放后A、B之間無相對滑動(dòng)。下列判斷正確的是 ( )A. 繩中拉力mgB. 繩中拉力2mgC. A、B間摩擦力為mgD. A、B間摩擦力為mg2如圖所示，是直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。在箱子下落過程中，下列說法正確的是 ( )A. 箱內(nèi)物體始終沒有受到支持力B. 箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱

2、內(nèi)物體受到的支持力最大C. 箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大D. 箱內(nèi)物體受到的支持力始終等于物體的重力3靜止于粗糙水平面上的物體，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小隨時(shí)間變化如圖甲所示。在拉力F從0逐漸增大的過程中，物體的加速度隨時(shí)間變化如圖乙所示，g取10m/s2。則下列說法中正確的是 ( ) A. 物體與水平面間的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變B. 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C. 物體的質(zhì)量為6kgD. 4s末物體的速度為4m/s4如圖所示，斜面體放置在粗糙水平地面上，上方的物塊獲得一沿斜面向下的初速度沿粗糙的斜面減速下滑，斜面體始終保持靜止，在

3、此過程中A. 斜面體對物塊的作用力斜向左上方B. 斜面體與物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)小于斜面與地面夾角的正切值C. 地面對斜面體的摩擦力水平向右D. 地面對斜面體的支持力小于物塊與斜面體的重力之和5如圖所示，A、B兩球的質(zhì)量均為m，它們之間用輕彈簧相連，放在光滑的水平面上，今用力將球向左推，使彈簧壓縮，平衡后突然將F撤去，則在此瞬間( ) A. A球的加速度為F/2m B. B球的加速度為F/mC. B球的加速度為F/2m D. B球的加速度為06關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是A. 超重就是物體受到的重力增大了B. 失重就是物體受到的重力減小了C. 完全失重就是物體受到的重力為零D. 無論超重、失

4、重，物體受到的重力都不變7如圖所示，足夠長的水平傳送帶以v0=2m/s的速度勻速運(yùn)行t=0時(shí)刻，在左端輕放一質(zhì)量為m的小滑塊，t=2s時(shí)刻傳送帶突然被制動(dòng)而停止已知滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2則t=2.5s時(shí)滑塊的速度為（）A. 3m/s B. 2m/s C. 1m/s D. 08電梯內(nèi)的水平地板上有一體重計(jì)，某人站在體重計(jì)上，電梯靜止時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)為40kg。在電梯運(yùn)動(dòng)過程中，某一段時(shí)間內(nèi)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)為60kg，取g=10m/s2，則在這段時(shí)間內(nèi)（ ）A. 該同學(xué)所受的重力變大了B. 該同學(xué)對體重計(jì)的壓力大于體重計(jì)對他的支持力C. 電梯一定在豎直向上運(yùn)動(dòng)D. 電梯的加速度大

5、小為5m/s2，方向一定豎直向上9質(zhì)量分別為2kg 和3kg 的物塊A、B 放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧相連，如圖所示，今用大小為F=20N作用在B 上使AB 相對靜止一起向前勻加速運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是( )A. 彈簧的彈力大小等于8NB. 彈簧的彈力大小等于12NC. 突然撤去F 瞬間，A 的加速度大小為4m/s2D. 突然撤去F 瞬間，B 的加速度大小為4m/s2 二、解答題10如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體靜止放在水平地面上，已知物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，現(xiàn)給物體施加一個(gè)與水平面成370角的斜向上的拉力F5N的作用。（取g10 m/s2，sin3

6、7=0.6, cos37=0.8）求：（1）物體與地面間的摩擦力大?。?（2）物體加速度的大?。?（3）5s內(nèi)的位移大小。11一質(zhì)量為5kg的滑塊在F=15N的水平拉力作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2，g取10m/s2，問：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度是多大？（2）物體開始運(yùn)動(dòng)后5秒末的速度大小。（3）滑塊在力F作用下經(jīng)5s，通過的位移是多大？12冬天的北方，人們常用狗拉雪橇，狗系著不可伸長的繩拖著質(zhì)量m=11kg的雪橇從靜止開始沿著筆直的水平地面加速奔跑，5s后繩斷了，雪橇運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知繩與地面的夾角為37，且，g取。求：(1)

7、繩對雪橇的拉力大??； (2) 內(nèi)雪橇克服摩擦力做的功。13在我國東北寒冷的冬季，狗拉雪橇是人們出行的常見交通工具，如圖所示，一質(zhì)量為30kg的小孩坐在10.6kg的鋼制滑板上，狗通過輕繩與水平方向成37斜向上的拉力拉雪橇以4m/s的速度勻速前進(jìn)，雪橇與水平冰道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，(sin370.6，cos370.8，g10m/s2)求：（1）狗要用多大的力才能夠拉雪橇勻速前進(jìn)。（2）某時(shí)刻，拉雪橇的繩子突然斷裂，人仍然能始終安全坐在雪橇上沿直線運(yùn)動(dòng)，則人和雪橇要經(jīng)過多長時(shí)間才能停下來。14如圖所示，光滑的水平面上固定一傾角為37的粗糙斜面，緊靠斜面底端有一質(zhì)量為3kg的木板，木板與斜面底

8、端之間通過微小弧形軌道相搭接（沒有連在一起，以保證滑塊從斜面上滑到木板時(shí)的速度大小不變）現(xiàn)有質(zhì)量為1kg的滑塊從斜面上高h(yuǎn)=2.4m處由靜止滑下，到達(dá)傾斜底端的速度為v0=4m/s，并以此速度滑上木板左端，最終滑塊沒有從木板上滑下已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.3，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）斜面與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)1；（2）滑塊從滑上木板到與木板速度相同經(jīng)歷的時(shí)間；（3）木板的最短長度15如圖所示，傳送帶保持2m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的煤塊輕輕地放在傳送帶的a點(diǎn)上，a、b間的距離L=5m，煤塊從a點(diǎn)先勻加速后勻速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，所經(jīng)歷

9、的時(shí)間為3s，求：（1）煤塊在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小和時(shí)間；（2）煤塊與傳送帶之間由于有相對滑動(dòng)，在傳送帶上留下了一段黑色的劃痕，求其長度16如圖所示，一平直的傳送帶以速度v=2 m / s 勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把A 處的工件運(yùn)送到B 處，A、B 相距L=10 m。工件與傳動(dòng)帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1。求：（1）從A 處把工件無初速地放到傳送帶上，經(jīng)過多少時(shí)間能傳送到B 處；（2）欲用最短的時(shí)間把無初速度工件從A 處傳送到B 處，傳送帶的運(yùn)行速度至少多大；17長為L=1.5m的長木板B靜止放在水平冰面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊A以初速度v0從左端滑上長木板B，一段時(shí)間后A、B達(dá)到相同的速度v=

10、0.4m/s，而后A、B又一起在水平冰面上滑行了s=8.0cm后停下。已知物塊A與長木板B的質(zhì)量相同，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.25，取g=10 m/s2。(1)求木板與冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)2(2)求小物塊A的初速度v0(3)為了保證小物塊不從木板的右端滑落，求小物塊滑上木板的最大初速度v0m18如圖所示，物塊以初速度10m/s沿足夠長的固定斜面上滑，斜面傾角為370，物體與該斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求：（1）物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間（2）物塊回到斜面底端的速度的大小19如圖甲所示，質(zhì)量為1kg的物體置于傾角為37的固定斜面上，對物體施加平行于斜面上的拉力F，使物體由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)t=1s時(shí)

11、撤去拉力已知斜面足夠長，物體運(yùn)動(dòng)的部分vt圖象如圖乙所示，g=10m/s2，求：（1）物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和拉力F（2）t=6s時(shí)物體的速度是多少參考答案1AD【解析】A. 以系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得：2mg=(m+m+2m)a，解得：a=0.5g。以C為研究對象，由牛頓第二定律得：2mgT=2ma，解得：T=mg，故A正確，B錯(cuò)誤；D. 以B為研究對象,由牛頓第二定律得：f=ma=mg，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：AD.2C【解析】A. 由于箱子在下降的過程中受到空氣的阻力，加速度的大小要小于重力加速度，由牛頓第二定律可知物體一定要受到箱子底部對物體的支持力的作用，所以A錯(cuò)誤；B.

12、箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱子的速度為零，此時(shí)受到的阻力的大小也為零，此時(shí)加速度的大小為重力加速度，物體處于完全失重狀態(tài)，箱內(nèi)物體受到的支持力為零，所以B錯(cuò)誤；C. 箱子接近地面時(shí)，速度最大，受到的阻力最大，加速度最小，所以箱子底部對物體向上的支持力也是最大的，所以C正確；D. 箱子向下加速，加速度向下，根據(jù)牛頓第二定律，合力向下，箱內(nèi)物體受到向上的支持力小于物體的重力，所以D錯(cuò)誤。故選：C.點(diǎn)睛：根據(jù)箱子的受力的情況可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而由牛頓第二定律可以判斷物體和箱子之間的作用力的大小3AD【解析】由乙知，0-2s內(nèi)物體靜止不動(dòng)，物體所受的靜摩擦力與拉力平衡，則知摩擦力逐漸增大t=2s時(shí)

13、靜摩擦力達(dá)到最大值，t=2s后物體開始運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力作用，滑動(dòng)摩擦力小于最大靜摩擦力，并且保持不變，所以物體所受的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變故A正確在2-4s內(nèi)，由牛頓第二定律得：F-mg=ma，由圖知：當(dāng)F=6N時(shí)，a=1m/s2，代入得 6-10m=m；當(dāng)F=12N時(shí)，a=3m/s2，代入得 12-10m=3m；聯(lián)立解得 =0.1，m=3kg，故B C錯(cuò)誤根據(jù)a-t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度的變化量，可知4s內(nèi)物體速度的變化量為v=2=4m/s，由于初速度為0，所以4s末物體的速度為4m/s，故D正確故選AD.點(diǎn)睛：本題關(guān)鍵是對物體進(jìn)行受力分析，再根據(jù)不同的加速度列牛

14、頓第二定律方程要知道a-t圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度的變化量，由此求速度的變化量4A【解析】以物體為研究對象，物體受重力、斜面的作用力而減速下滑，則合外力一定沿斜面向上，根據(jù)二力的合成可知，斜面體對物塊的作用力只能斜向左上方，故A正確；因?yàn)槲矬w減速下滑，可知，即，故B錯(cuò)誤；再對斜面體分析可知，斜面體受物體向右下的壓力；故斜面體受到的摩擦力水平向左，故C錯(cuò)誤；對整體受力分析可知，整體有向上的加速度，可以認(rèn)為整體處于超重狀態(tài)，所以整體對地面的壓力大于兩物體的重力，故D錯(cuò)誤。所以A正確，BCD錯(cuò)誤。5B【解析】靜止后，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力，撤去F的瞬間，彈力不變，A球所受的合力為零，則加速度為

15、零，B球所受的合力為，則B球的加速度為，ACD錯(cuò)誤，B正確，選B.【點(diǎn)睛】力F將B球向左推壓彈簧，靜止后，B球受推力F和彈簧的彈力處于平衡，撤去F的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律，通過瞬時(shí)的合力求出瞬時(shí)的加速度6D【解析】不論超重或失重甚至完全失重，物體所受重力是不變的故ABC錯(cuò)誤，D正確.選D.【點(diǎn)睛】物體對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力大于物體的重力稱為超重，小于重力則稱為失重，處于超重或失重狀態(tài)時(shí)物體的質(zhì)量或重力并不變7C【解析】物塊在傳送帶上的加速度為： 達(dá)到傳送帶速度時(shí)的時(shí)間為： ，則物塊勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為： 物塊勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為： ，減速的時(shí)間為： 時(shí)滑塊的速度為： ，故選項(xiàng)C正確。

16、點(diǎn)睛：根據(jù)牛頓第二定律求出物塊在傳送帶上的加速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物塊速度達(dá)到傳送帶速度時(shí)的時(shí)間，最后結(jié)合速度公式求出2.5s的速度。8D【解析】體重計(jì)示數(shù)增加了，說明人對體重計(jì)的壓力增加了，但人的重力由于萬有引力而產(chǎn)生的，重力不變，故A錯(cuò)誤；該同學(xué)對體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對該同學(xué)的支持力是相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，等大、反向、作用在同一直線上，故B錯(cuò)誤；人處于超重狀態(tài)，加速度向上，運(yùn)動(dòng)方向可能向上也可能向下，故C錯(cuò)誤；人的質(zhì)量為40kg，支持力等于壓力，為600N，根據(jù)牛頓第二定律：N-mg=ma，帶入數(shù)據(jù)解得：a=5m/s2，故D正確。所以D正確，ABC錯(cuò)誤。9AC【解析】以整體為對象

17、，有牛頓第二定律知： 得： 以A為對象，有牛頓第二定律知： ，故A正確；C、突然撤去F 瞬間，彈簧的力無法發(fā)生突變，所以A的受力不變，所以，故C正確；D、突然撤去F 瞬間，彈簧的力無法發(fā)生突變，所以B受到的力即為彈簧的彈力，由牛頓第二定律知： ，得： ,故D錯(cuò)誤；綜上所述本題答案是：AC10（1）3.4N （2） 0.3m/s2 （3）3.75m.【解析】（1）受力如圖豎直方向受力平衡，有：FN+Fsin370mg得FN=17N物體與地面間的摩擦力大小為：f=FN=0.217N=3.4N（2）水平方向，由牛頓第二定律為：Fcos37-f=ma得：a=0.3m/s2（3）5s內(nèi)的位移為：xat2

18、0.352m3.75m11（1）1m/s2（2）5m/s（3）12.5m【解析】試題分析：（1）滑塊豎直方向受力平衡，在水平方向受到水平拉力和滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第二定律求解加速度（2）由速度時(shí)間公式求出5s末的速度（3）由位移時(shí)間公式求出5s內(nèi)的位移（1）滑塊受重力、支持力、拉力F、滑動(dòng)摩擦力作用水平方向，由牛頓第二定律得： 豎直方向，由平衡條件得： 又聯(lián)立解得： （2）由速度時(shí)間公式得： （3）由位移時(shí)間公式得： 12（1）70N（2）1400J【解析】【分析】由速度圖象得出加速度大小，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出繩對雪橇的拉力大??；利用求出摩擦力做的功。解：(1)繩斷了后，由速度圖象得出此過程的加速

19、度根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有， 力F拉動(dòng)雪橇的過程中，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有由速度圖象得此過程的加速度聯(lián)立解得： (2)在內(nèi)，雪橇克服摩擦力做功為在內(nèi)，雪橇克服摩擦力做功為其中： 所以在內(nèi)，雪橇克服摩擦力做功為代入解得： 13（1）10N（2）【解析】（1）對小孩和雪橇整體受力分析如圖所示：雪橇勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有豎直方向： 水平方向： 又 由得：狗拉雪橇勻速前進(jìn)要用力為： ；（2）繩子突然斷裂后，對對小孩和雪橇整體受力分析如圖所示：則根據(jù)牛頓第二定律： 滑動(dòng)摩擦力為： 代入數(shù)據(jù)可以得到： 設(shè)經(jīng)過t時(shí)間后停止，則根據(jù)速度和時(shí)間關(guān)系可以得到： 則： 。點(diǎn)睛：本題考查力的平衡以及對于牛頓第二定律的應(yīng)用問題，關(guān)鍵是弄清

20、楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況，利用平衡條件以及牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算公式求解加速度，再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答。14（1）0.5（2）1s（3）2m【解析】（1）滑塊在斜面上下滑過程，由牛頓第二定律得： 由運(yùn)動(dòng)規(guī)律得： ，代入數(shù)據(jù)得： ；（2）滑塊在木板上滑動(dòng)過程中，加速度大小為： ；木板的加速度大小為： 設(shè)滑塊從滑上木板到與木板速度相同經(jīng)歷的時(shí)間為t，由題意有： ，得： ；（3）由第二問求得滑塊與木板共同速度為： 在t時(shí)間內(nèi)滑塊的位移為： ；木板的位移為： 所需木板的最短長度為： ，代入數(shù)據(jù)解得： 。點(diǎn)睛：本題充分考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用，和物體共同運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的應(yīng)用，是考查學(xué)生基本功的一

21、個(gè)好題。15（1）a=2m/s2 t1=1s（2）1m【解析】（1）設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，加速作用時(shí)間為，此時(shí)與傳輸帶達(dá)到共同速度的過程，達(dá)到共同速度后與傳送帶一起向右運(yùn)動(dòng)從b端滑下，由勻加速運(yùn)動(dòng)的速度關(guān)系和位移關(guān)系可知： ， 對全過程： 聯(lián)立解得： ， ；（2）煤塊只有勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，與傳送帶之間有相對滑動(dòng)，留下一段黑色劃痕，劃痕的長度為相對位移的大小，在這個(gè)過程，煤塊在加速位移為： 傳送帶向右的位移為： 所以劃痕長度為： 。點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解。16（1）t=6s （2）傳送帶速度至少 【解析】（1）對滑塊：根據(jù)牛頓第

22、二定律 當(dāng)滑塊和傳送到帶共速時(shí)： ； ；滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間， 則 滑塊全程加速用時(shí)最短，需要加速到B端速度不大于傳送帶速度，而 則傳送帶速度至少 綜上所述本題答案是：（1） ；（2）傳送帶速度至少 17（1）0.1 （2）2.4 m/s （3）3.0 m/s【解析】試題分析： A、B的速度達(dá)到相同后，共同在冰面上滑行，做勻減速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出動(dòng)摩擦因數(shù)；在A、B的速度達(dá)到相同前，分別以AB為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律求出它們的加速度，再由速度公式求解；根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式與速度公式可以求出最大初速度。（1）小物塊和木板一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度位移公式可得加速度為： 對整體，由牛頓第二定律得 解得：