人教版（2019）高一物理 必修第一冊4牛頓運動定律的應用鞏固練習

牛頓運動定律的應用鞏固練習

一、單選題（每一小題只有一個正確答案）

1.一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7依，在14N的恒定合外力作用下，則5s末的速度及

5s內(nèi)通過的路程為（）

A.8m/s25mB.2m/s25m

C.10m/s25mD.10m/s12.5m

2.如圖所示，質(zhì)量均為機的A、B兩小球用兩輕彈簧連接懸掛于天花板上并處于靜止

狀態(tài)，已知重力加速度為g.現(xiàn)在B上再施加一豎直向下的大小為，咫的力，在力剛

作用于B球的瞬間（）

A.B求加速度大小為/A球加速度大小為科

B.B求加速度大小為2g,4球加速度大小為0

C.B求加速度大小為0,A球加速度大小為g

D.B求加速度大小為g,A球加速度大小為0

3.如圖所示，足夠長的水平傳送帶以%=2m/s的速度勻速運行.t=0時刻，在左端

輕放一質(zhì)量為，〃的小滑塊，t=2s時刻傳送帶突然被制動而停止.已知滑塊與傳送

帶之間的動摩擦因數(shù)〃=02則t=2.5s時滑塊的速度為（）

%_______________________

A.3m/sB.2m/sC.Im/sD.0

4.一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運行.現(xiàn)將一個木炭包無初速地放在傳

送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會留下一段黑色的軌跡.下列說法中正確的是

（）

左,右

A.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側

B.木炭包的質(zhì)量越大，徑跡的長度越短

C.傳送帶運動的速度越大，徑跡的長度越短

D.木炭包與傳送帶間動摩擦因數(shù)越大，徑跡的長度越短

5.如圖所示，傳送帶與地面成夾角。=37。，以10m/s的速度

逆時針轉動，在傳送帶上端輕輕地放一個質(zhì)量m=0.5kg

的物體，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,已知傳送帶

AB的長度L=16m,則物體從A到B需要的時間為

()(g=10m/s2,sm37°=0.6,cos37°=0.8)

A.1.6sB.2.1sD.2s

6.如圖所示，質(zhì)量為M的斜劈形物體放在水平地面上，質(zhì)

量為根的粗糙物塊以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑,

至速度為零后又加速返回，而物體M始終保持靜止，則

在物塊機上、下滑動的整個過程中（）

A.地面對物體M的摩擦力大小相同

B.地面對物體”的支持力總小于（M+m）g

C.地面對物體M的摩擦力先向右后向左

D.地面對物體M的摩擦力先向左后向右

7.如圖所示，質(zhì)量為Tn】=2kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為

M=5kg的箱子8相連,箱子底板上放一質(zhì)量為tn?=1kg的物體C,

不計定滑輪的質(zhì)量和一切阻力，在箱子加速下落的過程中，取

g=10m/s2,下列正確的是（）

A.物體A處于失重狀態(tài)，加速度大小為10m/s2

B.物體A處于超重狀態(tài)，加速度大小為20m/s2

C.物體C處于失重狀態(tài)，對箱子的壓力大小為5N

D.輕繩對定滑輪的作用力大小為80N

8.如圖甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊4。木板B受

到隨時間/變化的水平拉力F作用時，木板8的加速度。與拉力F的關系圖象如圖

乙所示，則小滑塊A的質(zhì)量為（）

第2頁，共14頁

圖甲圖乙

A.4kgB.3kgC.2kgD.1kg

9.如圖所示，初始時刻靜止在水平面上的兩物體4,B

堆疊在一起，現(xiàn)對A施加一水平向右的拉力F,下列

說法正確的是（）

A.若地面光滑，無論拉力尸為多大，兩物體一定不會發(fā)生相對滑動

B.若地面粗糙，A向右運動，8是否運動決定于拉力F的大小

C.若兩物體一起運動，則A、B間無摩擦力

D.若A、B間發(fā)生相對滑動，則物體A從物體B左端滑到右端的時間與拉力廠的

大小有關

10.如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為M和"?，用跨過光

滑定滑輪的輕繩相連,A物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為〃，

重力加速度為g,在A物體加速向右運動過程中（B物體落

地前），A的加速度大小為（）

「mg/Mgmg-〃Mg

A.gB.詈D.

M*MM+m

二、多選題（有多個選項，錯選或多選均不得分）

11.在水平面上靜止地放一足夠長木板N,將一鐵塊M放

在木板上，在長木板的右端加一水平向右的拉力凡

拉力的大小由零逐漸增大，已知鐵塊的質(zhì)量為2加、

長木板的質(zhì)量為〃3鐵塊與長木板間的摩擦因數(shù)為〃、長木板與水平間的動摩擦因

數(shù)為0.5%且滿足最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度用g表示，貝M）

A.如果外力F<2png,則鐵塊與長木板靜止在水平面上不動

B.如果外力F=則鐵塊的加速度大小為:“g

C.如果外力F>3nmg,則鐵塊與長木板之間有相對運動

D.在逐漸增大外力F的過程中，鐵塊加速度的最大值為“g

12.如圖所示，一足夠長的光滑斜面，傾角為9,一彈簧上端固定

在斜面的頂端，下端與物體6相連，物體h上表面粗糙，在

其上面放一物體小a、匕間的動摩擦因數(shù)為4（/z>tan。），將

物體心匕從0點由靜止開始釋放，釋放時彈簧恰好處于自由

伸長狀態(tài)，當6滑到A點時，a剛好從6上開始滑動；滑到B

點時a剛好從〃上滑下，人也恰好速度為零，設a、b間的最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力.下列對物體八匕運動情況描述正確的是（）

A.從。到A的過程，兩者一直加速，加速度大小從zngsin。一直減小，在4點減

為零

B.經(jīng)過A點時，〃、b均已進入到減速狀態(tài)，此時加速度大小是gGucos。-sin。）

C.從A到B的過程中，〃的加速度不變，6的加速度在增大，速度在減小

D.經(jīng)過B點，〃掉下后，人開始反向運動但不會滑到開始下滑的。點

13.如圖所示，A、B兩小球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計，傾角

為。的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細線均平行于斜面，在

細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是（），3城”

A.B球的受力情況未變，瞬時加速度為零

B.兩個小球的瞬時加速度均沿斜面向下，大小均為gsin。

C.A球的瞬時加速度沿斜面向下，大小為2gsm8

D.彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時加速度向上，A球的瞬時加速度向下，4、8兩

球瞬時加速度都不為零

14.如圖，小球從光滑斜面頂端A點由靜止滑下，到底端B點后平滑過渡進入粗糙水平

面，滑行至C點停下，整個過程小球的速率隨時間變化的圖象如圖，g=10m/s2,

由圖象可知（）

A.斜面傾角等于37。

B.粗糙水平面與物體間的摩擦因數(shù)為0.25

C.斜面長度為5m

D.粗糙水平面上8c長度為5根

三、計算題（寫清必要的解題步驟）

15.如甲圖所示，質(zhì)量為M=4kg足夠長的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的中點

放一個質(zhì)量m=4的大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為〃=0.2,

設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。兩物塊開始均靜止，從t=0時刻起鐵塊機受到

第4頁，共14頁

水平向右,大小如圖乙所示的拉力F的作用，F(xiàn)共作用時間為6s,(取g=10rn/s2)求:

(1)鐵塊和木板在前2s的加速度大小分別為多少？

(2)鐵塊和木板相對靜止前，運動的位移大小各為多少？

(3)力尸作用的最后2s內(nèi)，鐵塊和木板的位移大小分別是多少？

16.如圖所示，傳送帶與水平地面的傾角。=37。，A、B兩

端相距5.0m,質(zhì)量為M=10kg的物塊以"o=6.0m/s的

速度沿A8方向從A端滑上傳送帶，物塊與傳送帶間的

動摩擦因數(shù)處處相同，均為4=0.5,傳送帶順時針勻速

運轉。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37。=0.8)求：

(1)當運轉的速度。=2.0m/s時，物塊在傳送帶上上升的最大高度;

(2)運轉的速度至少為多大時，物塊從A點到達B點時間最短，最短時間又是多少？

17.如圖甲所示，質(zhì)量為M=5kg足夠長的長木板B靜止在水平面上，在其右端放一質(zhì)

量m=1kg的小滑塊4(可視為質(zhì)點).初始時刻，A、3分別以孫向左、向右運動，A、

8的u-t圖象如圖所示(取向右為正方向).若已知A向左運動的最大位移為4.5m,

各接觸面均粗糙，g取10m/s2.求：

(1)4與3間的動摩擦因數(shù)〃I，地面與B的動摩擦因數(shù)的.

(2)從開始到最終停下，長木板8相對地面的位移大小x.

18.如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端與木塊3相連，木

塊A放在B上,兩木塊的質(zhì)量均為"，，在豎直向下的力F作用下,A、

B均靜止，然后將力尸突然撤去，之后的運動過程中48始終不分

離，重力加速度為g,問：

(1)力尸剛撤去時，木塊A、8的加速度為多大？

(2)4、B共同運動到最高點時，8對A的支持力為多大？

(3)為使A、B始終不分離，力尸應滿足什么條件？

第6頁，共14頁

答案和解析

1.C

解：根據(jù)牛頓第二定律得，物體的加速度為：a=W=^m/s2=2m/s2,

則5s末的速度為：v=at=2x5m/s=10m/s,

5s內(nèi)的路程為：x=|at2=1x2x25m=25m。

故C正確，A、B、。錯誤。

2.D

解：在B上再施加一豎直向下的大小為，移的力前，上方的彈簧對整體的拉力是2〃吆,

下方的彈簧對B球拉力是mg；

在B上再施加一豎直向下的大小為mg的力后，上方彈簧的拉力和下方的彈簧拉力不變,

球A受重力，上方彈簧的拉力及下方彈簧的拉力，合力為：F^.=F-mg-mg=O,

故加速度為a=0；

對B,受到重力，向上的拉力，及向下的拉力，根據(jù)牛頓第二定律可知：mg+mg-mg=

ma,解得a=g,故。正確，ABC錯誤。

3.C

【解答】

物塊在傳送帶上的加速度為：a=鬻==2m/s2,達到傳送帶速度時的時間為：

ti=：=WW=ls，則物塊勻速運動的時間為：t2=2s-Is=Is,物塊勻減速運動

4Til[

的加速度大小為:a'=-臂=一〃g=-2m/s2,減速的時間為：t3=2.5s-2s=0.5s,

t=2.5s時滑塊的速度為：v=v0+a't3=2+(—2)x0.5=lm/s,ABD錯誤，C正確。

4.0

A、剛放上木炭包時，木炭包的速度慢，傳送帶的速度快，木炭包向后滑動，所以黑色

的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的右側，所以A錯誤.

BCD.木炭包在傳送帶上運動靠的是與傳送帶之間的摩擦力，摩擦力作為它的合力產(chǎn)生

加速度，

所以由牛頓第二定律知，nmg=ma,所以a=〃g,

當達到共同速度時，不再有相對滑動，

由盧=2ax得，木炭包位移x天=

設相對滑動的時間為，，

由u=at,得￡=5，

?2

此時傳送帶的位移為X於=仇吟,

?2

所以滑動的位移是△x=x傳一%木=W，

5.D

解：物體放上傳送帶后，開始一段時間S內(nèi)做初速度為0的勻加速直線運動，小物體受

到沿斜面向下的摩擦力：

由牛頓第二定律得：mgsind4-/xmgcosO=ma,解得：a=10m/s2,

當物體速度增加到10m/s時產(chǎn)生的位移：x=A=黑=5m<16m.

所用時間為：t"=啜=ls,

a10

所以物體速度增加到10m/s后，由于mgsin。>nmgcosO,

物體將受沿傳送帶向上的摩擦力直線運動，

加速度：。2=_gsin?—Reos?=iox0.6—0.5x10x0.8=2m/s2,

勻加速運動的位移為16-x,設所用時間為t',

則16-x=11="'+[at'2,解得：t'-1s,運動時間：t怒=Is+Is=2s；故ABC

錯誤，。正確；

6.B

4CD.物體先減速上滑，后加速下滑，加速度一直沿斜面向下，對整體受力分析，受到總

重力、支持力和向左的靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有

在x軸上受力分析：f=macosd...(T)

在y軸上受力分析：(M+m)g—N=(M+m)asind...②

物體上滑時，受力如圖，根據(jù)牛頓第二定律，有

第8頁，共14頁

mgsind+林mgcos。=zna]...③

物體下滑時，受力如圖，根據(jù)牛頓第二定律，有

mgsind—nmgcosB—ma2...④

由上分析可知，地面對斜面體的靜摩擦力方向一直未變，向左，但大小不同，故ACQ

錯誤；

B.由②式，地面對物體M的支持力總小于+m)g,故8正確；

7.C

解：4B.設加速度大小為“，對物體A,受到重力和拉力，根據(jù)牛頓第二定律，有：

T-mrg=m^a-,對物體8C整體，根據(jù)牛頓第二定律，有：(M+m2')g-T=(M+m2)a；

聯(lián)立解得：a=5m/s2,T=30/V,物體A以的5m/s2加速度加速上升，超重，故A錯

誤，B錯誤；

C.物體C受重力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律，有：m2g-N=m2a,解得

N=m2(5-a)=1x(10-5)N=5N,故C正確；

。.滑輪受力平衡，故27=尸；故輕繩對定滑輪的作用力為60N,故。錯誤.

8.8

解：由圖知，當F=8N時，加速度為：a=2zn/s2,

對整體分析，由牛頓第二定律有：F=(皿4+ni8)a,代入數(shù)據(jù)解得：mA+mB=4kg,

當尸大于8N時,4、8發(fā)生相對滑動，根據(jù)牛頓第二定律得:對8有:。=安心=高尸一

mB

由圖示圖象可知，圖線的斜率：卜=2=*=2=1，解得：m=1kg,滑塊A的

nigZlro-oB-

質(zhì)量為：mA=3kgo

9.D

解：4、若地面光滑，整體研究，以8達到最大靜摩擦力時，加速度達到最大，再由牛

頓第二定律，依據(jù)隔離法，求得拉力F,因此兩物體是否會滑動，拉力F有大小限制，

故A錯誤；

B、若地面粗糙，A向右運動，根據(jù)摩擦力的方向，從而確定A8間，及地面與B間的摩

擦力大小關系，從而確定運動情況，8是否運動與拉力F大小無關，故B錯誤；

C、若兩物體一起運動，不論是勻速，還是變速，則4、B間一定存在摩擦力，故C錯

誤；

D、若A、B間發(fā)生相對滑動，則物體A從物體B左端滑到右端的時間，設為則有

22

\aAt-\aBt=L,而4的加速度大小與拉力廠的大小有關，故。正確；

故選：D.

A、若地面光滑，則由A8間達到最大靜摩擦力，結合牛頓第二定律，求得最大加速度，

從而求得拉力F；

B、當?shù)孛娲植?，B是否運動，取決于A8間，及地面與B間的摩擦力大小；

C、由運動情況，結合牛頓運動定律，確定受力情況；

。、根據(jù)運動學公式，結合相對位移，與牛頓第二定律，即可求解.

10.D

8落地前，48具有相同的加速度，對于AB整體由牛頓第二定律得：mg-fiMg=(M+

m)a

解得：&=嚓也，故。正確，ABC錯誤。

M+m

HBD

A.N與地面的最大靜摩擦力/=0.5〃x3mg=若F<可知鐵塊與長木

板不一定靜止在水平面上不動，故A錯誤；

A如果外力F=1Mg，假設M和N保持相對靜止，整體的加速度a=…方？=)。，

此時M和N間的摩擦力尸=2ma=誓<假設成立,可知鐵塊的加速度為

故2正確；

C.M和N發(fā)生相對滑動的臨界加速度a=〃g,對整體分析，F(xiàn)-0.5〃?3mg=3ma,解

得發(fā)生相對滑動的最小外力尸=4.5卬ng,故C錯誤；

DM和N發(fā)生相對滑動的臨界加速度a=〃g,可知增大外力F的過程中，鐵塊的最大

加速度為〃g，故。正確。

12.BC

A、釋放時彈簧恰好處于自由伸長狀態(tài)，斜面光滑，二者具有向下的加速度，彈簧伸長，

彈簧拉力增大，則二者做加速度逐漸減小的加速運動，

以“為研究對象，取沿斜面向下為正方向，有：mgsinO-f-ma

第10頁，共14頁

得：f=mgsind—ma

可見只要a物體具有向下的加速度，則/'<mgsin。<〃7ngcosO,即所受摩擦力小于最

大靜摩擦力，物體不會滑動，

當二者加速度為零，即(M+m)gsin9=f^,之后彈簧繼續(xù)伸長，則力開始具有沿斜

面向上的加速度，即開始減速運動，以〃為研究對象，取沿斜面向上為正方向，有：

f—mgsinO=ma'

當「有最大值時優(yōu)有最大值，又篇以=fimgcosd

則a'=〃gcos。-gsinO,之后匕加速度繼續(xù)增大而。加速度保持不變，二者發(fā)生相對滑

動，

故經(jīng)過A點時，“、匕均己進入到減速狀態(tài)，此時加速度大小是g(〃cos。-sin。)，A錯

誤，8c正確；

。、在“掉下后，〃將以新的平衡位置為中心做簡諧振動，由對稱性可推斷出6將沖過O

點，即b的最高點將在。點之上，選項。錯誤.

13.AC

解：設兩球的質(zhì)量均為m,對8分析，知彈簧的彈力F=mgs)。，

當燒斷細線的瞬間，彈簧的彈力不變，隔離對8分析，2的受力情況不變，合力為零，

則瞬時加速度為零.

對A，根據(jù)牛頓第二定律得，以=F+m*=2gs譏d方向沿斜面向下.故A、C正確，

B、。錯誤.

14.8。

A.物體從A到B過程，斜面光滑，所以有：w^sina=max從圖象上可以讀出：

%=5zn/s?…②聯(lián)立①②解得：c3(),所以A錯誤；

8.從8到C過程有：771a2=〃7ng…③從圖象上可以讀出，在8c段的加速度大小

2

a2=2.5m/s…④聯(lián)立③④解得：〃=0.25,所以8正確；

C.斜面長為：Si=|X5x1m=2.5團，所以C錯誤；

長度為：s2=x5x2m=5mf所以。正確。

15.解：(1)前2s,對鐵塊"z：F-/img=mar,

代入數(shù)據(jù)解得：=3m/s2

對M：fimg=Ma2，

2

代入數(shù)據(jù)解得：a2=2m/s

(2)2s內(nèi)m的位移為%i=[ait/=|x3x227n=6m

M的位移為%2—~a2^i2=jx2x22m=4m

2s后，對加，F(xiàn)f-(img=ma\,代入數(shù)據(jù)優(yōu)1=lm/s2,勻加速；

對M,[img=Mg'代入數(shù)據(jù)解得優(yōu)2=2m/s2,勻加速；

設在經(jīng)過環(huán)時間兩物體速度相同為也則u=的耳+a\t0=a2tl+優(yōu)2to

解得耳=2s,v—8m/s

在無內(nèi)鐵塊m的位移為％'1=%:+%=等x2zn=14m

木板M的位移工‘2=■%—等x2m=12m

所以鐵塊和板相對靜止前，鐵塊運動位移為％鐵發(fā)=與+*=20m

所以鐵塊和板相對靜止前，木板運動位移為工次板=%2+x，2=16M

(3)最后2s鐵塊和木板相對靜止，一起以初速度17=8m/s做勻加速運動，對鐵塊和木板

整體分析

F=(M+m)a

F12

。=^^=中*=1，5*

兩者的位移為尤3=udt+|a(Zlt)2=8x2m4-1x1.5x22m=19m

16.解：(1)重力沿斜面方向的分力:Mgsin370=10x10x0.6/V=60/V

摩擦力大?。篺=iiMgcosO=0.5x10x10x0.8/V=40/V

開始時物體相對傳送帶向上滑動，物體所受摩擦力沿斜面向下，

根據(jù)牛頓第二定律得：Mgsin9+林Mgcos。=Ma

解得：Q=10m/s2

達到與傳送帶速度相等需要的時間：t=貯=Ms=0.4s

a10

這段時間內(nèi)物體的位移為：x==等X0.4m=1.6m

物塊所受沿斜面向上的摩擦力小于重力的分力，

由牛頓第二定律得：Mgsin370—fiMgcosd=ma',解得：a'=2m/s2

物塊繼續(xù)向上做勻減速直線運動，當速度為零時，

位移：x'=—=—m=lm,之后物塊沿傳送帶向下加速運動，

2a/2X2

物塊沿傳送帶上升的最大位移：s=%+%'=1.6m+Im=2.6m

物塊上升的最大高度：h=ssind=2.6xsin37°m=1.56m；

(2)物塊受到的摩擦力始終沿斜面向上時物塊到達8端的時間最短，

摩擦力始終沿斜面向上，物塊的加速度：a'=2m/s2

2

由勻變速直線運動的位移公式得：L=vot-\a't'

解得：tr=Is,t'=5s

當時間為]=3s時物塊速度變?yōu)榱悖缓笙蛳禄瑒?，t'=5s不合題意，舍去

則物塊從A點到達B點最短運動時間為1s；

物塊到達3時的速度：V=%+artf=6m/s—2xlm/s=4m/s

第12頁，共14頁

要使物塊受到的摩擦力始終沿斜面向上，物塊的速度應始終大于傳送帶的速度，傳送帶

速度至少為6m/s。

答:(1)當運轉的速度。=2.0rn/s時，物塊在傳送帶上上升的最大高度為1.56加；

(2)運轉的速度至少為6M/S時，物塊從A點到達2點時間最短，最短時間是1s。

17.解：(1)4先向左做勻減速直線運動，減速運動的時間為1.5s,

由勻變速直線運動的位移公式得：xA1^laAtl，

解得：%=等=等=4m/s2,

對A由牛頓第二定律得：%mg=maA,

解得：Mi=y=^=0.4；

A、B的初速度大小：v0=aAtt=4x1,5m/s=6m