牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用檢測【含答案】

4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

一、單選題

1.如圖所示，一條足夠長的淺色水平傳送帶自左向右勻速運(yùn)行。現(xiàn)將一個(gè)木炭包無初速度地放在傳

送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會(huì)留下一段黑色的徑跡。下列說法中正確的是（）

A.此時(shí)木炭包相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)

B.木炭包的質(zhì)量越大，剛放上去時(shí)的加速度越大

C.木炭包剛放上去時(shí)的加速度大小，與它和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)無關(guān)

D.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左惻

2.如圖所示，一木板放在水平地面上，木板上面放置一個(gè)木塊，木塊左端通過輕質(zhì)彈簧測力計(jì)固定

在直立的墻壁上。用廠向右拉動(dòng)木板，使它以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為兀

下面說法正確的是（）

A.木塊受靜摩擦力作用

B.地面受靜摩擦力作用

C.若木板以2y的速度運(yùn)動(dòng)，木板受到的摩擦力大小等于2r

D.若用3尸的力作用在木板上，木塊所受摩擦力的大小也等于T

3.傾角為37。的光滑固定斜面上，有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧連接的質(zhì)量均為1kg的小球小B，在如圖所

示的水平向左的推力”作用下，一起沿斜面以4m/s2的加速度向上做勻加速運(yùn)動(dòng).已知彈簧的原長

為20cm,勁度系數(shù)為200N/m,sin37o=0.6,cos37o=0.8.此時(shí)彈簧的長度，和推力尸的大小分別

為

A.0.25m?25NB.0.15m,25N

C.0.25m,12.5ND.0.15m,12.5N

4.如圖所示，在光滑水平面上有一段質(zhì)量分布均勻的粗麻繩，繩子在水平向右的恒力/作用下做勻

加速直線運(yùn)動(dòng).繩子上某一點(diǎn)到繩子左端的距離為％,設(shè)該點(diǎn)處的張力為7,則最能正確反映7與工

之間的關(guān)系的圖象是()

5.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為陽=1kg、勿2=4kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤

連接。兩個(gè)大小分別為R=34N、尸2=24N的水平拉力分別作用在加、物上，則達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，

下列說法不正確的是()

'/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃，?

A.mi、加2以2m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)

B.彈簧秤的示數(shù)是10N

C.在突然撤去尸2的瞬間，S2的加速度大小為8m/s2

D.在突然撤去Q的瞬間，見的加速更大小為32m/s2

6.如圖所示，高空滑索是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)人用輕繩通過輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在傾角Q30。的鋼索

上運(yùn)動(dòng)，在下滑過程中輕繩始終保持如圖所示的狀態(tài).不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是

A.人隨環(huán)一起減速下滑

B.人隨環(huán)一起勻速下滑

C.鋼索對(duì)輕環(huán)無摩擦力

D.鋼索對(duì)輕環(huán)的作用力小于人的重力

二、多選題

7.一水平加速度測量儀裝置構(gòu)造如圖所示，在沿水平方向安裝的固定光滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為加的

滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為人的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定端相連，滑塊原來靜止,

彈簧處于自然長度，滑塊上的指針指在。點(diǎn)，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，若指針向右偏離。點(diǎn)的

距離為X,則滑塊的（）

A,加速度方向向左B.速度方向向右C.加速度大小為一D.加速度大小為——

mm

8.如圖甲所示，一個(gè)小環(huán)套在粗糙的細(xì)桿上且處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一沿斜桿向上且逐漸增大的力尸

拉該小環(huán)，使它沿桿向上運(yùn)動(dòng)，小環(huán)的加速度。隨力尸變化的圖像如圖乙所示重力加速度

g=10m/s\根據(jù)圖乙中的信息可以計(jì)算出（）

A.小環(huán)的質(zhì)量為，〃=0.4kg

B.小環(huán)的質(zhì)量為陽=2.5kg

C.小環(huán)沿桿向上勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力為b=15N

D.小環(huán)沿桿向上勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力為尸=12N

9.中澳美“科瓦里?2019”特種兵聯(lián)合演練于8月28日至9月4日在澳大利亞舉行，中國空軍空降

兵部隊(duì)首次派員參加。一名特種兵從空中靜止的直升飛機(jī)上抓住一根豎直懸繩由靜止開始下滑，運(yùn)

動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，，2時(shí)刻特種兵著地。下列說法正確的是（）

A.在一?/2時(shí)間內(nèi)平均速度萬＞"："

B.在。?/2時(shí)間內(nèi)特種兵所受懸繩的阻力越來越大

C.在。?A時(shí)間內(nèi)加速度不變，在力?Z2時(shí)間內(nèi)加速度減小

D.若第一個(gè)特種兵開始減速時(shí)第二個(gè)特種兵立即以同樣的方式下滑，則他們?cè)趹依K上的距離先減

小后增大

io.如圖所示，一根豎直的彈簧懸下端鏈接??個(gè)質(zhì)量為用的光滑小球處于斜面和擋板之間，小球和

斜面擋板均接觸，下列說法正確的是（）

A.若小球和斜面之間有彈力，則小球和擋板之間一定有彈力

B.若小球與斜面之間有彈力，則小球和擋板之間不一定有彈力

C.若小球與擋板之間有彈力，則小球與彈簧之間一定有彈力

D.若小球與擋板之間有彈力，則小球與彈簧之間不一定有彈力

II.高鐵已成為重要的“中國名片”。一輛由8節(jié)車廂編組的列車，從車頭開始的第2、3、6和7

共四節(jié)為動(dòng)力車廂，其余為非動(dòng)力車廂.列車在平直軌道上旬加速啟動(dòng)時(shí)，若每節(jié)動(dòng)力車廂牽引力

大小均為尸，每節(jié)車廂質(zhì)量均為小，所受阻力均為f則（）

A,列車的加速度為

2m

B.列車的加速度為

m

C.第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車廂的作用力為0

D.第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車廂的作用力為廣4

12.如圖甲所示，質(zhì)量分別為小、M的物體A、B靜止在勁度系數(shù)4的彈簧上，A與B不粘連?，F(xiàn)

對(duì)物體A施加豎直向上的力尸，AB一起上升，若以兩物體靜止時(shí)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，兩物體的加

速度隨位移的變化關(guān)系如圖乙所示,重力加速度為g,則（）

:bl

0

圖甲圖乙

A.在圖乙中尸。段表示拉力廠逐漸減小

B.在圖乙中0S段表示物體減速上升

C.位移為xi時(shí)，A、B之間彈力大小為mg-米|一加?

D.位移為X3時(shí)，A、B一起運(yùn)動(dòng)的速度大小為小旬（工2+工3）

三、解答題

13.如圖所示，質(zhì)量為7.8kg的金屬塊放在水平桌面上，在與水平成37°角斜向上、大小為30N的拉

力尸作用下，以4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知sin370=0.6,cos37°=0.8,g取lOm/s?。

⑴求金屬塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

⑵如果從某時(shí)刻起撤去拉力，則撤去拉力后金屬塊在桌面上還能滑行多遠(yuǎn)？

14.如圖所示，傾角為37°的粗糙斜面固定在水平地面上，物體加在沿斜面的拉力b二8N作用下向

上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去尸后發(fā)現(xiàn)物體能返回下滑，若知下滑時(shí)物體所受合力為4N,沿

斜面向下，設(shè)物體與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

求：

⑴撤去尸時(shí)，物體受到的摩擦力大小及方向；

⑵物體的質(zhì)量m和滑動(dòng)摩擦因數(shù)〃。

15.質(zhì)量陽=10kg的行李箱放在水平地面上，行李箱與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為4=0.4,用與水平成

。=37°、斜向上的大小為尸=50N的拉力拉動(dòng)行李箱，使行李箱由靜止開始沿水平地面運(yùn)動(dòng)，5s

后撤去拉力。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)撤去拉力瞬間行李箱的速度v大小；

⑵行李箱在地面運(yùn)動(dòng)全過程的平均速度大小。

16.如圖所示，皮帶運(yùn)輸機(jī)是靠貨物和傳送皮帶之間的靜摩擦力，把貨物送往高處的。如果貨物和

傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為由。(這里可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)

3

(1)傳送帶和水平方向的夾角要小于多少度才能把物體送上去？

⑵若滿足上述條件且皮帶長為9m。將一袋貨物放在皮帶底端，啟動(dòng)電機(jī)。當(dāng)物體隨皮帶以0.5m/s2

的加速度上升時(shí)，物體到達(dá)頂端需要多長時(shí)間？到達(dá)頂端時(shí)物體的速度是多少？

17.航母阻攔索就是設(shè)置在航母甲板上與艦載機(jī)滑行方向垂直的強(qiáng)度較高且彈性十足的繩索，艦載

機(jī)在航母降落后，尾部的鉤子能及時(shí)鉤住阻攔索，這樣它就可以快速停下。某同學(xué)使用尾部加裝有

光滑掛鉤的玩具飛機(jī)和橡皮筋模擬了卜述阻攔過程C如圖所示，用兩個(gè)圖釘將一根橡皮筋的兩端固

定在水平桌面上相距12cm的6、6兩點(diǎn)，橡皮筋恰好處于原長，現(xiàn)給玩具飛機(jī)一個(gè)初速度，使它

在桌面上沿鳥連線的中垂線方向自左向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它經(jīng)過q點(diǎn)時(shí)，掛鉤恰好鉤住橡皮筋的中

點(diǎn)，此時(shí)玩具飛機(jī)的速度是%=0.6m/s,此后它繼續(xù)向前滑行13cm至。3點(diǎn)處速度減為0。已知

實(shí)驗(yàn)所用橡皮筋的彈力遵從胡克定律，勁度系數(shù)上=12.5N/m,玩具飛機(jī)的質(zhì)量為1kg,不計(jì)玩具

飛機(jī)在滑行過程受到的桌面及空氣給它的阻力作用。

(1)若視玩具飛機(jī)鉤住橡皮筋后滑行過程為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，求玩具飛機(jī)的加速度是多大？

⑵事實(shí)上玩具飛機(jī)鉤住橡皮筋后滑行過程并不是勻減速的，求玩具飛機(jī)尾鉤鉤住橡皮筋后向前滑行

8cm經(jīng)過。2點(diǎn)時(shí)加速度是多大？

答案

1.A

【詳解】

A.開始放上木炭包時(shí)傳送帶的速度大于木炭包的速度，此時(shí)木炭包相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A

正確；

BC.剛放上去時(shí)的加速度

m

與木炭包的質(zhì)量無關(guān)，與它和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；

D.開始放上木炭包時(shí)傳送帶的速度大于木炭包的速度，則黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的右側(cè)，選

項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Ao

2.D

【分析】

摩擦力產(chǎn)生的條件；

1.接觸面粗糙

2.接觸處有壓力

3.兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)

【詳解】

AD.根據(jù)產(chǎn)生摩擦力的條件，木塊相對(duì)木板有向左運(yùn)動(dòng)，所以有滑動(dòng)摩擦力且由平衡條件可知木塊

受到的滑動(dòng)摩擦力為T,故A錯(cuò)誤，D正確；

B.根據(jù)產(chǎn)生摩擦力的條件，木板相在地面有向右運(yùn)動(dòng)，所以有滑動(dòng)摩擦力，故B錯(cuò)誤；

C.若木板以2V的速度運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知木板受到木塊對(duì)它摩擦力大小等于7,地面對(duì)它的摩

擦力大小等于(F-T),故C錯(cuò)誤。

故選D。

3.A

【詳解】

以整體為研究對(duì)象，受力分析，如圖,

2mg

根據(jù)牛頓第二定律，沿斜面方向有：Fcos370-2wgsin37<>=2wa

代入數(shù)據(jù)解得尸=25N

以力為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律得

沿斜面方向有：^(/-/o)-/ngsin37。=ma

其中,/o=2Oc/n=O.2/M,k=200N/m,m=\kg

代入數(shù)據(jù)解得/=0.25〃？

故力正確，4co錯(cuò)誤.

故選:A

先以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求出力F的大小；然后對(duì)A研究，運(yùn)用牛頓第二定律和胡

克定律可以求出彈簧伸長的長度，進(jìn)一步求出彈簧的長度L

4.A

【詳解】

設(shè)單位長度質(zhì)量為〃，，對(duì)整體分析根據(jù)牛頓第二定律有

F=Lma

則對(duì)x分析可知

T=xma

聯(lián)立解得

丁T=-尸x

L

故可知r與x成正比；且尸。時(shí)，r=o,故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

5.R

【詳解】

A.以整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得

F「F?=(〃％+〃72)Q

解得々=2m/s2,故A正確；

B.以〃?2為對(duì)象，可得

F-F2=m2a

解得尸二32N,故B錯(cuò)誤；

C.撤去呂時(shí)，彈簧的彈力還未發(fā)生改變，故加2的加速度為

F,

a.=——=8m/s“

'm2

C正確:

D.撤去耳時(shí)，彈簧的彈力還未發(fā)生改變，故〃％的加速度為

2

ax=—=32m/s

故D正確；

故選Bo

6.D

【詳解】

AB.以人為研究對(duì)象，人受到重力和繩子的拉力兩個(gè)作用，人沿桿的方向做直線運(yùn)動(dòng)，合力沿桿向下,

故人隨環(huán)一起加速下滑，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

C.若鋼索對(duì)輕環(huán)無摩擦力，則鋼索應(yīng)該與桿垂直，因現(xiàn)在鋼索與桿不垂直，則鋼索對(duì)輕環(huán)有摩擦力,

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)對(duì)人的受力分析可知，當(dāng)鋼索與桿垂直時(shí)鋼索的拉力為mgcos30。〈加g,若鋼索的方向豎直向

下時(shí)，此時(shí)拉力等于mg,故在題中所在位置時(shí)，鋼索的拉力小于人的重力，而鋼索對(duì)輕環(huán)的作用力

等于鋼索對(duì)人的作用力，故鋼索對(duì)輕環(huán)的作用力小于人的重力，選項(xiàng)D正確：

故選D.

考點(diǎn)：牛頓第二定律的應(yīng)用

【名師點(diǎn)睛】

解答此題要搞清鋼索和桿垂直和鋼索豎直向下的兩種情況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)榇藸顟B(tài)介于兩種狀態(tài)

之間，故可分析結(jié)論.

7.BD

【詳

小物體受到左側(cè)彈簧的向右的彈力，大小為Ax,同時(shí)小物體還受到右側(cè)彈簧的向右的彈力，大小也

為kx,故合力為

F=2kx

方向水平向右。

根據(jù)牛頓第二定律有

F2kx

a=-=----

tntn

方向水平向右

由于滑塊原來靜止，故速度方向向右。

選項(xiàng)BD正確，AC錯(cuò)誤。

故選BDo

8.RC

【詳解】

由圖乙中可以看出，當(dāng)拉力為15N時(shí),加速度為0,此時(shí)拉力等于摩擦力和沿斜面向下的重力的分

力之和，所以小環(huán)沿桿向上勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力為產(chǎn)=15N。當(dāng)拉力為30N時(shí)，加速度為6m/s2,

則有

F-F合=ma

代入解得加=2.奴。故BC正確，AC錯(cuò)誤。

故選BC。

9.AB

【詳解】

A.在■?f2時(shí)間內(nèi)，若特種兵做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由也減速到也,則平均速度"="生，根據(jù)圖線與

時(shí)間軸圍成的面積表示位移，可知特種兵圖像中非勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大于勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移，則

平均速度斤故A正確；

2

B.在力?及時(shí)間內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律通過對(duì)特種兵受力分析，得

f-mg=ma

整理得

f=ma+mg

又因?yàn)楦鶕?jù)圖像斜率可知，加速度。增大，所以特種兵所受懸繩的阻力越來越大，故B正確；

C.在OFi時(shí)間內(nèi)，圖線的斜率不變，則加速度不變，在。?f2時(shí)間內(nèi)圖線切線的斜率絕對(duì)值逐漸

增大，則加速度逐漸增大，故C錯(cuò)誤；

D.若第一個(gè)特種兵開始減速時(shí)（即Z時(shí)刻）第二個(gè)特種兵立即以同樣的方式下滑，由圖像可知，

由于第一個(gè)特種兵的速度先大于第二個(gè)特種兵的速度，然后又小于第二個(gè)特種兵的速度，所以空中

的距離先增大后減小，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

圖像斜率代表加速度，面積代表位移，與y軸交點(diǎn)有初速度，與x軸交點(diǎn)延時(shí)出發(fā)，在x軸上方速度

為正向，下方為負(fù)向等等。

10.AD

【詳解】

AB.已知小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即小球受力平衡。對(duì)小球受力分析，有重力，若小球和斜面之間有彈

力，彈力方向斜向左上方與斜面垂直，將這個(gè)彈力分解到水平方向和豎直方向。要想使小球受力平

衡：若小球與彈簧之間有彈力，則小球與擋板之間一定有彈力：若小球與彈簧之間沒有彈力，則小

球與擋板之間一定有彈力。所以，小球與擋板之間一定有彈力，小球與彈簧之間不一定有彈力，所

以A正確，B錯(cuò)誤；

CD.已知小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即小球受力平衡。對(duì)小球受力分析，有重力，若小球與擋板之間有彈

力，彈力方向水平向右。要想使小球受力平衡：若小球與彈簧之間有彈力，小球與斜面之間一定有

彈力；若小球與彈簧之間沒有彈力，小球與斜面之間一定有彈力。此時(shí)，小球與彈簧之間不一定有

彈力，小球與斜面之間一定有彈力，所以D正確，C錯(cuò)誤。

故選ADo

11.AC

【詳解】

AB.由牛頓第二定律得

4F-8^8wa

解得列車的加速度大小為

F-2f

a=---------

2m

A正確，B錯(cuò)誤；

CD.對(duì)第一節(jié)車廂和第二節(jié)車廂整體，由牛頓第二定律得

F+F2—2/=2wtz

解得第3節(jié)車廂對(duì)第2節(jié)車廂的作用力

尸2=0

由牛頓第三定律可知，第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車廂的作用力是0,C正確，D錯(cuò)誤。

故選AC。

12.CD

【詳解】

A.開始時(shí)，質(zhì)量分別為〃?，M的物體48靜止在勁度系數(shù)為左的彈簧上，彈簧的彈力向上，大小

為

尸w=g

隨物體的向上運(yùn)動(dòng)，彈簧伸長，形變量減小，彈簧的彈力減小，而P。段的加速度的大小與方向都

不變，根據(jù)牛頓第二定律

F-(Af+w)g+Ffp=(A/+w)a

尸中減小，所以產(chǎn)增大。故A錯(cuò)誤；

B.在乙圖0S段，物體的加速度的方向沒有發(fā)生變化，方向仍然與開始時(shí)相同，所以物體仍然做加

速運(yùn)動(dòng)，是加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。故B錯(cuò)誤；

C.P開始時(shí)，質(zhì)量分別為M的物體48靜止在勁度系數(shù)為A的彈簧上，彈簧的彈力

Fo=(A/+w)g

當(dāng)彈簧伸長了用后，彈簧的彈力

Fi=Fo-△F=Fo-kx\=(M+/H)g-kx\

以8為研究對(duì)象，則

Fi-Mg-Fx尸Mao

得

Fxi=F「mg-Mao=mg-kx「Mao

故C正確；

D.到。的過程中，物體的加速度不變，得

vr=2a0X2

。到S的過程中，物體的加速度隨位移均勻減小

M《)十°—

2T

v：-vf=2a(x3-x2)

聯(lián)立得

彩一J%(Z+*3)

故D正確。

故選CD。

13.(1)0.4；(2)2.0m

【詳解】

(1)選金屬塊為研究對(duì)象受力分析如圖，建立如圖坐標(biāo)系:

由正交分解得：

=Fcos37D

Fz=Fsin37°

由力的平衡得：

工=/

N+Fy=mg

由摩擦力公式得:

以上各式聯(lián)立得

Feos370八,

u=--------------=0.4

wg-Fsin37°

⑵撤掉力尸之后，再次選金屬塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律、力的平衡、摩擦力公式可得:

f=ma

N—mg

f="N

以上3式聯(lián)立得:

〃=〃g=4m/s2

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

-2as=y；一%

得

s=———=2.0m

-las

14.(1)2N,方向沿斜面向下；(2)1kg,0.25

【詳解】

對(duì)撤去拉力前及撤去拉力瞬間受力分析如甲圖，對(duì)下滑時(shí)受力分析如乙圖

(1)撤去拉力前勻速運(yùn)動(dòng)，所以合力

F-G]+f=O

下滑時(shí)加速運(yùn)動(dòng)，所以合力

F'=GT

其中滑動(dòng)摩擦力

f=r

<=mgsin37°

由以上關(guān)系求得/=2N,方向沿斜面向下。

m=1kg

⑵根據(jù)