高中物理人教必修一4.5牛顿运动定律的应用解析版0001学年高一物理过关检测

1、4.5牛顿运动定律的应用1（2020江苏省淮阴中学高二期末）如图所示，在水平面上有一质量为m1=1kg的足够长的木板A，其上叠放一质量为m2=2kg的物块B，木板与地面间的动摩擦因数=0.1，物块和木板之间的动摩擦因数=0.3，假定最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给物块施加随时间t增大的水平拉力F=3t(N)，重力加速度大小g=10m/s2。则（）At=ls之后，木板将在地面上滑动Bt=2s时，物块将相对木板滑动Ct=3s时，物块的加速度大小为4m/s2D木板的最大加速度为3m/s2【答案】AD【解析】A当物块和木板都没有动，处于静止状态，根据F=3t(N)可知t=ls之后，木板将在地面上滑动

2、，故A符合题意；BD两物体刚要相对滑动时，此时木板有最大加速度，根据牛顿第二定律，对木块有对木板有解得根据F=3t(N)可知t=4s之后，物块将相对木板滑动，故B不符合题意，D符合题意；C由上分析可知，t=3s时，物块相对木板静止，一起做匀加速运动，根据牛顿第二定律代入数据可得故C不符合题意。故选AD。2（2020河北省高二月考）图甲中，质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。当木板受到随时间t均匀变化的水平拉力F作用时，其加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示。取g=10m/s2，则（）A滑块的质量m=2kgB06s内，滑块做匀加速直线运动C当F=8N时，滑块的加速度大

3、小为1m/s2D滑块与木板间的动摩擦因数为0.1【答案】CD【解析】A当F等于6N时，加速度为a=1m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有F=（M+m）a代入数据解得M+m=6kg当F大于6N时，根据牛顿第二定律得知图线的斜率解得M=2kgm=4kg故A错误；B06s内，滑块与木板相对静止，随木板做加速度增加的加速运动，故B错误；CD根据F等于6N时，二者刚好滑动，此时m的加速度为1m/s2，以后拉力增大，滑块的加速度不变，所以当F=8N时，滑块的加速度为1m/s2；根据牛顿第二定律可得a=g解得动摩擦因数为=0.1，故CD正确。故选CD。3（2020内蒙古自治区集宁一中高二月考）如图所示，在

4、倾角30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一沿斜面向上的力F拉物块A使之以加速度a向上做匀加速运动，当物块B刚要离开C时力F的大小恰为2mg。则（）A物块B刚要离开C时的加速度为0B加速度agC无法计算出加速度aD从F开始作用到B刚要离开C，A的位移为【答案】ABD【解析】A物块B刚要离开C时，B和挡板之间没有力的作用，即弹簧的拉力正好等于B的重力沿斜面向下的分力，所以此时B的合力为零，加速度为零，故A正确；BC物块B刚要离开C时，弹簧的弹力：对A分析，受到弹簧沿斜面向下的拉力，和重力沿斜面向下的分力

5、以及F的作用，根据牛顿第二定律可得：解得：故B正确，C错误；D未施加F之前，弹簧处于压缩状态，对A分析有：当物块B刚要离开C时弹簧处于拉伸状态，对B分析有：故A上升的位移为：故D正确。故选ABD。4（2020内蒙古自治区集宁一中高二月考）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因素为，小木块速度随时间变化关系如图所示，若、g、v0、t0已知，则下列说法中正确的是A传送带一定逆时针转动BC传送带的速度大于v0D后一段时间内滑块加速度为【答案】AD【解析】A.若传送带顺时针转动，当滑块下滑时若有，所以滑块将一直匀加速到底端；当滑块上滑时若有，

6、则滑块先匀加速运动，在速度相等后将匀速运动，两种均不符合运动图象；故传送带是逆时针转动，故A正确；B.滑块在内，滑动摩擦力向下做匀加速下滑，根据牛顿第二定律有：由图可知联立解得：故B错误；C.只有当滑块的速度等于传送带的速度时，滑块所受的摩擦力变成斜向上，传送带的速度才为，故C错误；D.共速后的加速度代入值得故D正确。5（2020内蒙古自治区集宁一中高二月考）如图所示，倾角为=30的斜面体c置于水平地面上，滑块b置于光滑斜面上，通过细绳跨过定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上，整个系统保持静止.已知物块a、b、c的质量分别为

7、m、4m、M，重力加速度为g，不计滑轮的质量和摩擦.下列说法中正确的是A弹簧弹力大小为mgB地面对c的摩擦力为零C剪断轻绳的瞬间，c对地面的压力为D剪断轻绳的瞬间，a的加速度大小为2g【答案】AD【解析】A.以b为对象，沿斜面方向得以a为对象解得：故A正确；B. 对bc组成的系统受力分析可知，重力G，支持力F，细线的拉力，地面的摩擦力f，故B错误；C. 剪断轻绳的瞬间， b沿加速下滑，处于失重状态，所以c对地面的压力小于，故C错误；D. 剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得：a的加速度大小故D正确6（2020广西壮族自治区高一期中）质量为2m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在

8、水平面上，如图所示。若对A施加水平推力F则两物块沿水平方向作加速运动。关于A对B的作用力，下列说法正确的是（）A若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为FB若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为FC若物块A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为，则物块A对B的作用力大小为D若物块A与地面无摩擦，B与地面的动摩擦因数为，则物块A对B的作用力大小为【答案】BD【解析】AB若水平面光滑，根据牛顿第二定律，对整体对B：物块A对B的作用力大小为故A错误，B正确；CD对整体 对BN-mg=ma代入解得故C错误，D正确。故选BD。7（2020天津南开中学高三月考）如图甲所示，用粘性材料粘在一起的A、B两物块静止

9、于光滑水平面上，两物块的质量分别为 mA=lkg、mB=2kg，当A、B之间产生拉力且大于0.3N时A、B将会分离t=0时刻开始对物块A施加一水平推力F1，同时对物块B施加同一方向的拉力F2，使A、B从静止开始运动，运动过程中F1、F2方向保持不变，F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示则下列关于A、B两物块 受力及运动情况的分析，正确的是At=2.0s时刻A、B之间作用力大小为0.6NBt=2.0s时刻A、B之间作用力为零Ct=2.5s时刻A对B的作用力方向向左D从t=0时刻到A、B分离，它们运动的位移为5.4m【答案】AD【解析】试题分析：设t时刻AB分离，分离之前AB物体共同运动，加

10、速度为，以整体为研究对象，则有：，分离时：，得，经历时间，根据位移公式，则D正确；当时，得，A正确B错误；当时，得，C错误考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用【名师点睛】AB分离之前共同运动，以整体为研究对象根据牛顿第二定律列方程求出加速度大小，分离时二者之间的作用力为03N但加速度相等，然后隔离A、B分别为研究对象根据牛顿第二定律和运动学公式列方程确定分离的时刻8（2020浙江省杭州第二中学高三模拟）将一个足球竖直向上抛出，足球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，下图中所描绘的足球在上升过程中加速度a大小与时间t关系的图像，可能正确的是（）ABCD【答案】C【解析】AB皮球竖直

11、向上抛出，受到重力和向下的空气阻力，根据牛顿第二定律有根据题意，空气阻力的大小与速度的大小成正比，有联立解得由于速度不断减小，故加速度不断减小，到最高点速度为零，阻力为零，加速度为g，不为零，故AB均错误；CD根据有由于加速度减小，则也减小，也减小，即a-t图象的斜率不断减小，故C正确，D错误。故选C。9（2020浙江大学附属中学高三模拟）如图所示，将质量为m=0.2kg的物体用两个完全一样的竖直轻弹簧固定在升降机内，当升降机以3m/s2的加速度加速向上运动时上面弹簧对物体的拉力为0.8N；当升降机和物体都以6m/s2的加速度向上运动时，上面弹簧的拉力为（）A1.1NB1.3NC1.5ND1.

12、7N【答案】A【解析】当升降机以3m/s2的加速度加速向上运动时，设下面弹簧处于压缩，根据牛顿第二定律得，F1+F2-mg=ma1F2=1.8N当升降机和物体都以6m/s2的加速度向上运动时，根据牛顿第二定律知，则F1+F2=mg+ma2=3.2N两根弹簧作用在物体上的合力为3.2N，则物块要下移，根据胡克定律，两根弹簧增加的弹力相等，开始F1=0.8N，F2=1.8N，则每根弹簧增加0.3N，所以上面弹簧的弹力为1.1N故A正确，BCD错误。故选A。10（2020四川省泸县第四中学高二月考）一质量为的汽车由静止开始做直线运动，在前1200m内汽车加速度与位移的关系如图，则（）A位移在0400

13、m内，汽车的牵引力大小为5103NB位移在400800m内，汽车的牵引力增大，速度增大C位移在8001200m内，汽车的运行速度最大D位移在8001200m内，汽车受到的阻力大小为5103N【答案】C【解析】AD根据牛顿第二定律根据图像，F牵和f均未知，故不能确定F牵和f，故AD错误；BC由牛顿第二定律可知，在位移为的时候，汽车加速度减小，牵引力减小，当牵引力减小到和阻力相当的时候，加速度为零，速度不再增大，故B错误，C正确。故选C。11（2020江苏省高考真题）中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿

14、平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）AFBCD【答案】C【解析】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有联立解得。故选C。12（2020威远中学校高三模拟）一个光滑斜面固定在水平地面上，弹簧的一端与斜面上的挡板链接，用手托住小球与弹簧的另一端紧贴，弹簧处于原长。现在把球向上挤压x，然后释放，以下描述小球在斜面上整个运动情况正确的是（）ABCD【答案】C【

15、解析】把球向上挤压x后释放，开始一段时间，小球受重力和沿斜面逐渐减小的弹簧弹力作用，因此小球的加速度逐渐减小，对应速度时间图像中图线的斜率逐渐减小，速度逐渐增大；小球离开弹簧后仅受重力作用，加速度不变，速度时间图像中图线斜率不变，继续沿斜面向下加速运动。选项C正确，ABD错误。故选C。13（2020安徽省合肥一中高三模拟）如图所示，水平路面上有一辆翻斗车正在卸货。货物A的质量为m，翻斗车的质量为M，某时刻货物A正在沿车厢加速下滑，此时车厢与水平面的夹角为。若货物与车厢间的摩擦不计，且翻斗车始终保持静止，则该时刻水平路面对车的支持力和摩擦力的大小分别为（）A；B；C；D；【答案】C【解析】可以对

16、整体分析，水平方向f=macos竖直方向对货物ma=mgsin联立以上各式可解出故选C。14（2020河南省高三模拟）如图所示，在武汉火神山建筑工地上，一质量为80kg的工人通过定滑轮将50kg的建筑材料以1m/s2的加速度向上拉升，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，忽略绳子和定滑轮的质量及它们之间的摩擦，用如图甲、乙所示的两种方式拉升建筑材料，地面对工人的支持力大小之比约为（）A0.3B0.5C0.7D0.9【答案】B【解析】设绳子对建筑材料的拉力为F1，根据牛顿第二定律有F1-mg=ma解得F1=m（g+a）=550N绳对人的拉力F2=F1=550N人处于静止，在题图甲中，由平衡条

17、件得地面对人的支持力FN1=Mg-F2=250N在题图乙中，由平衡条件得地面对人的支持力FN2=Mg-F2sin30=525N题图甲、乙所示地面对工人的支持大小之比FN1：FN20.5故B正确，ACD错误。故选B。15（2020江苏省高三其他）如图所示，质量为M的小车置于水平面上，轻绳跨过小车右顶端的滑轮连接质量分别为m1、m2的两个物块，m2置于小车水平上表面，m1竖直悬挂并贴着小车右竖直挡板，所有接触面都是光滑的，对M施加水平推力F，m1、m2能与M保持相对静止，则F的大小为（）ABCD【答案】A【解析】以物块为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得细绳的拉力以物块为研究对象，根据牛顿第二定律

18、可得可得以小车和两个物块为研究对象，根据牛顿第二定律可得故A正确，B、C、D错误；故选A。16（2020四川省泸县第四中学高三模拟）如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面，弹簧的另一端固定在墙上，一玩具遥控小车放在斜面上，系统静止不动用遥控器启动小车，小车沿斜面加速上升，则A系统静止时弹簧被压缩B小车加速时弹簧处于原长C小车加速时弹簧被压缩D小车加速时可将弹簧换成细绳【答案】D【解析】试题分析:系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故A错误；小车加速上升时，知系统受到的合力的水平分力不为零，且方向向右，则弹簧提供的是拉力，所以弹簧处于拉伸状态所以小车加

19、速时，可将弹簧换成细绳故B、C错误，D正确考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用17（2020北京市第一六六中学高三模拟）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上。在沿斜面向上的恒力作用下，质量为m的物块由静止开始上滑，当滑行距离为x时，其速度大小为v，此时撤去该力，物块继续运动。设斜面足够长。重力加速度为g。求：(1)该恒力的大小F；(2)撤去该力后，物块沿斜面继续向上滑动的距离x。【答案】(1)；(2)【解析】(1)根据运动学公式可得根据牛顿第二定律可得联立化简可得(2)撤去该拉力后，根据牛顿第二定律，物块上滑的加速度大小为根据运动学公式可得联立化简可得18（2020浙江大学附属中学高

20、三模拟）疫情之下，无人机已成为战疫“超级神器”，人们可利用它搭载扩音器进行空中防控宣传。如图所示，某品牌无人机质量m=10kg（搭载的扩音器质量可忽略），从地面竖直升空，先加速到v=3m/s，之后立即减速，最后悬停在距地面h=3m的高度。若无人机在运动过程中受到的空气阻力大小恒为f=10N，且加速减速阶段均可看成匀变速直线运动，整个运动过程中无人机始终能保持水平状态，求：(1)若上升过程中，加速和减速阶段的加速度大小相等，则此加速度的大小为多少；(2)该无人机最大制动力为210N，则下降过程中无人机的最大制动加速度大小为多少；(3)无人机从3m高悬停处下降到地面，且到达地面时速度恰好为0，则此

21、过程的最短时间为多少。【答案】(1)a1=3m/s2；(2)a2=12m/s2；(3)【解析】(1)设上升过程中加速度大小为a1，最大速度为v1，根据运动学公式得解得a1=3m/s2(2)设向上为正方向则有Fmax+fmg=ma2解得a2=12m/s2(3)若要降落时间最短，则以最大加速度a3加速下降，再以最大加速度a2减速至0，向下加速阶段，设向下为正方向mg-f=ma3解得a3=9m/s2根据运动学公式得解得19（2020内蒙古自治区集宁一中高二月考）如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，皮带在电动机的带动下，始终保持的速率运动现把一质量为的工件（可视为质点）轻轻放在皮带的底端，经时间，工件被传送到的高处，取，求：（1）工件与皮带间的动摩擦因数；（2）工件相对传送带运动的位移【答案】（1）；（2）【解析】试题分析：（1）由题意得，皮带长为：L3 m工件速度达到之前，从静止开始做匀加速运动设匀加速运动的时间为，位移为，有：x1vt1t1设工件最终获得了与传送带相同的速度，则达到之后工件将做匀速运动，有：解得：，故假设工件最终获得与传送带相同的速度是正确的加速运动阶段的加速度为：a25