2024年新高一物理初升高衔接《牛顿运动定律的应用》含答案解析

物理PAGE1物理第18讲牛顿运动定律的应用模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1.能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体受力确定运动情况，已知物体运动确定受力；2.掌握利用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，首先对研究对象受力分和运动情况分析，然后利用牛顿第二定律将二者联系起来；■知识点一：从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过的规律确定物体的运动情况。■知识点二：从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的，结合受力分析，再根据求出力。【参考答案】1.从受力确定运动情况牛顿第二定律、运动学2.从运动情况确定受力加速度、牛顿第二定律教材习题01运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。(1)运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2；(2)若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？解题方法分析两过程由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动公式求解距离。【答案】（1）28.9m；（2）2.1m。教材习题02如图所示，有一位滑雪者，他与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，g取10m/s2。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦阻力和空气阻力）。解题方法本题属于已知运动求解力，先由运动学公式求解加速度，再对研究对象受力分析，沿加速度方向和垂直加速度方向分解，沿加速度方向列牛二方程，垂直加速度方向列平衡方程。【答案】650N，方向垂直于山坡向下；75N，方向沿山坡向上教材习题03一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，如图所示。(1)当汽车向以某一加速度向左加速时，A对C和B对C的支持力大小，会增大还是减小？请说明理由。(2)当汽车向左运动的加速度增大到一定值时，桶C就脱离A而运动到B的右边，这个加速度有多大？解题方法首先确定好研究对象，本题应与C桶为研究对象，再对研究对象受力分析，由研究对象的运动状态列方程求解。【答案】(1)A对C的支持力减小，B对C的支持力增大，理由见解析；(2)考向一：从受力确定运动情况【例1】如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为()A.eq\f(F,M) B．eq\f(Fcosα,M)C.eq\f(\a\vs4\al(Fcosα－μMg),M) D．eq\f(\a\vs4\al(Fcosα－μ(Mg－Fsinα)),M)【巩固1】如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端由静止推到顶端所用的时间。考向二：从运动情况确定受力【例2】光滑水平面上，质量为4kg的物体在水平推力F1的作用下由静止开始运动，0～2s内的位移为6m；质量为2.5kg的物体在水平推力F2的作用下由静止开始运动，0～3s内的位移为9m。则F1与F2的比值为()A．1∶3 B．3∶4C．12∶5 D．9∶8【巩固2】(多选)如图所示，一折杆固定在小车上，∠A＝θ，B端固定一个质量为m的小球，设小车向右的加速度为a，AB杆对小球的作用力大小为F，则下列说法正确的是()A．当a＝0时，F＝eq\f(mg,cosθ)，方向沿AB杆B．当a＝gtanθ时，F＝eq\f(mg,cosθ)，方向沿AB杆C．无论a取何值，F都等于meq\r(g2＋a2)，方向都沿AB杆D．无论a取何值，F都等于meq\r(g2＋a2)，方向与AB杆所在直线无关考向三：多过程问题【例3】水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间3t物体停下，则物体受到的阻力为()A.eq\f(F,3) B．eq\f(F,4)C．eq\f(F,2) D．eq\f(2F,3)【巩固3】如图所示，长为s＝11.25m的水平轨道AB与倾角为θ＝37°、长为L＝3m的光滑斜面BC在B处连接，有一质量为m＝2kg的滑块(可视为质点)，从A处由静止开始受到与水平方向成37°斜向上的拉力F＝20N的作用，经过一段时间后撤去拉力F，此时滑块仍在水平轨道上，但滑块恰好可以滑到斜面的最高点C。已知滑块经过B点时，速度方向改变但大小不变，滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)滑块经过B点时速度的大小；(2)拉力F作用的时间。一、单选题1．充气火箭是一种操作非常简单的玩具，只需要踩一下气囊，小火箭就会飞起来。某次游玩时，同学将火箭竖直向上摆放，发射后测量发现火箭到达最高点和从最高点下落回地面的时间之比约为，火箭的运动视为只在竖直方向上，上升和下落的过程中小火箭所受阻力大小不变，则可估算小火箭受到的阻力大小约为（

）A． B． C． D．2．如图所示，质量为30kg的物体A静止在光滑水平面上，若对A施加两个大小都是60N且互成120°角的水平力，则2s末时物体A的速度大小为（

）A．0 B．4m/s C．6m/s D．m/s3．如图所示，一可视为质点的小物块先后沿两光滑斜面Ⅰ和Ⅱ从顶端由静止滑下﹐到达底端的时间分别为t1和t2，斜面Ⅰ与水平面的夹角为30°，斜面Ⅱ与水平面的夹角为45°（未标出），则（）A． B． C． D．无法判断4．如图所示，物体以5m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经4s滑回原处时速度大小仍为5m/s，则物体的加速度为（）

A．10m/s2，方向沿斜面向下B．2.5m/s2，方向沿斜面向下C．0D．2.5m/s2，方向沿斜面向上5．一个滑块在倾角为θ的斜面上恰好匀速下滑，若该滑块以某一较大的初速度从斜面底端冲上斜面，则在滑块向上运动的过程中，滑块的加速度大小是（）A．gsinθ B．gcosθ C．2gsinθ D．2gcosθ6．在一些建筑工地上，建筑工人常用简易装置传送物品。如图所示，将两根相同且粗细均匀的平行细直杆MN和PQ倾斜固定作为轨道，轨道平面与水平面的夹角为θ，两直杆间的距离为d。将一圆柱形物体置于两直杆间，给该圆柱形物体一沿直杆向下的初速度，其恰好能沿轨道匀速下滑。不计空气阻力，则（）A．仅稍增大d，该圆柱形物体仍能沿轨道匀速下滑B．仅稍增大d，该圆柱形物体将沿轨道减速下滑C．仅稍增大θ，该圆柱形物体仍能沿轨道匀速下滑D．仅稍增大θ，该圆柱形物体将沿轨道减速下滑7．如图所示，质量为的木块放在倾角为的足够长、固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑。若用水平推力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上匀加速运动，经过时间木块沿斜面向上运动，则推力F约为（g取，）A． B． C． D．8．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为2m的小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球（质量为m）的轻绳恰好水平。则外力F的大小为（）A．4.5mg B．C．2mg D．0.5mg二、多选题9．如图所示，一种名为“控子”的游戏，让小滑块从A点沿斜面AB由静止释放，游戏者通过控制斜面BD段上的可控区域CD的长度，让滑块到达D点时速度刚好为零，滑块自由落入洞E中即为成功。已知斜面AB的倾角、长为25cm，小滑块与斜面AB间动摩擦因数，小滑块在长为50cm的非可控区BC段加速下滑时加速度大小恒为，在可控区CD段减速时的加速度大小恒为，DE间高度为20cm，重力加速度g取，，。游戏成功时，下列说法正确的是（）A．滑块在斜面AB运动的加速度大小为 B．滑块到达B点时的速度大小为10m/sC．可控区域CD段的长度为0.25m D．滑块从D点到洞E所经历的时间为0.4s10．电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图所示。假设平衡车受到阻力恒为F，取，则（

）A．平衡车受到地面阻力B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195mC．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/sD．平衡车在加速段的动力大小108N11．如图所示，四轴遥控无人机是航拍的首要选择，极其方便。质量m=2kg的能够垂直起降的小型遥控无人机，从地面上以最大升力F=30N竖直起飞，达到最大速度所用时间为，后保持匀速运动。假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变，g取。则该无人机（）A．起飞时的加速度大小为B．在竖直上升过程中所受阻力的大小为C．竖直向上加速阶段位移大小为D．上升至离地面的高空所需的最短时间为12．如图所示，水平面上有一边长为1m的正方体空间，某一质量为0.1kg的质点固定在O点处，向它施加两个恒力，方向沿正方体的两边，大小，g取。从O点由静止释放后（）

A．质点将从A点飞出B．质点将从B点飞出C．质点在正方体区域内运动时间为1sD．质点在正方体区域内运动时间为三、解答题13．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的图像如图所示。g取，求：（1）0~10s和10s~30s内物体运动的加速度大小；（2）物体与水平面间的动摩擦系数；（3）水平推力F的大小。14．一木箱在水平面上受到水平推力F作用，在5s内F的变化和木箱速度变化如图中甲、乙所示，求（1）木箱的质量为多大？（2）木箱与地面间的动摩擦因数为多少？（g取10m/s2）15．如图甲所示为一种常见的自行车遮雨棚，棚顶由与水平面间的夹角为的倾斜玻璃平面构成。在一个无风的天气，有一片质量为m的树叶落在棚顶，恰好处于静止状态，如图乙所示。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）求树叶与玻璃棚顶间的动摩擦因数；（2）若由于下雨导致树叶与玻璃棚顶间的动摩擦因数减小为（为未知量，树叶质量不变），已知树叶（视为质点，忽略空气阻力影响）到棚顶下边沿的距离为L，求树叶在棚顶滑动的时间t。16．某小组设计了一弹射玩具，其简化模型如图所示。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态．滑块被压缩的弹簧锁定。当按下开关解锁弹簧时，滑块从A处以初速度离开弹簧沿粗糙滑杆向上滑动，后滑块滑到B处与滑杆发生碰撞，碰后立刻以某一相同的速度离开桌面一起竖直向上运动，上升的最大高度。已知滑块的质量，滑杆的质量，A、B间的距离，重力加速度g取，滑块可视为质点，不计空气阻力，滑块与滑杆间摩擦力大小可视为不变，滑杆落到桌面后速度立刻减为零且不反弹，求：（1）滑块在滑杆中向上滑动时的加速度大小；（2）滑块在滑杆中向上滑动时，滑杆对地面的压力；（3）滑块从出发到第一次返回A点所需要的时间。17．在学校科技节上，物理老师在空旷的操场竖直向上发射一枚总质量为2kg的火箭模型。如图所示，在t=0时刻发动机点火，为火箭提供了竖直向上、大小恒为45N的推力，随后经过3s，发动机熄火，在达到最大高度后，火箭打开顶部的降落伞，在降落伞作用下向下做匀加速运动，到达地面时的速度大小为9m/s。已知火箭箭体在运动的过程中，受到的空气阻力大小恒为5N，重力加速度g取10m/s2，不考虑火箭发射过程中喷出的气体对火箭质量的影响，火箭在运动的过程中可视为质点。（1）求发动机熄火时，火箭的速度大小；（2）求火箭上升的最大高度；（3）若把降落伞提供的阻力视为恒定不变，求其大小。18．如图所示，倾斜传送带与水平面的夹角为，底端有一个弹性挡板（物体与挡板碰撞前后速度等大、反向），皮带轮顺时针转动，皮带速度恒为，一个质量为可看成质点的物体，与传送带的摩擦因数，从距挡板处静止释放，试求：（取）（1）经多长时间物体到达底端与挡板相碰？碰前速度多大？（2）第一次反弹后物体所能到达的距挡板的最大距离；（3）第100次碰撞后物体上升的最大距离。第18讲牛顿运动定律的应用模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1.能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体受力确定运动情况，已知物体运动确定受力；2.掌握利用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，首先对研究对象受力分和运动情况分析，然后利用牛顿第二定律将二者联系起来；■知识点一：从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过的规律确定物体的运动情况。■知识点二：从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的，结合受力分析，再根据求出力。【参考答案】1.从受力确定运动情况牛顿第二定律、运动学2.从运动情况确定受力加速度、牛顿第二定律教材习题01运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。(1)运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2；(2)若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？解题方法分析两过程由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动公式求解距离。【答案】（1）28.9m；（2）2.1m。教材习题02如图所示，有一位滑雪者，他与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，g取10m/s2。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦阻力和空气阻力）。解题方法本题属于已知运动求解力，先由运动学公式求解加速度，再对研究对象受力分析，沿加速度方向和垂直加速度方向分解，沿加速度方向列牛二方程，垂直加速度方向列平衡方程。【答案】650N，方向垂直于山坡向下；75N，方向沿山坡向上教材习题03一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，如图所示。(1)当汽车向以某一加速度向左加速时，A对C和B对C的支持力大小，会增大还是减小？请说明理由。(2)当汽车向左运动的加速度增大到一定值时，桶C就脱离A而运动到B的右边，这个加速度有多大？解题方法首先确定好研究对象，本题应与C桶为研究对象，再对研究对象受力分析，由研究对象的运动状态列方程求解。【答案】(1)A对C的支持力减小，B对C的支持力增大，理由见解析；(2)考向一：从受力确定运动情况【例1】如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为()A.eq\f(F,M) B．eq\f(Fcosα,M)C.eq\f(\a\vs4\al(Fcosα－μMg),M) D．eq\f(\a\vs4\al(Fcosα－μ(Mg－Fsinα)),M)【答案】D【解析】取木块为研究对象，其受力情况如图所示。在竖直方向合力为零，即Fsinα＋FN＝Mg，在水平方向，由牛顿第二定律得Fcosα－Ff＝Ma，且Ff＝μFN。由以上三式可得a＝eq\f(\a\vs4\al(Fcosα－μ(Mg－Fsinα)),M)，D正确。【巩固1】如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10N，刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端由静止推到顶端所用的时间。【答案】(1)2m/s2(2)2s【解析】(1)以刷子为研究对象，受力分析如图所示由牛顿第二定律得(F－mg)sin37°－μ(F－mg)cos37°＝ma代入数据解得a＝2m/s2。(2)由运动学公式得L＝eq\f(1,2)at2，代入数据解得t＝2s。考向二：从运动情况确定受力【例2】光滑水平面上，质量为4kg的物体在水平推力F1的作用下由静止开始运动，0～2s内的位移为6m；质量为2.5kg的物体在水平推力F2的作用下由静止开始运动，0～3s内的位移为9m。则F1与F2的比值为()A．1∶3 B．3∶4C．12∶5 D．9∶8【答案】C【解析】物体做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的位移公式可知，加速度为：a1＝eq\f(2x1,t\o\al(2,1))＝eq\f(2×6,22)m/s2＝3m/s2，a2＝eq\f(2x2,t\o\al(2,2))＝eq\f(2×9,32)m/s2＝2m/s2，由牛顿第二定律得：F1＝m1a1＝4×3N＝12N，F2＝m2a2＝2.5×2N＝5N，故F1∶F2＝12∶5，C正确。【巩固2】(多选)如图所示，一折杆固定在小车上，∠A＝θ，B端固定一个质量为m的小球，设小车向右的加速度为a，AB杆对小球的作用力大小为F，则下列说法正确的是()A．当a＝0时，F＝eq\f(mg,cosθ)，方向沿AB杆B．当a＝gtanθ时，F＝eq\f(mg,cosθ)，方向沿AB杆C．无论a取何值，F都等于meq\r(g2＋a2)，方向都沿AB杆D．无论a取何值，F都等于meq\r(g2＋a2)，方向与AB杆所在直线无关【答案】BD【解析】当a＝0时，小球处于平衡状态，此时F＝mg，方向竖直向上，并不沿AB杆，故A错误；当a＝gtanθ时，在水平方向：Fx＝mgtanθ，竖直方向：Fy＝mg，F＝eq\r(F\o\al(2,x)＋F\o\al(2,y))＝eq\f(mg,cosθ)，方向沿AB杆，故B正确；由牛顿第二定律得，在水平方向：Fx＝ma，竖直方向：Fy＝mg，F＝eq\r(F\o\al(2,x)＋F\o\al(2,y))＝meq\r(g2＋a2)，设F与竖直方向夹角为β，则tanβ＝eq\f(a,g)，当a＝gtanθ时，F沿AB杆，否则F的方向不沿AB杆，故C错误，D正确。考向三：多过程问题【例3】水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间3t物体停下，则物体受到的阻力为()A.eq\f(F,3) B．eq\f(F,4)C．eq\f(F,2) D．eq\f(2F,3)【答案】B【解析】当力F作用时，设物体的加速度大小为a1，时间t后物体的速度为v，由牛顿第二定律及运动学公式得F－Ff＝ma1，v＝a1t；撤去力F后，设物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律及运动学公式得，Ff＝ma2，0＝v－a2·3t，解以上四式得：Ff＝eq\f(F,4)，B正确。【巩固3】如图所示，长为s＝11.25m的水平轨道AB与倾角为θ＝37°、长为L＝3m的光滑斜面BC在B处连接，有一质量为m＝2kg的滑块(可视为质点)，从A处由静止开始受到与水平方向成37°斜向上的拉力F＝20N的作用，经过一段时间后撤去拉力F，此时滑块仍在水平轨道上，但滑块恰好可以滑到斜面的最高点C。已知滑块经过B点时，速度方向改变但大小不变，滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)滑块经过B点时速度的大小；(2)拉力F作用的时间。【答案】(1)6m/s(2)1.5s【解析】(1)滑块在斜面上滑行时，由牛顿第二定律得：mgsin37°＝ma3由运动学规律可得veq\o\al(2,B)＝2a3L解得vB＝6m/s。(2)撤去F前，由牛顿第二定律得：Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma1设F作用的时间为t，则撤去F时有：v1＝a1t，x1＝eq\f(1,2)a1t2撤去拉力F后，有：μmg＝ma2veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,1)＝2(－a2)(s－x1)联立解得：t＝1.5s。一、单选题1．充气火箭是一种操作非常简单的玩具，只需要踩一下气囊，小火箭就会飞起来。某次游玩时，同学将火箭竖直向上摆放，发射后测量发现火箭到达最高点和从最高点下落回地面的时间之比约为，火箭的运动视为只在竖直方向上，上升和下落的过程中小火箭所受阻力大小不变，则可估算小火箭受到的阻力大小约为（

）A． B． C． D．【答案】A【详解】将上升过程看做是反向的匀加速运动，则根据可得上升过程下降过程可得故选A。2．如图所示，质量为30kg的物体A静止在光滑水平面上，若对A施加两个大小都是60N且互成120°角的水平力，则2s末时物体A的速度大小为（

）A．0 B．4m/s C．6m/s D．m/s【答案】B【详解】两个力的合力为F=2×60×cos60°=60N加速度则2s末时物体A的速度大小为v=at=4m/s故选B。3．如图所示，一可视为质点的小物块先后沿两光滑斜面Ⅰ和Ⅱ从顶端由静止滑下﹐到达底端的时间分别为t1和t2，斜面Ⅰ与水平面的夹角为30°，斜面Ⅱ与水平面的夹角为45°（未标出），则（）A． B． C． D．无法判断【答案】A【详解】设斜面的底边长为L，斜面的倾角为，则斜边的长度根据牛顿第二定律解得根据解得将30°，45°带入则t2<t1故选A。4．如图所示，物体以5m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经4s滑回原处时速度大小仍为5m/s，则物体的加速度为（）

A．10m/s2，方向沿斜面向下B．2.5m/s2，方向沿斜面向下C．0D．2.5m/s2，方向沿斜面向上【答案】B【详解】由题意，可知物体上滑和下滑时受到的合力均为重力沿斜面向下的分力，根据牛顿第二定律可知，加速度相同，由对称性可知，物体上滑到最高点所用时间为2s，则加速度大小为方向沿斜面向下。故选B。5．一个滑块在倾角为θ的斜面上恰好匀速下滑，若该滑块以某一较大的初速度从斜面底端冲上斜面，则在滑块向上运动的过程中，滑块的加速度大小是（）A．gsinθ B．gcosθ C．2gsinθ D．2gcosθ【答案】C【详解】设滑块质量为m，斜面摩擦力为f，滑块在倾角为θ的斜面上恰好匀速下滑，则有当滑块向上运动的过程中，摩擦力反向，则有解得a=2gsinθ故选C。6．在一些建筑工地上，建筑工人常用简易装置传送物品。如图所示，将两根相同且粗细均匀的平行细直杆MN和PQ倾斜固定作为轨道，轨道平面与水平面的夹角为θ，两直杆间的距离为d。将一圆柱形物体置于两直杆间，给该圆柱形物体一沿直杆向下的初速度，其恰好能沿轨道匀速下滑。不计空气阻力，则（）A．仅稍增大d，该圆柱形物体仍能沿轨道匀速下滑B．仅稍增大d，该圆柱形物体将沿轨道减速下滑C．仅稍增大θ，该圆柱形物体仍能沿轨道匀速下滑D．仅稍增大θ，该圆柱形物体将沿轨道减速下滑【答案】B【详解】AB．对该圆柱形物体进行受力分析，如答图1、2所示。设该圆柱形物体所受重力大小为G，两直杆对该圆柱形物体的弹力大小均为FN，FN与垂直轨道平面方向的夹角为α，该圆柱形物体与两直杆之间的动摩擦因数为μ，两直杆对该圆柱形物体的摩擦力大小均为f，该圆柱形物体恰好能沿轨道匀速下滑，在垂直轨道平面方向，有在平行轨道平面方向，有且联立可得仅稍增大d，则α增大，f增大，，该圆柱形物体将沿轨道减速下滑，选项B正确，选项A错误；CD．仅稍增大θ，则f减小，增大，，该圆柱形物体将沿轨道加速下滑，选项C、D均错误。故选B。7．如图所示，质量为的木块放在倾角为的足够长、固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑。若用水平推力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上匀加速运动，经过时间木块沿斜面向上运动，则推力F约为（g取，）A． B． C． D．【答案】D【详解】物体沿斜面向下匀速运动，由平衡条件得f=mgsinθ滑动摩擦力f=μFN=μmgcosθ解得动摩擦因数μ=0.75经过时间木块沿斜面向上运动，根据得，加速度垂直于斜面的方向沿斜面方向解得故选D。8．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为2m的小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球（质量为m）的轻绳恰好水平。则外力F的大小为（）A．4.5mg B．C．2mg D．0.5mg【答案】A【详解】对整体分析，在沿斜面方向上有对小球分析，小球受到水平拉力，重力的作用，合力解得代入可得故选A。二、多选题9．如图所示，一种名为“控子”的游戏，让小滑块从A点沿斜面AB由静止释放，游戏者通过控制斜面BD段上的可控区域CD的长度，让滑块到达D点时速度刚好为零，滑块自由落入洞E中即为成功。已知斜面AB的倾角、长为25cm，小滑块与斜面AB间动摩擦因数，小滑块在长为50cm的非可控区BC段加速下滑时加速度大小恒为，在可控区CD段减速时的加速度大小恒为，DE间高度为20cm，重力加速度g取，，。游戏成功时，下列说法正确的是（）A．滑块在斜面AB运动的加速度大小为 B．滑块到达B点时的速度大小为10m/sC．可控区域CD段的长度为0.25m D．滑块从D点到洞E所经历的时间为0.4s【答案】AC【详解】A．小滑块在斜面AB上，根据牛顿第二定律解得滑块在斜面AB运动的加速度大小为故A正确；B．小滑块在斜面AB上，根据动力学公式解得滑块到达B点时的速度大小为故B错误；C．小滑块从B点到C点，根据动力学公式小滑块从C点到D点，根据动力学公式解得可控区域CD段的长度为故C正确；D．根据滑块从D点到洞E所经历的时间为故D错误。故选AC。10．电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图所示。假设平衡车受到阻力恒为F，取，则（

）A．平衡车受到地面阻力B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195mC．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/sD．平衡车在加速段的动力大小108N【答案】BD【详解】A．关闭动力时平衡车的加速度大小则平衡车受到地面阻力选项A错误；

B．图像的面积等于位移，则平衡车整个运动过程中的位移大小为选项B正确；C．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为选项C错误；D．平衡车在加速段的加速度根据牛顿第二定律可知解得选项D正确。故选BD。11．如图所示，四轴遥控无人机是航拍的首要选择，极其方便。质量m=2kg的能够垂直起降的小型遥控无人机，从地面上以最大升力F=30N竖直起飞，达到最大速度所用时间为，后保持匀速运动。假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变，g取。则该无人机（）A．起飞时的加速度大小为B．在竖直上升过程中所受阻力的大小为C．竖直向上加速阶段位移大小为D．上升至离地面的高空所需的最短时间为【答案】AD【详解】A．无人机以最大升力起飞时的加速度A正确；B．由牛顿第二定律解得B错误；C．竖直向上加速阶段解得C错误；D．匀速阶段无人机从地面起飞竖直上升至离地面的高空所需的最短时间D正确；故选AD。12．如图所示，水平面上有一边长为1m的正方体空间，某一质量为0.1kg的质点固定在O点处，向它施加两个恒力，方向沿正方体的两边，大小，g取。从O点由静止释放后（）

A．质点将从A点飞出B．质点将从B点飞出C．质点在正方体区域内运动时间为1sD．质点在正方体区域内运动时间为【答案】BD【详解】根据力的合成可得F1、F2两个力的合力大小为方向沿OA方向，受到的重力为因此小球在OA和竖直方向均做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得解得当小球落到水平面上时，在竖直方向有解得则在这段时间内，沿OA方向运动的距离为解得所以小球穿出正方形区从B点射出，故选BD。三、解答题13．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的图像如图所示。g取，求：（1）0~10s和10s~30s内物体运动的加速度大小；（2）物体与水平面间的动摩擦系数；（3）水平推力F的大小。【答案】（1），；（2）0.05；（3）【详解】（1）图像的斜率表示加速度，由题图可知0~10s和10s~30s内物体运动的加速度大小分别为（2）撤去F后，由牛顿第二定律可得解得（3）撤去F前，由牛顿第二定律可得解得F=3N14．一木箱在水平面上受到水平推力F作用，在5s内F的变化和木箱速度变化如图中甲、乙所示，求（1）木箱的质量为多大？（2）木箱与地面间的动摩擦因数为多少？（g取10m/s2）【答案】（1）25kg；（2）0.2【详解】（1）由甲图可知木箱受推力,0—3s时F1=100N3—5s时F2=50N由乙图可知木箱的运动，在0—3s，匀加速度直线运动，且加速度3—5s，匀速直线运动，所以木箱受摩擦力Ff=F1=50N0—3s由牛顿第二定律得（2）3—5s由得15．如图甲所示为一种常见的自行车遮雨棚，棚顶由与水平面间的夹角为的倾斜玻璃平面构成。在一个无风的天气，有一片质量为m的树叶落在棚顶，恰好处于静止状态，如图乙所示。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）求树叶与玻璃棚顶间的动摩擦因数；（2）若由于下雨导致树叶与玻璃棚顶间的动摩擦因数减小为（为未知量，树叶质量不变），已知树叶（视为质点，忽略空气阻力影响）到棚顶下边沿的距离为L，求树叶在棚顶滑动的时间t。【答案】（1）；（2）【详解】（1）由于树叶恰好能在棚顶处于静止状态，由平衡条件有，又联立解得（2）设下雨后树叶沿棚顶下滑的加速度大小为，由牛顿第二定律有又联立解得由解得16．某小组设计了一弹射玩具，其简化模型如图所示。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态．滑块被压缩的弹簧锁定。当按下开关解锁弹簧时，滑块从A处以初速度离开弹簧沿粗糙滑杆向上滑动，后滑块滑到B处与滑杆发生碰撞，碰后立