【物理】2020届一轮复习粤教版8牛顿运动定律作业

【物理】2020届一轮复习粤教版8牛顿运动定律作业

课练 8　牛顿运动定律 小题狂练⑧ 小题是基础　练小题　提分快 1．[2019·福建省南安一中摸底]牛顿第一定律是建立在理想斜面 实验基础上，经抽象分析推理得出的结论，它不是实验定律．利用如 图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的 O 点由静止释放后 沿斜面向下运动，并沿水平面滑动．水平面上先后铺垫三种粗糙程度 逐渐降低的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为 1、2、 3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　) A．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 B．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C．如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 答案：C 解析：根据实验结果，水平面的粗糙程度越低，小球滑得越远， 由此得出结论，如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下 去．故选 C. 2．[2019·甘肃省兰州一中检测]下列说法正确的是(　　) A．惯性是物体抵抗运动状态变化的性质 B．人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的 支持力 C．物理公式只能确定物理量之间的数量关系，但不能确定物理 量间的单位关系 D．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用 的瞬间，加速度为零 答案：A 解析：惯性是物体的固有属性，表征物体运动状态改变的难易程 度，A 正确．根据牛顿第三定律，两个物体间的作用力与反作用力总 是等大反向的，B 错误．物理公式不仅确定物理量之间的数量关系， 也能确定单位关系，C 错误．根据牛顿第二定律，合外力与加速度是 瞬时对应关系，D 错误． 3. [2019·黑龙江省哈尔滨六中模拟]如图所示，质量为 1 kg 的木块 A 与质量为 2 kg 的木块 B 叠放在水平地面上，A、B 间的最大静摩擦 力为 2 N，B 与地面间的动摩擦因数为 0.2，用水平力 F 作用于 B， 则 A、B 保持相对静止的条件是(g＝10 m/s2)(　　) A．F≤12 N B．F≤10 N C．F≤9 N D．F≤6 N 答案：A 解析：当 A、B 间有最大静摩擦力(2 N 时)，对 A 由牛顿第二定 律可知，A 的加速度大小为 a＝2 m/s2，对 A、B 整体应用牛顿第二定 律有：Fm－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，得 Fm＝12 N，A、B 保持相对 静止的条件是 F≤12 N，A 正确，B、C、D 错误． 4. [2019·黑龙江省哈尔滨三中考试]如图所示，一木块在光滑水平面 上受到一恒力 F 作用而运动，前方固定一轻质弹簧，当木板接触弹簧 后，下列判断正确的是(　　) A．木块将立即做匀减速直线运动 B．木块将立即做变减速直线运动 C．在弹簧弹力大小等于恒力 F 时，木块的速度最大 D．在弹簧处于最大压缩状态时，木块的加速度为零 答案：C 解析：对木块进行受力分析，接触弹簧后弹力不断增大，当弹力 小于力 F 时，木块仍将加速运动，但加速度变小，A、B 均错误．在 弹簧弹力大小等于恒力 F 时，木块的加速度为 0，速度最大，C 正 确．继续压缩弹簧，合力反向且增大，加速度向右不断增大，D 错 误． 5．[2019·河北省衡水中学二调]如图所示，在光滑水平面上有一 小车 A，其质量为 mA＝2.0 kg，小车上放一个物体其质量为 mB＝1.0 kg. 如图甲所示，给 B 一个水平推力 F，当 F 增大到稍大于 3.0 N 时，A、 B 开始相对滑动．如果撤去 F，对 A 施加一水平推力 F′，如图乙所 示．要使 A、B 不相对滑动，则 F′的最大值 Fm 为(　　) A．2.0 N B．3.0 N C．6.0 N D．9.0 N 答案：C 解析：题图甲中当力 F＝3.0 N 时，A、B 间的静摩擦力达到最大， 由整体法与隔离法可得： F mA＋mB ＝ f mA ，f＝2.0 N．对题图乙有：F′ mA＋mB ＝ f mB ，F′＝6.0 N，故选 C. 6．[2019·甘肃省兰州一中检测]如图甲所示，静止在水平地面上 的物块 A，受到水平拉力 F 的作用，F 与时间 t 的关系如图乙所示， 设物块与地面之间的最大静摩擦力 fm 大小与滑动摩擦力大小相等， 则下列说法正确的是(　　) A．0～t0 时间内物块的速度逐渐增大 B．t1 时刻物块的速度最大 C．t2 时刻物块的速度最大 D．t2 时刻后物块立即做反向运动 答案：C 解析：由题图乙知，0～t0 时间内物块所受合力为 0，物块不运动， A 错．t0～t2 时间内，物块受到的合力大于 0，物块加速运动，故 t2 时 刻物块的速度最大，B 错，C 对．t2 时刻后物块受到的合力反向，物 块做减速运动，最后停止，D 错． 7．[2019·河南省洛阳模拟] (多选)如图所示，水平地面上有一楔形物块 a，其斜面上有一小 物块 b，b 与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜 面上的挡板上．a 与 b 之间光滑，a 和 b 以共同速度在地面轨道的光 滑段向左匀速运动．当它们刚运动至轨道的粗糙段时，下列说法可能 正确的是(　　) A．绳的张力减小，地面对 a 的支持力不变 B．绳的张力减小，地面对 a 的支持力增加 C．绳的张力增加，斜面对 b 的支持力不变 D．绳的张力增加，斜面对 b 的支持力增加 答案：AB 解析：若二者在粗糙段上仍相对静止，应用整体法可知地面的支 持力不变，隔离 b 研究，b 受重力、斜面的支持力及细绳的拉力，在 地面轨道的光滑段时这三力的合力为 0，滑上粗糙段后合力方向改为 水平向右，重力不变、拉力减小、斜面的支持力增大，A 正确．若在 粗糙段上，b 相对于斜面向上运动，b 对地有一个向上的加速度，系 统处于超重状态，因此绳的张力减小，地面对整体的支持力增大，B 正确，C、D 错误． 8. [2019·河北省衡水中学一调]如图所示，n 个质量为 m 的相同木块 并列放在水平面上，木块跟水平面间的动摩擦因数为 μ，当对木块 1 施加一个水平向右的推力 F 时，木块加速运动，木块 5 对木块 4 的压 力大小为(　　) A．F B.4F n C. 4F n－4 D. (n－4)F n 答案：D 解析：先以整体为研究对象，进行受力分析，应用牛顿第二定律 得：F－nμmg＝nma，再隔离前 4 块研究，得：F－4μmg－N＝4ma， 联立求得：N＝(n－4)F n ，故选 D. 9. [2019·湖南师大附中模拟]如图所示，质量为 m2 的物块 B 放置在 光滑水平桌面上，其上放置质量为 m1 的物块 A，A 通过跨过定滑轮 的细线与质量为 M 的物块 C 连接，释放 C，A 和 B 一起以加速度 a 从静止开始运动，已知 A、B 间的动摩擦因数为 μ，重力加速度大小 为 g，则细线中拉力 T 的大小为(　　) A．Mg B．Mg＋Ma C．(m1＋m2)a D．m1a＋μm1g 答案：C 解析：对 A、B 整体，根据牛顿第二定律 T＝(m1＋m2)a，C 正确； 对 C 有 Mg－T＝Ma，解得 T＝Mg－Ma，A、B 错误；对 A 有 T－f＝ m1a，则 T＝m 1a＋f，因 f 为静摩擦力，故不一定等于 μm 1g，D 错 误． 10．[2019·辽宁六校联考] (多选)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力 F 的 作用，其下滑的速度—时间图象如图所示，已知斜面的倾角为 37°， 物体的质量为 1 kg，物体与斜面之间的动摩擦因数为 0.5，取重力加 速度为 g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则(　　) A．在 0～5 s 内拉力 F 的大小为 1.8 N B．在 5～10 s 内拉力 F 的大小为 10 N C．斜面的长度可能为 5 m D．在 10～15 s 内拉力 F 做的功为－5.5 J 答案：AD 解析：在 0～5 s 内物体下滑的加速度大小为 a1＝0.2 m/s2，由牛 顿第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ－F＝ma1，F＝1.8 N，A 正确．在 5～10 s 内物体匀速下滑，mgsinθ－μmgcosθ－F＝0，F＝2 N，B 错 误．斜面的长度大于或等于速度—时间图象与时间轴所围成的面积大 小，可知最小等于 10 m，C 错误.10～15 s 内，加速度大小仍为 a1＝ 0.2 m/s2，方向与速度方向相反，mgsinθ－μmgcosθ－F＝－ma1，F＝ 2.2 N，而位移等于 2.5 m，力 F 所做的功 W＝－Fx＝－5.5 J，D 正 确． 11．[2019·辽宁省沈阳育才学校模拟](多选)如图所示，质量为 m2 的物体 2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通 过光滑定滑轮连接质量为 m1 的物体 1.跟物体 1 相连接的绳与竖直方 向成 θ 角．重力加速度大小为 g.下列说法中正确的是(　　) A．车厢的加速度大小为 gtanθ B．绳对物体 1 的拉力大小为 m1gcosθ C．底板对物体 2 的支持力为 m2g－m1g D．物体 2 所受底板的摩擦力大小为 m2gtanθ 答案：AD 解析：以物体 1 为研究对象，根据受力分析及牛顿第二定律得： m1a＝m1gtanθ，a＝gtanθ，A 正确，同时可得绳的拉力大小 T＝m1g cosθ ， B 错误．对物体 2 进行受力分析，由牛顿第二定律可知底板对物体 2 的支持力为 N＝m2g－T＝m2g－ m1g cosθ ，f＝m2a＝m2gtanθ，C 错误，D 正确． 12．[2019·内蒙古包钢四中检测] 某人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为 70 kg 的人 站在地面上，通过定滑轮将 20 kg 的建筑材料以 0.5 m/s2 的加速度拉 升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮与绳子间的摩擦，则人对地面 的压力大小为(取 g＝10 m/s2)(　　) A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N 答案：B 解析：以建筑材料为研究对象，由牛顿第二定律得：T－mg＝ ma，得绳子的拉力大小为：T＝m(g＋a)＝20×(10＋0.5) N＝210 N．再 对人进行研究，得地面对人的支持力大小为：N＝Mg－T＝700 N－210 N＝490 N，由牛顿第三定律可得人对地面的压力大小为：N′＝N＝ 490 N．选项 A、C、D 错误，B 正确． 13．如图甲所示，在木箱内粗糙斜面上静止一物体，木箱竖直向 上运动的速度 v 与时间 t 的变化规律如图乙所示，物体始终相对斜面 静止．斜面对物体的支持力和摩擦力分别为 N 和 f，则下列说法正确 的是(　　) A．在 0～t1 时间内，N 增大，f 减小 B．在 0～t1 时间内，N 减小，f 增大 C．在 t1～t2 时间内，N 增大，f 增大 D．在 t1～t2 时间内，N 减小，f 减小 答案：D 解析：在 0～t1 时间内，由题图乙可知，物体做加速运动，加速 度逐渐减小，设斜面倾角为 θ，对物体受力分析，在竖直方向上有 Ncosθ＋fsinθ－mg＝ma1，在水平方向上有 Nsinθ＝fcosθ，因加速度减 小，则支持力 N 和摩擦力 f 均减小．在 t1～t2 时间内，由题图乙可知， 物体做减速运动，加速度逐渐增大，对物体受力分析，在竖直方向上 有 mg－(Ncosθ＋fsinθ)＝ma2，在水平方向上有 Nsinθ＝fcosθ，因加速 度增大，则支持力 N 和摩擦力 f 均减小，故 D 正确． 14．如图所示，劲度系数为 k 的轻质弹簧的一端固定在墙上，另 一端与置于水平面上的质量为 m 的物体 A 接触(A 与弹簧未连接)，质 量为 m 的物体 B 紧挨 A 放置，此时弹簧水平且无形变，用水平力 F 缓慢推动物体 B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了 x0，此时物体 A、 B 静止，已知物体 A 与水平面间的动摩擦因数为 μ，物体 B 与水平面 间的摩擦不计，撤去 F 后，物体 A、B 开始向左运动，A 运动的最大 距离为 4x0，重力加速度大小为 g.则(　　) A．物体 A 和 B 先做匀加速运动，再做匀减速运动 B．物体刚向左运动时的加速度大小为kx0－μmg m C．物体 A、B 运动μmg k 后分离 D．物体 A、B 运动 x0－μmg k 后分离 答案：D 解析：撤去 F 后，在物体 A 离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变 力，物体 A 先做变加速运动，当弹簧弹力小于摩擦力后，物体 A 做 变减速运动，离开弹簧之后 A 做匀变速运动，故 A 项错误；撤去 F 瞬间，以 A、B 整体为研究对象，根据牛顿第二定律得 a＝kx0－μmg 2m ， 故 B 项错误；当 A、B 分离时，A、B 的加速度为零，速度最大，此 时弹簧弹力 F 弹＝μmg＝kx1，x1＝μmg k ，所以物体 A、B 一起开始向左 运动 x＝x0－μmg k 后分离，C 项错误，D 项正确． 15. 如图所示，足够长的斜面固定在水平面上，斜面顶端有一附有挡 板的长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为 μ，轻质弹簧测力计一 端挂在挡板上，另一端连接着光滑小球．木板固定且小球静止时，弹 簧中心线与木板平行，弹簧测力计示数为 F1；无初速度释放木板后， 木板沿斜面下滑，小球相对木板静止时，弹簧测力计示数为 F2.已知 斜面高为 h，底边长为 d，则(　　) A．μ＝F2d F1h B．μ＝F1h F2d C．μ＝F2h F1d D．μ＝F1d F2h 答案：C 解析：设球的质量为 m，木板质量为 M，斜面倾斜角度为 θ，木 板固定时，球受三力而平衡，故 F1＝mgsinθ，释放木板后，对木板和 球整体有(M＋m)gsinθ－μ(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a，隔离球，有 mgsinθ －F2＝ma，联立解得 F2＝μmgcosθ，F1 F2 ＝ sinθ μcosθ ，其中 tanθ＝h d ，则 μ＝ F2 F1tanθ＝F2h F1d ，故 C 正确． 16．[2019·武汉武昌区调研] 一轻绳跨过一轻质定滑轮，滑轮和轴、绳和滑轮间的摩擦均可忽 略．在绳的一端拴住一质量为 m1 的小球，在另一侧有一质量为 m2 的 圆环套在绳子上，绳与圆环间存在摩擦，且 m1>m2，由静止开始释放 它们后，圆环相对于地面以恒定的加速度大小 a2 沿绳下滑(a2gsinβ，所以 gsinθ－μgcosθ>gsinβ，gsinθ－gsinβ>μgcosθ，因为 θ<β， 所以 gsinθ－gsinβ<0，但 μgcosθ>0，所以假设不成立，即速度的方向 一定向上．由于加速度方向向下，所以滑块沿杆减速上滑，故 D 正 确． 二、非选择题 11. [2019·天津五区县联考]如图甲所示，光滑平台右侧与一长为 L＝ 2.5 m 的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一小滑块以初速度 v0 ＝5 m/s 滑上木板，恰好滑到木板右端静止．现让木板右端抬高，如 图乙所示，使木板与水平地面的夹角 θ＝37°，让滑块以相同的初速度 滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g 取 10 m/s2(sin37°＝ 0.6，cos37°＝0.8)，求： (1)滑块与木板之间的动摩擦因数 μ； (2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间 t. 答案：(1)0.5　(2)1＋ 5 2 s 解析：(1)设滑块质量为 m，木板水平时滑块加速度大小为 a，则 对滑块有 μmg＝ma，滑块恰好滑到木板右端静止，则 0－v20＝－2aL， 解得 μ＝ v20 2gL ＝0.5.(2)当木板倾斜时，设滑块上滑时的加速度大小为 a1， 上滑的最大距离为 s，上滑的时间为 t1，有 μmgcosθ＋mgsinθ＝ma1,0－ v20＝－2a1s,0＝v0－a1t1，解得 s＝1.25 m，t1＝1 2 s．设滑块下滑时的加 速度大小为 a2，下滑的时间为 t2，有 mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，s＝1 2 a2t 22，解得 t2＝ 5 2 s，滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间 t＝ t1＋t2＝1＋ 5 2 s. 12．[2019·广西适应性测试]如图所示，12 个相同的木块放在水 平地面上排成一条直线，相邻两木块接触但不粘连，每个木块的质量 m ＝1.2 kg，长度 l＝0.5 m．木块原来都静止，它们与地面间的动摩擦因 数均 为 μ1＝0.1，在左边第一个木块的左端放一质量 M＝1 kg 的小铅 块(可视为质点)，它与各木块间的动摩擦因数均为 μ2＝0.5，现突然给 小铅块一个向右的初速度 v0＝9 m/s，使其在木块上滑行．设木块与 地面间及小铅块与木块间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，重力加 速度 g＝10 m/s2.求： (1)小铅块相对木块滑动时小铅块的加速度大小； (2)小铅块下的木块刚发生运动时小铅块的瞬时速度大小． 答案：(1)5 m/s2　(2)6 m/s 解析：(1)设小铅块相对木块滑动时加速度大小为 a，由牛顿第二 定律可知 μ2Mg＝Ma 解得：a＝5 m/s2 (2)设小铅块最多能带动 x 个木块运动，对 x 个木块整体进行受力 分析，当小铅块下的 x 个木块发生运动时，则有 μ2Mg≥μ1(mgx＋Mg) 解得：x≤3.33 即小铅块最多只能带动 3 个木块运动 设当小铅块通过前面的 9 个木块时的瞬时速度大小为 v，由动能 定理可知： －μ2Mg×9l＝1 2 M(v2－v20) 解得：v＝6 m/s