沪科版 (2019)必修 第一册4.5 牛顿运动定律的案例分析综合训练题

这是一份沪科版 (2019)必修 第一册4.5 牛顿运动定律的案例分析综合训练题，共17页。试卷主要包含了如图所示，A，如图，两物块P，在太空舱里测物体质量的原理如下等内容，欢迎下载使用。
【名师】4.5牛顿运动定律的案例分析-1作业练习一．单项选择1．如图所示，A．B两物块质量均为m，用一轻弹簧连接，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平面接触，而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x，现将悬绳剪断，则下列说法正确的是（　　）A. 悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为3gB. 悬绳剪断瞬间，A物块的加速度为2gC. 悬绳剪断后A物块向下运动距离x时速度最大D. 悬绳剪断后A物块向下运动距离x此时加速度最大2．如图，两物块P．Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P．Q两物块的质量分别为．，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（　　）
 A． B． C． D．3．如图所示，一滑块从足够长的粗糙斜面上的某位置以大小为10m/s的初速度沿斜面向上运动，斜面的倾角为滑块向上运动过程中的加速度大小为10m/s2。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法错误的是（　　）A．滑块向上运动的时间为1sB．滑块向上运动的最大距离为10 mC．斜面与滑块之间的动摩擦因数为0.5D．滑块从开始运动到速度大小再次为10m/s所用的时间为6s4．如图，两物块P．Q置于水平地面上，其质量分别为m．，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（　　）A．F-2μmg B．F+μmg C．F-μmg D．F     
5．如图甲，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F．物体速度v随时间t变化规律如图乙。g＝10m/s2，则（　　）A．物体的质量m＝1.0kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.40C．前3s内物体的平均速度为1.5m/s D．前3s内物体所受摩擦力为2N6．如图所示，在水平面上放置着两个横截面为梯形的物体和，，和Q质量之比为，所有接触面均光滑。若把大小为．方向向左的水平推力作用在上，和Q恰好相对静止；若把大小为．方向向右的水平推力作用在Q上，和Q恰好相对静止，，，则为（　　）A.  B.  C. 1 D. 大小关系不能确定7．如图所示，质量为m的小球被非弹性绳A和B系住，其中B绳水平，下列说法正确的是A. 平衡时水平绳拉力为B. 剪断水平绳，斜绳的拉力不变C. 剪断水平绳，小球的加速度为D. 剪断斜绳，小球的加速度为8．如图所示，竖直墙上的A点与水平地面上的M点到墙角的距离都为d，C点在M点正上方与A点等高，B点在C点正上方d处，某时刻同时由静止释放a．b．c三个小球，a球由A点释放沿光滑倾斜直轨道AM运动，b．c球分别由B．C点自由下落，它们运动到M点所用时间分别为ta．tb．tc，下列说法正确的是（　　）
 A.  B.  C.  D. 9．在太空舱里测物体质量的原理如下：先对标准物体施加一水平推力，测得其加速度为，然后将标准物体与待测物体紧靠在一起，施加同一水平推力，测得共同加速度为。己知标准物体质量，则待测物体质量为（　 　）
 A． B．C． D．10．如图甲所示，用体重计研究运动与力的关系，测量者先静止站在体重计上，然后完成下蹲动作。该过程中体重计示数的变化情况如图乙所示。则（　　）A 测量者经历了加速．减速．再加速．再减速四个阶段B. 测量者在t1～t3时间内表现为先失重后超重C. 测量者在t3时刻速度最小D. 测量者在t4时刻加速度最大11．如图所示，倾角为的斜面上有一固定挡板C，长度为m的木板B上有一个长度为m的木板A，AB上端齐平，B与斜面间的动摩擦因数为，AB之间的动摩擦因数为。现由静止释放AB，经过2s长木板B与C相碰，碰后B立即停止运动，重力加速度，，则下列说法中正确的有（　　）
 A．释放AB后，两者将发生相对滑动B．释放AB后，B下滑的加速度为6C．B与C相碰时，A的速度大小为2m/sD．释放AB后经过6s木板A恰好滑到长木板B的底端停下12．如图，一凹形槽内有一轻质弹簧和一物块，槽内两端装有压力传感器。凹形槽静置在光滑斜面上，上下两端压力传感器的示数分别为和。当凹形槽沿斜面自由下滑时（　　）A. 下压力传感器的示数变小B. 下压力传感器的示数变大C. 上压力传感器的示数为D. 上压力传感器的示数为13．如图所示，一个轻质弹簀固定在一小车的地板上，弹簧的上端连接一小球，小球通过轻质细绳悬挂在小车的顶板上。小车和小球一起以某一加速度向右做匀加速直线运动时，轻质弹簧刚好沿竖直方向，细绳与竖直方向成角。则下列说法正确的是（　　）A．细绳对小球不一定有拉力的作用B．轻弹簧对小球一定有弹力的作用C．细绳对小球一定有拉力的作用，轻弹簧对小球不一定有弹力D．细绳对小球不一定有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力14．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为（　　）A. （M+m）g+ma B. （M+m）g-maC. （M+m）g D. （M-m）g15．如图所示是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过细线悬吊着小物体，当小车在水平地面上运动过程中，M始终未相对杆移动，M．与小车保持相对静止，悬线与竖直方向为，则M受到横杆的摩擦力为（ ）A. 大小为方向水平向右B. 大小为方向水平向右C. 大小为方向水平向左D. 大小为方向水平向左16．如图甲所示，物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动，在时刻撤去恒力F，物体运动的图像如图乙所示。重力加速度g取，下列说法正确的是（ 　　）
 A．物体在内的位移 B．恒力F与摩擦力f大小之比为C．物体与地面间的动摩擦因数为 D．在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比为17．如图甲，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为3kg的小物块（可视为质点）由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达最高位置C，小物块上滑过程中的图象如图乙，设A点为参考起点，，则下列说法正确的是（　　）A．小物块最大高度为0.8mB．小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3：1C．小物块与斜面间的动摩擦因数为D．推力F的大小为40N18．一物体在n个共点力作用下处于静止状态，若让其中一个力方向不变，大小逐渐减小到零，然后又逐渐恢复到原来的大小，在这一过程中物体的速度图像为（　　）A.  B.  C.  D.
参考答案与试题解析1．【答案】B【解析】【详解】AB．剪断悬绳前，对B受力分析，B受到重力和弹簧的拉力，知弹力剪断悬绳瞬间，弹簧弹力不变，对A分析，A的合力为由牛顿第二定律得故B正确，A错误；C．弹簧开始处于伸长状态，弹力当物块A所受合力零时，即弹簧向下压缩，弹力速度最大，解得所以下降的距离为时速度最大，故C错误；D．悬绳剪断后瞬间A物块加速度为，A物块向下运动距离x时，弹簧恢复到原长，此时物块A仅受重力，加速度为，可知D错误。故选B。2．【答案】A【解析】P静止在水平桌面上时，由平衡条件有推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即故Q物体加速下降，有可得而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律解得故选A。3．【答案】B【解析】A．滑块上滑做匀减速直线运动，由速度公式可得减速时间为故A不符题意；B．匀减速的位移为故B符合题意；C．上滑过程根据牛顿第二定律解得故C不符题意；D．下滑过程根据牛顿第二定律解得滑块做匀加速直线运动可得故加速到10m/s总时间为6s，故D不符题意；故选B。4．【答案】D【解析】根据牛顿第二定律，对PQ的整体对物体P解得故选D。 5．【答案】B【解析】AB．由图可知， 0？1s内物体静止，1？2s做加速度a=2m/s2的匀加速运动， 2？3s做匀速运动，由得故A错误B正确；C．根据图线围成的面积求出前3s内物体的位移前3s内物体的平均速度为故C错误；D．由速度时间图线知，在0？1s内，物体处于静止状态，由平衡条件可知摩擦力等于水平推力，在2？3s内，物体做匀速直线运动，由平衡条件可知推力等于滑动摩擦力f=2N，故在1？2s内，物体做匀加速直线运动滑动摩擦力也为2N。故D错误。故选B。6．【答案】A【解析】【详解】由题意，设P和Q的质量分别为7m和2m。当把大小为．方向向左的水平推力作用在上时，设整体的加速度大小为a1，则根据牛顿第二定律有   ①单独对Q分析，因为和Q恰好相对静止，根据力的合成与分解以及牛顿第二定律有   ②联立①②解得   ③当把大小为．方向向右的水平推力作用在Q上时，设整体的加速度大小为a2，则根据牛顿第二定律有   ④设Q对的弹力大小为T，则   ⑤根据牛顿第三定律可知对Q的弹力大小为   ⑥单独对Q分析，因为和Q恰好相对静止，在竖直方向上根据平衡条件有   ⑦联立④⑤⑥⑦解得   ⑧所以   ⑨故选A。7．【答案】C【解析】【详解】A.由受力图可知，平衡时水平绳的拉力为mgtanα，选项A错误；
B.剪断水平绳，斜绳的拉力在瞬间可以突变，选项B错误；
C.剪断水平绳，将小球的重力沿绳的方向和垂直于绳的方向分解，沿垂直绳的方向产生加速度，大小为，选项C正确；
D.剪断斜绳，水平绳的拉力瞬间变为零，则小球的加速度为g，选项D错误；
故选C.8．【答案】B【解析】【详解】竖直墙上的A点与水平地面上的M点到墙角的距离都为d，AM与水平方向夹角为45°，则有C点在M点正上方与A点等高，有B点在C点正上方d处，有可得故选B。9．【答案】B【解析】对标准物体，由牛顿第二定律得对标准物体和待测物体整体，由牛顿第二定律可得代入数据解得故选B。10．【答案】D【解析】【详解】A．根据图像可知，体重计示数与受支持力大小相等，支持力先小于重力，后大于重力，故先失重后超重，即经历先加速下降后减速下降，故A错误；B．测量者在时间内表现为失重，因为支持力小于重力，合力向下，加速度向下，故B错误；C．测量者在时刻之前，合力一直向下，向下加速，时刻速度最大，故C错误；D．测量者时刻合力最大，根据牛顿第二定律可知，加速度最大，故D正确；故选D。11．【答案】D【解析】AB．由题意分析知AB一起沿斜面下滑的加速度为A向下匀加速运动的加速度最大值为故AB保持相对静止向下运动，故AB错误；C．则B与C相碰时，A的速度为故C错误；D．当B停止运动后，A向下做减速运动，加速度为A匀减速到0需要下滑位移为恰好停在长木板B的底端，故D正确。故选D。12．【答案】D【解析】【详解】凹形槽静置在光滑斜面上，对物块，根据平衡条件得根据题意有得当凹形槽沿斜面自由下滑时，弹簧的长度不变，则下压力传感器的示数不变，对整体，根据牛顿第二定律有得对物块，根据牛顿第二定律有解得ABC错误，D正确。故选D。13．【答案】C【解析】小球向右做匀加速直线运动，合外力必定水平向右，而可能受到的弹簧弹力和重力均在竖直方向，故其一定受到细绳对它的拉力。设系统的加速度为a，绳的拉力为T，根据牛顿第二定律 Tsin=ma当时，细绳竖直方向分力与重力恰好平衡，则此时轻弹簧对小球没有弹力的作用。故选C。14．【答案】B【解析】【详解】对竹竿上的人由牛顿第二定律知 所以由牛顿第三定律知竹竿上的人对竹竿的摩擦力竖直向下，对竹竿由平衡条件知由牛顿第三定律知竹竿对底人的压力故B正确ACD错误。故选B。15．【答案】A【解析】【详解】分析：先对小球受力分析，根据牛顿第二定律列式分析；再对小球和滑块整体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解．解答：解：对小球受力分析，受重力mg和细线的拉力T，如图根据牛顿第二定律，有Tsinθ=ma    ①，Tcosθ-mg=0  ②再对m和M整体受力分析，受总重力（M+m）g．支持力N．摩擦力f，如图根据牛顿第二定律，有f=（M+m）a   ③，N-（M+m）g=0   ④由①②③④解得： tanθ=所以a="g" tanθ，f=（M+m）a=，方向水平向右故选A．点评：本题关键是先后对小球．滑块与小球整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解．16．【答案】D【解析】A．在v-t图像中图线与时间轴所围成的面积等于位移的大小，3s内物体的位移大小应为9m，故A错误；C．撤去力F后，物体受摩擦力作用而减速运动，由图乙知，加速度大小为3m/s2，而a2=μg得μ=0.3故C错误；D．匀变速直线运动的平均速度等于初．末速度和的一半，故撤去F前后两个阶段的平均速度相同，故D正确；B．根据牛顿第二定律可得F-f=ma1f=ma2又由题图乙可知a1=6m/s2a2=3m/s2联立解得F∶f=3∶1故B错误。故选D。17．【答案】D【解析】A．由图象可知，物体上升的最大位移由几何关系得，小物块上升的最大高度故A错误；B．小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小均为则小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为1:1，故B错误；C．由图象得，物体减速时的加速度大小在匀减速直线运动过程中，由牛顿第二定律得解得故C错误；D．由图象得，物体加速运动的加速度大小在匀加速直线运动过程中，由牛顿第二定律得解得故D正确。故选D。18．【答案】D【解析】【详解】初始时物体在n个共点力的作用下处于平衡状态，让其中一个力方向不变，大小逐渐减小到零，然后又逐渐恢复到原来的大小，在此过程中物体受到的合力先逐渐增大，再逐渐减小。结合牛顿第二定律可知物体的加速度先逐渐增大，然后逐渐减小，故ABC错误，D正确。故选D。