4.6 牛顿运动定律的应用 同步练习 一、单选题 1．在水平地面上有一个质量为 4.0 kg 的物体，物体在水平拉力 F 的作用下由静止开始 运动。10 s 后拉力大小减小为 F ，并保持恒定。该物体的速度图象如图所示（取 g＝ 3 10 m/s2）物体受到的水平拉力 F 的大小（ A．9N B．12N ） C．6N D．8N 2．如图所示，一粗糙的水平传送带以 v1 沿顺时针方向转动，传送带的左、右两端皆有 一与传送带等高的光滑水平面，一物体以相同的速率 v2 沿水平面分别从左、右两端滑 上传送带。关于物体在传送带上的运动情况下列说法正确的是（ ） A．物体从右端滑到左端所需的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间 B．若 v2<v1，物体从右端滑上传送带，则物体可能到达左端 C．若 v2<v1，物体从左端滑上传送带必然先做加速运动，再做匀速运动 D．若 v2<v1，物体从右端滑上传送带一定会回到传送带右端，且在此过程中物体先做 减速运动再做加速运动最后做匀速运动 3．汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示。图中 P、Q、N 是固定在车体上的压力传 感器，假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止不动时 Q 传感器示数为零，P、N 传感器示 数不为零。当汽车向左匀加速启动过程中，P 传感器示数为零，而 Q、N 传感器示数不 为零。已知 sin 15°＝0.26，cos 15°＝0.97，tan 15°＝0.27，g＝10m/s2。则汽车向左匀加 速启动的加速度可能为（　　） A．3m/s2 B．2.5m/s2 C．2m/s2 D．1.5m/s2 4．如图所示，质量为 M 的三角形斜劈放置在粗糙水平地面上，斜面倾角为 θ，一质量 为 m 的物块以速度 v0 恰好沿斜面匀速下滑，某时刻给物块施加一方向垂直斜面向下、 大小为 mg 的推力 F，最后物块停止在斜面上，整个过程中斜劈始终静止在地面上。重 力加速度大小为 g，则（　　） A．物块与斜面间的动摩擦因数为 sinθ v02 B．从刚施加推力到物块停止运动时，物块运动的位移大小为 g tan  C．施加推力后，物块下滑过程中，地面对斜劈的摩擦力方向向右 D．施加推力后，物块下滑过程中，地面对斜劈的支持力大小为 ( M  m) g  mg cos  5．在水平地面上有一个质量为 4.0kg 的物体，物体在水平拉力 F 的作用下由静止开始 运动。10s 后拉力大小减小为 F ，并保持恒定。该物体的速度图象如图所示（取 g＝ 3 10m/s2），物体与地面间的动摩擦因数为（ A．0.25 B．0.125 ） C．0.3 D．0.4 6．如图所示，在竖直平面有一个光滑的圆弧轨道 MN ，其下端（即 N 端）与表面粗糙 的水平传送带左端相切，轨道 N 端与传送带左端的距离可忽略不计。当传送带不动时， 将一质量为 m 的小物块（可视为质点）从光滑轨道上的 P 位置由静止释放，小物块以 t1 v1 速度 滑上传送带，从它到达传送带左端开始计时，经过时间 ，小物块落到水平地 面的 Q 点；若传送带以恒定速率 v2 沿顺时针方向运行，仍将小物块从光滑轨道上的 P t2 位置由静止释放，同样从小物块到达传送带左端开始计时，经过时间 ，小物块落至 水平地面。关于小物块上述的运动，下列说法中正确的是（　　） A．当传送带运动时，小物块的落地点可能仍在 Q 点 B．当传送带运动时，小物块的落地点可能在 Q 点左侧 C．若 D．若 v1  v2 ，则一定有 v1  v2 ，则一定有 t1  t2 t1  t2 7．质量为 M  5kg 的木板静止在粗糙水平地面上，木板上放置质量为 m  3kg 的物块， 与木板左端相距 L  2m 地面间的动摩擦因数 取 g  10m/s 2 ，如图所示。已知物块与木板间的动摩擦因数  2  0.5 。现用水平恒力 F  60N 1  0.2 ，木板与 施加在木板左端，方向如图所示， ，物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是 （　　） A．木板的加速度大小为 0.8m/s 2 C．2s 末物块刚好从木板左端脱落 B．木板的加速度大小为 2.8m/s 2 D．2s 末木板的位移为 1.6m 8．武直-10（如图所示）是中国人民解放军第一种专业武装直升机，提高了中国人民 解放军陆军航空兵的航空突击与反装甲能力。已知飞机的质量为 m，只考虑升力和重 力，武直-10 在竖直方向上的升力大小与螺旋桨的转速大小的平方成正比，比例系数为 定值。空载时直升机起飞离地的临界转速为 n0 ，此时升力刚好等于重力。当搭载质量 m 为 3 的货物时，某时刻螺旋桨的转速达到了 2n0 ，则此时直升机在竖直方向上的加速 度大小为（重力加速度为 g）（　　） A． g 3 B．g C．2g D．3g 二、多选题 9．某同学站在地铁车厢内，列车正向着他的左侧方向沿水平直轨道运动。他突然回想 起今天的物理课堂，于是将挂有钥匙的长丝带拴在地铁的扶手上，用来估测列车的加 速度。若某段时间内他观察到长丝带向左偏离竖直扶手的角度 α 基本上保持不变，如 图所示。若重力加速度为 g，则列车的加速度（　　） A．方向向左 B．方向向右 C．大小为 gsinα D．大小为 gtanα v2 v1 10．如图所示，一质量为 m 的木块以 的速率向右滑上以 的速率在光滑水平地面上 向左运动的薄木板，薄木板质量为 M，已知 m  M 。则在以后的运动过程中，下列图 像中可能正确是（　　） A． B． C． D． 11．如图甲所示，一质量为 m1 的薄木板（厚度不计）静止在光滑水平地面上，现有一 质量为 m2 的滑块以一定的水平初速度 v0，从木板的左端开始向木板的右端滑行，滑块 和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示，根据图象可知以下判断正确的 是（　　） A．滑块始终与木板存在相对运动 B．滑块未能滑出木板 C．滑块的质量 m2 大于木板的质量 m1 D．在 t1 时刻，滑块从木板上滑出 12．如图所示，A、B、C 为三个完全相同的物体，当水平力 F 作用于 A 上，三物体一 起向右匀速运动；某时撤去力 F 后，三物体仍一起向右运动，设此时 A、B 间摩擦力为 f，B、C 间作用力为 FN。整个过程三物体无相对滑动，下列判断正确的是（　　） A．f＝0 B．f≠0 C．FN＝0 D．FN≠0 三、实验题 13．用下列器材测量小车质量 M。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线， 打点计时器，纸带，频率为 50Hz 的交流电源，直尺，6 个槽码，每个槽码的质量均为 m  10g 。 （1）完成下列实验步骤中的填空： i．按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着 6 个 槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_______ 的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑； ii．保持轨道倾角不变，取下 1 个槽码（即细线下端悬挂 5 个槽码），让小车拖着纸带 沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度 a； iii．依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤 ii； iv．以取下槽码的总个数 n(1 �n �6) 的倒数 1 1 为横坐标， a 为纵坐标，在坐标纸上作出 n 1 1  关系图线。 a n （2）己知重力加速度大小 g  9.80m/s 2 ，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列 填空： ① 下列说法正确的是________； A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放 B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行 C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量 D．若细线下端悬挂着 2 个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为 4mg ② 某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有 4 个点未画出，则在打“5”点时 小车的速度大小 v5  ______ m/s ，加速度大小 a ______ m/s2 ； 1 ③ 写出 随 a 1 变化的关系式________（用 M , m, g , a, n 表示）； n 1 1 ④ 测得  关系图线的斜率为 2.50s 2 /m ，则小车质量 M  _______ kg 。 a n 14．某同学用图甲所示装置，测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知 m＝460 g、M＝520 g 的两物体用细线连接，跨过光滑轻质小滑轮．在 m 下端接上纸带，接通 打点计时器电源，让 M 从高处由静止开始下落，如图乙为实验打出的一条纸带，每相 邻两计数点间还有 4 个点（图中未标出），g 取 9.8 m/s2，运动过程中系统受到的阻力 大小为________。（结果保留两位有效数字） 四、解答题 15．传送带是机场、车间、车站等场地大量使用的物资转运设备，为工农业生产及人 民生活带来了极大方便。如图所示为一快递站工作时使用的传送带，水平部分长度为 L  18m 。在一次调试过程中，工作人员将一纸箱放在最左端，由静止启动传送带以加 速度 a1  3m/s 2 做匀加速直线运动，达到最大传动速度后即做匀速运动，当纸箱恰好与 2 传送带速度相同时，工作人员发现问题，使传送带以 a2  2.5m/s 的加速度做匀减速运 动直到停止，当纸箱也停下来时恰好到达水平传送带的最右端。已知纸箱与传送带间 的动摩擦因数为   0.2 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g 取 （1）在启动过程中，纸箱运动的加速度的大小； 10m/s 2 。求： （2）传送带最大传动速度的大小； （3）纸箱在水平传送带上运动过程中与传送带间的相对位移为多大。 16．如图所示，ABC 是一雪道，AB 段为长 L = 80m 倾角 θ =37°的斜坡，BC 段水平， AB 与 BC 平滑相连。一个质量 m =75kg 的滑雪运动员，从斜坡顶端以 v0=2.0m/s 的初速 度匀加速滑下，经时间 t = 5.0s 到达斜坡底端 B 点。滑雪板与雪道间的动摩擦因数在 AB 段和 BC 段均相同。取 g = 10m/s2.（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8）。求： （1）运动员在斜坡上滑行时加速度的大小 a； （2）滑雪板与雪道间的动摩擦因数 μ； （3）运动员滑上水平雪道后，在 t' = 2.0s 内滑行的距离 x。 17．一物体以一定的初速度，沿倾角可在 0~90°之间任意调整的木板向上滑动，