辽宁省大连市高中物理第四章牛顿运动定律4.7用牛顿定律解决问题二同步测试新人教版必修1

4.7用牛顿定律解决问题（二）一．选择题1.如图所示，物体A、B叠放在水平光滑桌面上，用水平力F拉物体B，使A随B一起向右作匀加速直线运动，则：()A.物体A对物体B的摩擦力方向水平向右B.物体A对物体B的摩擦力方向水平向左C.物体A和物体B之间不存在摩擦力D.条件不足，不能确定是否存在摩擦力【答案】B【解析】试题分析：隔离物体A，受力有重力，物体B对物体A的支持力，物体B对物体A的静摩擦力，由牛顿第二定律知：，物体A随B一起向右作匀加速直线运动，故物体B对物体A的静摩擦力的方向水平向右，选项B正确。考点：受力分析牛顿第二定律2.如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m．现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不得超过（）A.2FB.F/2C.3FD.F/3【答案】B【解析】【分析】物体A与B刚好不发生相对滑动的临界条件是A、B间的静摩擦力达到最大值，可以先对A或-12-B受力分析，再对整体受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解【详解】力F拉物体B时，A、B恰好不滑动，故A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A受力分析，受重力mg、支持力N1、向前的静摩擦力fm，根据牛顿第二定律，有fm=ma对A、B整体受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根据牛顿第二定律，有F=3ma由以上两式解得：当作用在物体A上时，A、B恰好不滑动时，A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有-fm=ma1对整体，有：=3ma1由上述各式联立解得：故应选B。【点睛】本题关键抓住恰好不滑动的临界条件，然后灵活地选择研究对象，运用牛顿第二定律列式求解。3.在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作（）A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动【答案】D【解析】试题分析：外力逐渐减小，根据牛顿第二定律得知，加速度也逐渐减小，因为在运动方向受到一个外力，所以外力与速度方向相同，则木块做加速运动，故木块做速度逐渐增大的变加速运动，故D正确；考点：考查了牛顿第二定律-12-【名师点睛】根据牛顿第二定律分析加速度如何变化，根据速度方向与加速度同向时，物体做加速运动，进行分析．4.沿光滑斜面下滑的物体受到的力是（）A.力和斜面支持力B.重力、下滑力和斜面支持力C.重力、正压力和斜面支持力D.重力、正压力、下滑力和斜面支持力【答案】A【解析】物体受到竖直向下的重力，垂直斜向向上的支持力，A正确；5.滑块与平板间摩擦系数为μ，当放着滑块的平板被慢慢地绕着左端抬起，α角由0°增大到90°的过程中，滑块受到的摩擦力将（）A.不断增大B.不断减少C.先增大后减少D.先增大到一定数值后保持不变【答案】C【解析】开始阶段，滑块相对于平板静止，对滑块受力分析可知，滑块受到重力、支持力和沿斜面向上的静摩擦力的作用，受力平衡，则滑块受到的静摩擦力大小f=mgsinα，随着α增大，滑块所受的摩擦力f增大。当滑块相对于平板滑动后，滑块受到的是滑动摩擦力，大小为f=μmgcosα；摩擦力随夹角的增大而减小，所以滑块受到的摩擦力将先增大后减少。故ABD错误，C正确。故选C。点睛：分析物体受到的摩擦力时，首先要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的。6.如图，质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑，现将质量为m的砝码轻轻放入槽中，下列说法中正确的是（）A.M和m一起加速下滑-12-B.M和m一起减速下滑C.M和m仍一起匀速下滑【答案】C【解析】【分析】质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑，合力为零，由此条件列出重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力的关系式，分析将质量为m的砝码轻轻放入槽中时，这两个力的大小关系，判断M和m的运动情况。【详解】由题，质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑，合力为零，则有Mgsinθ=μMgcosθ，得sinθ=μcosθ当将质量为m的砝码轻轻放入槽中时，重力沿斜面向下的分力为G1=（M+m）gainθ，滑动摩擦力为f=μ（M+m）cosθ可知，G1=f，M和m的整体所受的合力仍为零，故M和m仍一起匀速下滑故选C。【点睛】本题关键由平衡条件得出sinθ=μcosθ，此式与质量无关，当M质量增加时，合力仍为零。7.粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的木块，m1＞m2，如图所示。已知三角形木块和两个物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（）A.有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右B.有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左C.有摩擦力作用，但摩擦力方向不能确定D.以上结论都不对【答案】D【解析】【分析】-12-图中物体均处于平衡状态，故可以利用整体法进行受力分析求出地面对三角形木块的摩擦力。【详解】将三个物体看作整体，则物体只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故三角形木块不受地面的摩擦力，故D正确，ABC错误；故选D。【点睛】关键是将多个物体看作是一个整体进行分析，这样可以简单的得出正确结果；如果采用隔离法逐个分析，受力分析容易出错，并且过程相当复杂。8.质量分别为mA和mB的两个小球，用一根轻弹簧联结后用细线悬挂在顶板下（下图所示），当细线被剪断的瞬间，关于两球下落加速度的说法中，正确的是（）A.aA=aB=0B.aA=aB=gC.aA＞g，aB=0D.aA＜g，aB=0【答案】C【解析】【分析】分别对AB两球进行受力分析，A球受到两个向下的力，B球还是处于平衡状态。【详解】B球受到两个力：重力和弹簧拉力，由于这两个力原来平衡，现在剪断绳子后这两个力不变，所以B所受合力还是为零，所以B球的加速度为零剪断绳子后A球受到两个力：重力和弹簧弹力，弹簧弹力为mBg，所以A的加速度为：故选C。【点睛】此题考查牛顿第二定律的应用，掌握临界状态下物体的受力情况即可解决此类问题。9.下列说法中正确的是（）A.物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性-12-B.物体只有受外力作用时才有惯性C.物体的速度大时惯性大D.惯性是物体的固有属性，其大小仅与物体质量有关【答案】D【解析】因为任何物体在任何情况下都有惯性，其大小只与质量有关，质量大的惯性大，因此A、B、C选项错误，D选项正确。10.以下说法中正确的是（）A.牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D.飞跑的运动员，由于通到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态【答案】ABD【解析】【分析】牛顿第一定律描述了力和运动的关系，要明确力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．【详解】牛顿第一定律反映了物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动状态或静止状态，故A正确；不受外力作用时，由于惯性的作用，物体的运动状态保持不变，故B正确；水平地面上的木块最终要停下来，是因为物体受到了摩擦力的作用，故C错误；力是改变物体运动状态的原因，故物体运动状态发生改变时，一定受到了外力的作用，飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态，故D正确；本题选错误的，故选C。【点睛】牛顿第一定律也称惯性定律，它揭示了力与运动的关系，在初学时应认真体会，加深理解．11.如图，在向右匀速行驶的车上，一小球吊在车厢顶上，车底板上的A点在小球的正下方．若小球上面的细绳被烧断，小球将落在（）-12-A.A点B.A点的右侧C.A点的左侧D.无法确定【答案】A【解析】【详解】小球上面的细绳被烧断时，因为小球具有惯性，与火车一起向前运动，在水平方向上，小球与小车相对静止，所以小球将落在A点，故A正确。12.下列哪些情况下物体的运动状态一定发生了变化（）A.运动物体的位移大小变化B.运动物体的速度大小变化C.运动物体的速度方向变化D.运动物体的位移方向变化【答案】BCD【解析】【详解】运动状态改变即物体的速度改变，速度是矢量，只要大小，方向其中之一发生改变即可，A项：位移大小变化，速度不一定改变，故A错误；B项：运动物体的速度大小变化即速度变化，运动状态改变，故B正确；C项：运动物体的速度方向变化即速度变化，运动状态改变，故C正确；D项：运动物体的位移方向变化则速度方向一定变化，所以运动状态一定改变，故D正确。二．实验题-12-13.物体运动状态改变时，物体____受到外力作用。（一定或不一定）【答案】一定；【解析】【详解】物体运动状态改变则物体的速度一定改变，由公式可知，物体一定产生加速度；由牛顿第二定律可知，则物体一定受到外力作用。14.物体运动状态改变的难易程度与物体_____及物体的_____有关【答案】(1).所受合外力；(2).质量；【解析】【详解】物体运动状态是否改变即看速度，速度变化即运动状态变化，速度变化即产生加速度，加速度越大，速度变化越快，即运动状态越易变化，由公式可知，运动状态改变难易程度与物体的合外力和物体的质量有关。15.一个质量为20kg的物体，受到两个互成角度90°，大小分别为30N和40N的力的作用，两个力的合力是_____,产生的加速度为_______【答案】(1).50N；(2).；【解析】【详解】由平行四边形定则求出合外力：由牛顿第二定律求出加速度：16.同样的力作用在不同的物体上时，质量大的物体得到的加速度_____，所以质量大的物体惯性_____。（大或小）【答案】(1).小；(2).大；【解析】【详解】由牛顿第二定律可知，同样的力作用在不同的物体上时，质量大的物体得到的加速度小，-12-由公式可知，加速度小即运动状态难改变，所以质量大的物体惯性大。17.一个物体正以5m/s速度向东做匀速直线运动，从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3N的恒定外力作用，若物体质量为5Kg，2s末物体速度为______【答案】【解析】【详解】由于物体受到向西的恒力作用，因此产生向西的恒定加速度，与物体的初速度方向相反，故物体做匀减速直线运动。根据牛顿第二定律F＝ma，知加速度大小根据匀变速直线运动公式Vt＝Ｖo－at，得2.0s末速度Vt＝Ｖo－at＝（5－0.6×2.0）m/s＝3.8m/s速度的方向仍向东。18.一物体在几个力的作用下处于平衡状态，若使其中一个向东的力逐渐减小，直至为零，则在此过程中物体的加速度__________【答案】方向一定向西，且逐渐增大；【解析】【详解】几个力的作用下处于平衡状态，说明合力为零，当使其中一个力减小时，其合力逐渐增大，方向与减小的力方向相反；所以其中一个向东的力逐渐减小，直至为0则在此过程中物体的加速度向西，一直增大。19.质量为的汽车以的加速度前进，阻力为，那么汽车的牵引力是______【答案】；【解析】【详解】汽车在水平方向受到牵引力F和阻力f，合力产生加速度，则根据牛顿第二定律得，F-f=ma，则有F=f+ma=2.5×103N+8×103×1.5N=1.45×104N。20.水平恒力能使质量为的物体在光滑水平面上产生大小为的加速度，也能使质量为的物体在光滑水平面上产生大小为的加速度，若此水平恒力作用在质量为的物体上，使其在光滑水平面上产生的加速度为a，则a与、的大小关系为_________【答案】；-12-【解析】【分析】分别对m1、m2、m1+m2进行分析，运用牛顿第二定律综合求解。【详解】由牛顿第二定律，有对m1，F=m1a1对m2，F=m2a2对m1+m2F=（m1+m2）a由以上各式解得：【点睛】本题考查了牛顿第二定律的基本运用，比较简单，关键是合适的选择研究对象，运用牛顿第二定律进行求解。三．计算题21.质量为10Kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，如果用大小40N，方向斜向上与水平方向的夹角为37°的恒力作用，使物体沿水平面向右运动,求（1）物体运动的加速度大小；（2）若物体由静止开始运动，需要多长时间速度达到8.4m/s，物体的位移多大？【答案】（1）（2）21m【解析】【详解】(1)以物体为研究对象，首先对物体进行受力分析，如图所示．建立平面直角坐标系把外力沿两坐标轴方向分解．设向右为正方向，依据牛顿第二定律列方程：-12-解得：代入数据解得：；(2)因为物体做匀加速直线运动，所以根据运动学公式可知：物体运动时间为：物体的位移大小为：。22.如图所示，物体A和B靠在一起放在光滑水平面上，物体A受到水平向右的推力，大小为10N，已知物体A的质量为2kg，物体B的质量为3kg，求物体A运动的加速度及物体A、B间的相互作用力．【答案】2m/s26N【解析】【详解】以物A和B整体为研究对象进行受力分析，如图所示．依据牛顿第二定律可知：方向：水平向右；以物体A为研究对象，依据牛顿第二定律可知：。23.如图所示，一水平传送带以的速度作匀速运动，传送带两端的距离是．将一物体轻放在传送带一端A，已知传送带与物体间的动摩擦因数为-12-，试求物体由传送带一端运动到另一端所需的时间是多少？（）【答案】11s【解析】【详解】物体匀加速运动的时间：物体匀加速运动的加速度：所以物体在t1内的位移为：物体匀速运动通过的位移为：物体匀速运动的时间：所以总时间为：-12-