【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】
第五节牛顿定律的应用
一、单选题
1．如图所示，水平传送带顺时针匀速转动，一物块轻放在传送带左端，当物块运动到传送带右端时恰与传送带速度相等，若传送带仍保持匀速但速度加倍，将物块轻放在传送带左侧，本次物块在传送带上运动的时间与传送带速度加倍前相比，下列判断正确的是（ ）
A．不变 B．变为原来的2倍
C．变为原来的一半 D．变为原来的4倍
2．如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度v运动，每隔时间T轻轻放上相同的物块，当物块与传送带相对静止后，相邻两物块的间距大小（ ）
A．与物块和传送带间的动摩擦因数的大小有关
B．与物块的质量大小有关
C．恒为vT
D．由于物块放上传送带时，前一物块的速度不明确，故不能确定其大小
3．如图所示，在2022年卡塔尔世界杯一次比赛中，阿根廷球星梅西在开赛后第35分钟劲射直接破门，帮助球队1∶0取得领先。下列正确的是（ ）
A．第35分钟是指时间
B．足球在空中运动时惯性大小保持不变
C．足球被踢起的原因是脚对球的力大于球对脚的力
D．足球在空中飞行过程中一直受一个向前的作用力
4．如图，站在滑轮车上的甲、乙两人原来静止不动，甲猛推一下乙后，甲乙分别向相反方向运动，滑轮车与地面间的动摩擦因数相同。甲乙两人均与滑板相对静止，甲在水平地面上滑行的距离比乙远，下列说法中正确的是：（ ）
A．乙受到滑动摩擦力，方向向右
B．在刚分开时，甲的初速度等于乙的初速度
C．在分开后，甲的加速度大小等于乙的加速度大小
D．甲和滑板整体受到地面的作用力方向竖直向上
5．如图，汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握扶杆，始终相对于汽车静止地站在车箱底板上，学生鞋底与汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（ ）
A．mg，竖直向上 B．，斜向左上方
C．mg tanθ，水平向右 D．mg sinθ，斜向右上方
6．如图甲所示，水平地面上叠放着小物块B和木板A（足够长），其中A的质量为，整体处于静止状态。现对木板A施加方向水平向右的拉力F，木板A的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示。已知A、B间以及A与地面间的动摩擦因数相同，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．当拉力大小为5N时，A，B开始相对滑动
B．A与地面间的动摩擦因数为0.2
C．B的质量为
D．图乙中的
二、多选题
7．如图所示，在一足够长的粗糙水平杆上套一小球，小球受到向右的恒定风力，小球具有向右初速度，同时在小球上施加一竖直向上的力（图中未标出），且满足的关系为。已知小球的质量为，小球与水平杆之间的动摩擦因数为。小球的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，则小球运动过程中速度随时间变化的图象可能为（ ）
A． B．
C． D．
三、填空题
8．如图所示，两个光滑的梯形木块A和B紧挨着并排放在光滑水平面上，已知θ=60°，mA=2kg，mB=1kg，现同时施水平力F1=5N作用于A，F2=2N作用于B，作用的方向相反．两木块在运动中无相对滑动，则B对A的作用力大小为 N．
9．将一可以视为质点的质量为m的铁块放在一长为L、质量为M的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为x，如图所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。摩擦力对铁块所做的功为 ，摩擦力对长木板所做的功为 。
10．如图所示，倾角为α=30°的传送带以恒定速率v=2m/s运动，皮带始终是绷紧的，皮带AB长为L=5m，将质量为m=1kg的物体轻轻放在A点，经t=2.9s到达B点，则物体和皮带间的动摩擦因数为 ．
四、计算题
11．如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的遥控飞行器，目前得到广泛应用.一架质量m=20kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，以加速度a=4m/s2匀加速上升到高度h=162m处，已知上升过程中受到的空气阻力大小恒为自身重力的0.1倍、重力加速度g取10m/s2，求该过程无人机：
（1）上升到高度h=162m时，速度v的大小；
（2）受到升力F的大小。
12．如图，将一质量为M =10g、长度为l=10cm的长方形硬纸板放在水平桌面上，左端一小部分伸出桌外。 将一质量为m=20g的橡皮擦(可视为质点) 置于纸板的正中间，用手指将纸板水平弹出(手指对纸板的作用时间很短，可认为作用结束后纸板获得初速度但位移近似为零)，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板。已知橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为纸板与桌面间的动摩擦因数为 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取
（1）若手指弹出纸板的瞬间，橡皮擦相对纸板滑动，求橡皮擦与纸板的加速度大小；
（2） 若手指给纸板的初速度大小为(求最终橡皮擦与纸板左端的距离；
（3）若要使橡皮擦运动的时间不超过，求纸板被弹出时的速度大小范围。
五、解答题
13．如图所示，质量为的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为。这时铁箱内一个质量为的木块恰好能静止在后壁上（木块和铁箱不粘连），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数处处相等，且为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：
（1）木块对铁箱压力的大小和方向；
（2）木块和铁箱一起加速的加速度大小和水平拉力F的大小。
14．如图所示，物体的质量，与水平地面间的动摩擦因数为，在与水平方向夹角为、大小为的恒力作用下，由静止开始加速运动，当时撤去，求：
（1）物体做加速运动时的加速度大小；
（2）撤去后，物体在内运动的距离。
15．如图所示，在光滑水平面上有一辆小车A，其质量为mA=2.0kg，小车上放一个物体B，其质量为mB=1.0kg．如图甲所示，给B一个水平推力F，当F增大到稍大于3.0N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，求F′的最大值Fmax．
六、综合题
16．水平传送带被广泛地应用于车站、码头工厂、车间。如图所示为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v0=2m/s的恒定速率向右运行，一质量为m=1kg的箱子无初速度地放在A处，设箱子与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2，AB之间的距离为L=10m，求：
（1）箱子匀加速运动位移；
（2）箱子从A处运动到B处所用的时间。
17．如图所示，距离地面高的绝缘传送带水平放置，以的速度顺时针转动。在传送带上端轻轻地放一个质量、并且始终受一个水平向右的拉力。已知小物块与传送带间的动摩擦因数，传送带长，，求：
（1）小物块运动到传送带右端所用的时间；
（2）物块落地时的速度。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
2．【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
3．【答案】B
【知识点】时间与时刻；牛顿运动定律的综合应用
4．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的综合应用
5．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—连接体
6．【答案】C
【知识点】静摩擦力；牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—板块模型
7．【答案】A,B,C
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
8．【答案】
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
9．【答案】-μmg（x＋L）；μmgx
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
10．【答案】
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
11．【答案】（1）无人机做初速度为零的匀加速直线运动，则有，
可得m/s=36m/s；
（2）根据牛顿第二定律得
，
其中，解得F=300N。
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿运动定律的综合应用
12．【答案】（1）解：由受力分析及牛顿第二定律可知，对橡皮擦有 解得
对纸板有
解得
（2）解：设橡皮擦与纸板经过t1二者达到共同速度
由
解得
此过程中橡皮擦的位移大小为
纸板的位移大小为
橡皮擦相对纸板向左滑动的位移大小为
故未从纸板滑下
之后，由于故二者相对滑动
橡皮擦的加速度大小为
对纸板有 解得
橡皮擦减速为零的位移大小为
纸板减速为零的位移大小为
橡皮擦相对纸板向右滑动的位移大小为
故橡皮擦静止时与纸板左端的距离
（3）解：若橡皮擦未滑离纸板，由(2) 可知纸板被弹出时的速度大小范围为(
若橡皮擦滑离纸板，在纸板上和桌面上的加速度相等，则其在纸板上的运动时间为 刚好离开纸板时的速度为位移大小
纸板的位移大小为
由 解得
故纸板被弹出时的速度大小范围为或
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
13．【答案】（1）16N，水平向左；（2），
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—连接体
14．【答案】（1）；（2）
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
15．【答案】解：根据题图甲所示，设A、B间的静摩擦力达到最大值Ffmax时，系统的加速度为a．
根据牛顿第二定律，对A、B整体有 F=（mA+mB）a，
对A有 Ffmax=mAa，
代入数据解得 Ffmax=2.0 N．
根据题图乙所示情况，设A、B刚开始滑动时系统的加速度为a′，
根据牛顿第二定律得：
以B为研究对象有 Ffmax=mBa′
以A、B整体为研究对象，有 Fmax=（mA+mB）a′
代入数据解得 Fmax=6.0 N．
答：F′的最大值Fmax是6.0 N
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
16．【答案】（1）解：箱子匀加速运动的加速度为
箱子匀加速运动的时间为
箱子匀加速运动位移为
（2）解：箱子匀速运动的时间为
箱子从A处运动到B处所用的时间为t=t1+t2=5.5s
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
17．【答案】（1）设物块刚放上传送带时的加速度为 ，根据牛顿第二定律可
解得
物块运动到与传送带共速所用时间为
此过程物块通过的位移为
共速后，设物块的加速度大小为 ，根据牛顿第二定律可得
解得
设共速后物块运动到传送带右端所用时间为 ，则有
解得 或 （舍去）
物块运动到传送带右端所用的时间为
（2）物块运动到传送带右端时的速度为
物块从传送带右端抛出后，竖直方向有 ，
解得 ，
水平方向有 ，
物块落地时的速度大小为
物块落地时的速度与水平方向的夹角满足
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "()
" ()
