遼寧省大連市高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 4.7 用牛頓定律解決問題（二）同步測(cè)試 新人教版必修1.doc

4.7用牛頓定律解決問題（二）一選擇題1.如圖所示，物體A、B疊放在水平光滑桌面上，用水平力F拉物體B，使A隨B一起向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則：( )A. 物體A對(duì)物體B的摩擦力方向水平向右B. 物體A對(duì)物體B的摩擦力方向水平向左C. 物體A和物體B之間不存在摩擦力D. 條件不足，不能確定是否存在摩擦力【答案】B【解析】試題分析：隔離物體A，受力有重力，物體B對(duì)物體A的支持力，物體B對(duì)物體A的靜摩擦力，由牛頓第二定律知：，物體A隨B一起向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故物體B對(duì)物體A的靜摩擦力的方向水平向右，選項(xiàng)B正確?？键c(diǎn)：受力分析 牛頓第二定律2.如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m現(xiàn)施水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)若改用水平力F拉A，使A、B也保持相對(duì)靜止，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)，則F不得超過 （ ）A. 2FB. F/2C. 3FD. F/3【答案】B【解析】【分析】物體A與B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，可以先對(duì)A或B受力分析，再對(duì)整體受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解【詳解】力F拉物體B時(shí)，A、B恰好不滑動(dòng)，故A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對(duì)物體A受力分析，受重力mg、支持力N1、向前的靜摩擦力fm，根據(jù)牛頓第二定律，有fm=ma對(duì)A、B整體受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根據(jù)牛頓第二定律，有F=3ma由以上兩式解得： 當(dāng)作用在物體A上時(shí)，A、B恰好不滑動(dòng)時(shí)，A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對(duì)物體A，有-fm=ma1對(duì)整體，有：=3ma1由上述各式聯(lián)立解得： 故應(yīng)選B。【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵抓住恰好不滑動(dòng)的臨界條件，然后靈活地選擇研究對(duì)象，運(yùn)用牛頓第二定律列式求解。3.在光滑水平面上的木塊受到一個(gè)方向不變，大小從某一數(shù)值逐漸變小的外力作用時(shí)，木塊將作 （ ）A. 勻減速運(yùn)動(dòng)B. 勻加速運(yùn)動(dòng)C. 速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)D. 速度逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】試題分析：外力逐漸減小，根據(jù)牛頓第二定律得知，加速度也逐漸減小，因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)方向受到一個(gè)外力，所以外力與速度方向相同，則木塊做加速運(yùn)動(dòng)，故木塊做速度逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)，故D正確；考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律【名師點(diǎn)睛】根據(jù)牛頓第二定律分析加速度如何變化，根據(jù)速度方向與加速度同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行分析4.沿光滑斜面下滑的物體受到的力是 （ ）A. 力和斜面支持力B. 重力、下滑力和斜面支持力C. 重力、正壓力和斜面支持力D. 重力、正壓力、下滑力和斜面支持力【答案】A【解析】物體受到豎直向下的重力，垂直斜向向上的支持力，A正確；5.滑塊與平板間摩擦系數(shù)為，當(dāng)放著滑塊的平板被慢慢地繞著左端抬起，角由0增大到90的過程中，滑塊受到的摩擦力將 （ ）A. 不斷增大B. 不斷減少C. 先增大后減少D. 先增大到一定數(shù)值后保持不變【答案】C【解析】開始階段，滑塊相對(duì)于平板靜止，對(duì)滑塊受力分析可知，滑塊受到重力、支持力和沿斜面向上的靜摩擦力的作用，受力平衡，則滑塊受到的靜摩擦力大小 f=mgsin，隨著增大，滑塊所受的摩擦力f增大。當(dāng)滑塊相對(duì)于平板滑動(dòng)后，滑塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，大小為 f=mgcos；摩擦力隨夾角的增大而減小，所以滑塊受到的摩擦力將先增大后減少。故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。點(diǎn)睛：分析物體受到的摩擦力時(shí)，首先要判斷物體受到的是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算方法是不同的。6.如圖，質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，現(xiàn)將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中，下列說法中正確的是 （ ）A. M和m一起加速下滑B. M和m一起減速下滑C. M和m仍一起勻速下滑【答案】C【解析】【分析】質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，合力為零，由此條件列出重力沿斜面向下的分力與滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系式，分析將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中時(shí)，這兩個(gè)力的大小關(guān)系，判斷M和m的運(yùn)動(dòng)情況?！驹斀狻坑深}，質(zhì)量為M的凹形槽沿斜面勻速下滑，合力為零，則有Mgsin=Mgcos，得sin=cos當(dāng)將質(zhì)量為m的砝碼輕輕放入槽中時(shí)，重力沿斜面向下的分力為G1=（M+m）gain，滑動(dòng)摩擦力為f=（M+m）cos可知，G1=f，M和m的整體所受的合力仍為零，故M和m仍一起勻速下滑故選C。【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵由平衡條件得出sin=cos，此式與質(zhì)量無關(guān)，當(dāng)M質(zhì)量增加時(shí)，合力仍為零。7.粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊abc，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放兩個(gè)質(zhì)量m1和m2的木塊，m1m2，如圖所示。已知三角形木塊和兩個(gè)物體都是靜止的，則粗糙水平面對(duì)三角形木塊 （ ）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，但摩擦力方向不能確定D. 以上結(jié)論都不對(duì)【答案】D【解析】【分析】圖中物體均處于平衡狀態(tài)，故可以利用整體法進(jìn)行受力分析求出地面對(duì)三角形木塊的摩擦力?！驹斀狻繉⑷齻€(gè)物體看作整體，則物體只受重力和支持力作用，水平方向沒有外力，故三角形木塊不受地面的摩擦力，故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選D?！军c(diǎn)睛】關(guān)鍵是將多個(gè)物體看作是一個(gè)整體進(jìn)行分析，這樣可以簡(jiǎn)單的得出正確結(jié)果；如果采用隔離法逐個(gè)分析，受力分析容易出錯(cuò)，并且過程相當(dāng)復(fù)雜。8.質(zhì)量分別為mA和mB的兩個(gè)小球，用一根輕彈簧聯(lián)結(jié)后用細(xì)線懸掛在頂板下（下圖所示），當(dāng)細(xì)線被剪斷的瞬間，關(guān)于兩球下落加速度的說法中，正確的是 （ ）A. aA=aB=0B. aA=aB=gC. aAg，aB=0D. aAg，aB=0【答案】C【解析】【分析】分別對(duì)AB兩球進(jìn)行受力分析，A球受到兩個(gè)向下的力，B球還是處于平衡狀態(tài)?！驹斀狻緽球受到兩個(gè)力：重力和彈簧拉力，由于這兩個(gè)力原來平衡，現(xiàn)在剪斷繩子后這兩個(gè)力不變，所以B所受合力還是為零，所以B球的加速度為零剪斷繩子后A球受到兩個(gè)力：重力和彈簧彈力，彈簧彈力為mBg，所以A的加速度為： 故選C?！军c(diǎn)睛】此題考查牛頓第二定律的應(yīng)用，掌握臨界狀態(tài)下物體的受力情況即可解決此類問題。9.下列說法中正確的是（ ）A. 物體只有靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性B. 物體只有受外力作用時(shí)才有慣性C. 物體的速度大時(shí)慣性大D. 慣性是物體的固有屬性，其大小僅與物體質(zhì)量有關(guān)【答案】D【解析】因?yàn)槿魏挝矬w在任何情況下都有慣性，其大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的慣性大，因此A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。10.以下說法中正確的是（ ）A. 牛頓第一定律反映了物體不受外力的作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B. 不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變C. 在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果D. 飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于通到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)【答案】ABD【解析】【分析】牛頓第一定律描述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，要明確力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因【詳解】牛頓第一定律反映了物體在不受外力作用時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；不受外力作用時(shí)，由于慣性的作用，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變，故B正確；水平地面上的木塊最終要停下來，是因?yàn)槲矬w受到了摩擦力的作用，故C錯(cuò)誤；力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，故物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，一定受到了外力的作用，飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故D正確；本題選錯(cuò)誤的，故選C?！军c(diǎn)睛】牛頓第一定律也稱慣性定律，它揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，在初學(xué)時(shí)應(yīng)認(rèn)真體會(huì)，加深理解11.如圖，在向右勻速行駛的車上，一小球吊在車廂頂上，車底板上的A點(diǎn)在小球的正下方若小球上面的細(xì)繩被燒斷，小球?qū)⒙湓冢?） A. A點(diǎn)B. A點(diǎn)的右側(cè)C. A點(diǎn)的左側(cè)D. 無法確定【答案】A【解析】【詳解】小球上面的細(xì)繩被燒斷時(shí)，因?yàn)樾∏蚓哂袘T性，與火車一起向前運(yùn)動(dòng)，在水平方向上，小球與小車相對(duì)靜止，所以小球?qū)⒙湓贏點(diǎn)，故A正確。12.下列哪些情況下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生了變化（ ）A. 運(yùn)動(dòng)物體的位移大小變化B. 運(yùn)動(dòng)物體的速度大小變化C. 運(yùn)動(dòng)物體的速度方向變化D. 運(yùn)動(dòng)物體的位移方向變化【答案】BCD【解析】【詳解】運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變即物體的速度改變，速度是矢量，只要大小，方向其中之一發(fā)生改變即可，A項(xiàng)：位移大小變化，速度不一定改變，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：運(yùn)動(dòng)物體的速度大小變化即速度變化，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，故B正確；C項(xiàng)：運(yùn)動(dòng)物體的速度方向變化即速度變化，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，故C正確；D項(xiàng)：運(yùn)動(dòng)物體的位移方向變化則速度方向一定變化，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變，故D正確。二實(shí)驗(yàn)題 13.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，物體_受到外力作用。（一定或不一定）【答案】一定；【解析】【詳解】物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變則物體的速度一定改變，由公式可知，物體一定產(chǎn)生加速度；由牛頓第二定律可知，則物體一定受到外力作用。14.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度與物體_及物體的_有關(guān)【答案】 (1). 所受合外力； (2). 質(zhì)量；【解析】【詳解】物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變即看速度，速度變化即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，速度變化即產(chǎn)生加速度，加速度越大，速度變化越快，即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越易變化，由公式 可知，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變難易程度與物體的合外力和物體的質(zhì)量有關(guān)。15.一個(gè)質(zhì)量為20kg的物體，受到兩個(gè)互成角度90，大小分別為30N和40N的力的作用，兩個(gè)力的合力是_,產(chǎn)生的加速度為_【答案】 (1). 50N； (2). ；【解析】【詳解】由平行四邊形定則求出合外力： 由牛頓第二定律求出加速度：16.同樣的力作用在不同的物體上時(shí)，質(zhì)量大的物體得到的加速度_，所以質(zhì)量大的物體慣性_。（大或?。敬鸢浮?(1). 小； (2). 大；【解析】【詳解】由牛頓第二定律可知，同樣的力作用在不同的物體上時(shí)，質(zhì)量大的物體得到的加速度小，由公式可知，加速度小即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，所以質(zhì)量大的物體慣性大。17.一個(gè)物體正以5m/s速度向東做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某一時(shí)刻開始受到一個(gè)方向向西、大小為3N的恒定外力作用，若物體質(zhì)量為5Kg， 2s末物體速度為_【答案】 【解析】【詳解】由于物體受到向西的恒力作用，因此產(chǎn)生向西的恒定加速度，與物體的初速度方向相反，故物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)牛頓第二定律Fma，知加速度大小 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式Vtoat，得2.0s末速度Vtoat（50.62.0）m/s3.8m/s速度的方向仍向東。18.一物體在幾個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，若使其中一個(gè)向東的力逐漸減小，直至為零，則在此過程中物體的加速度_【答案】方向一定向西，且逐漸增大；【解析】【詳解】幾個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，說明合力為零，當(dāng)使其中一個(gè)力減小時(shí)，其合力逐漸增大，方向與減小的力方向相反；所以其中一個(gè)向東的力逐漸減小，直至為0 則在此過程中物體的加速度向西，一直增大。19.質(zhì)量為 的汽車以 的加速度前進(jìn)，阻力為 ，那么汽車的牽引力是_【答案】 ；【解析】【詳解】汽車在水平方向受到牽引力F和阻力f，合力產(chǎn)生加速度，則根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-f=ma，則有F=f+ma=2.510 3 N+810 3 1.5N=1.4510 4 N。20.水平恒力能使質(zhì)量為 的物體在光滑水平面上產(chǎn)生大小為 的加速度，也能使質(zhì)量為 的物體在光滑水平面上產(chǎn)生大小為 的加速度，若此水平恒力作用在質(zhì)量為 的物體上，使其在光滑水平面上產(chǎn)生的加速度為a，則a與 、 的大小關(guān)系為_【答案】 ；【解析】【分析】分別對(duì)m1、m2、m1+m2進(jìn)行分析，運(yùn)用牛頓第二定律綜合求解。【詳解】由牛頓第二定律，有對(duì)m1，F(xiàn)=m1a1對(duì)m2，F(xiàn)=m2a2對(duì)m1+m2F=（m1+m2）a由以上各式解得：【點(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律的基本運(yùn)用，比較簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是合適的選擇研究對(duì)象，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解。三計(jì)算題21.質(zhì)量為10Kg的物體放在水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，如果用大小40N，方向斜向上與水平方向的夾角為37的恒力作用，使物體沿水平面向右運(yùn)動(dòng),求（1）物體運(yùn)動(dòng)的加速度大?。唬?）若物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，需要多長(zhǎng)時(shí)間速度達(dá)到8.4m/s，物體的位移多大？【答案】（1） （2）21m【解析】【詳解】(1) 以物體為研究對(duì)象，首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示建立平面直角坐標(biāo)系把外力沿兩坐標(biāo)軸方向分解設(shè)向右為正方向，依據(jù)牛頓第二定律列方程： 解得： 代入數(shù)據(jù)解得：；(2) 因?yàn)槲矬w做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知： 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： 物體的位移大小為：。22.如圖所示，物體A和B靠在一起放在光滑水平面上，物體A受到水平向右的推力，大小為10N，已知物體A的質(zhì)量為2kg，物體B的質(zhì)量為3kg，求物體A運(yùn)動(dòng)的加速度及物體A、B間的相互作用力【答案】 2m/s2 6N【解析】【詳解】以物A和B整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖所示依據(jù)牛頓第二定律可知： 方向：水平向右；以物體A為研究對(duì)象，依據(jù)牛頓第二定律可知：。23.如圖所示，一水平傳送帶以的速度作勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶兩端的距離是將一物體輕放在傳送帶一端A，已知傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，試求物體由傳送帶一端運(yùn)動(dòng)到另一端所需的時(shí)間是多少？（） 【答案】11s【解析】【詳解】物體勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間： 物體勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度： 所以 物體在t1內(nèi)的位移為： 物體勻速運(yùn)動(dòng)通過的位移為： 物體勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間： 所以總時(shí)間為：