1、2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业 （21）牛顿运动定律的应用1.一小物块从倾角为=30的足够长的斜面底端以初速度沿斜面向上运动(如图所示)，已知物块与斜面间的摩擦因数，g取，则物块在运动时间t=1.5s时离斜面底端的距离为（ ）A. 3.75m B. 5m C. 6.25m D. 15m2.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度-时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在05s,510s,1015s内F的大小分别为和,则( )A.B.C.D.3.一物块沿倾角为的固定斜面上滑,到达最大高度处后又返回斜面底端。已知物
2、块下滑的时间是上滑时间的2倍。则物块与斜面间的动摩擦因数为( )A.B.C.D.4.如图所示,水平面上有一小车,车内有一轻弹簧左端固定,右端连接一小球,轻绳下端连接小球,上端固定。若小车以为重力加速度大小)的加速度水平向右做匀加速直线运动,弹簧恰好水平,轻绳与竖直方向的夹角为37，取，以水平面为参考系,则剪断轻绳的瞬冋,小球的加速度（ ）A.大小为,方向水平向右B.大小为，方向斜向右下方C.大小为，方向斜向左下方D.大小为，方向斜向左下方5.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连,现对a施加竖直向上的拉力F,使整个系统竖直向上做匀加速运动, 和相对于原长的伸
3、长量分别记为和。若将对a施加的竖直向上的拉力改为F,使整个系统竖直向上做匀减速运动,此时和相对于原长的伸长量分别记为和则( )A. B. C. D. 6.传送带可向上匀速运动,也可向上加速运动;货箱M与传送带间保持相对静止,受传送带的摩擦力为f。则( )A.传送带加速运动时,f的方向可能平行传送带向下B.传送带匀速运动时,不同质量的货箱,f相等C.相同的货箱,传送带匀速运动的速度越大,f越大D.相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,f越大7.如图，光滑水平面上，水平恒力F作用在木块上，长木板和木块间无相对滑动，长木板质量为M，木块质量为m。它们共同加速度为a，木块与长木板间的动摩擦因数为，则
4、在运动过程中( )A.木块受到的摩擦力一定是B.木块受到的合力为FC.长木板受到的摩擦力为D.长木板受到的合力为8.如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑。已知这名消防队员的质量为60kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,g取,那么该消防队员( )A.下滑过程中的最大速度为4m/sB.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7C.加速与减速过程的位移之比为1:4D.加速与减速过程的时间之比为2:19.如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为
5、M，与平板车上表面等高的平台上有一质量为m的滑块以水平初速度向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间变化的图像如图乙所示，是滑块在车上运动的时间，以下说法中正确的是（ ）A.滑块最终没有滑离平板车B.滑块与平板车的质量相等C.滑块与平板车上表面间的动摩擦因数为D.平板车上表面的长度为10.如图甲所示,两长方体叠放在一起放在光滑的水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中始终保持相对静止。则在时间内,下列说法正确的是( )A.时刻,间的静摩擦力为零B.时刻,的速度最大C.时刻,的加速度最小D.时刻,离出发点最远,速度为零11.
6、动车是怎样爬坡的?西成高铁从清凉山隧道开始一路上坡,釆用25%的大坡度穿越秦岭,长达45公里,坡道直接落差1100米,为国内之最。动车组由几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆组成,带动力的车辆叫动车,不带动力的车辆叫拖车。动车爬坡可以简化为如图所示,在沿斜面向上的恒力F作用下,两物块一起沿倾角为的斜面向上做匀加速直线运动,两物块间用与斜面平行的轻弹簧相连,已知两物块与斜面间的动摩擦因数相同,则下列方法能保证两物块的距离不变的是( )A.只增加斜面的粗糙程度B.只增加物块B的质量C.只增大沿斜面向上的力FD.只增大斜面的倾角12.如图所示，斜面倾角，斜面长，斜面底端放有质量的物体，物体与斜面间
7、的动摩擦因数。现用水平力去推物体，使物体从静止开始沿斜面向上运动，当物体沿斜面向上运动3 m时将推力F撤去。（，）试求：（1）撤去推力F前物体的加速度；（2）撤去推力F后物体的加速度；（3）物体能否冲到斜面顶端。答案以及解析1.答案：B解析：由牛顿第二定律得沿斜面向上运动的加速度大小物块运动到最高点的时间，由于，物块到最高点速度为零即停止。所以物块离斜面底端的距离为，故ACD错误B正确。2.答案：A解析：由图像可知,05s内加速度,方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有,;510s内加速度,根据牛顿第二定律有,;1015s内加速度,负号表示方向沿斜面向上,根据牛顿第定律有,。故可得,选项A正确。3
8、.答案：C解析：上滑过程,下滑过程,又:,综合可知,C项正确。4.答案：D解析：剪断轻绳前，对小球进行受力分析，小球受到竖直向下的重力、轻绳的拉力T和水平方向的弹簧弹力N.根据牛顿第二定律有，解得,“-”表示弹簧弹力方向水平向左.弹力为拉力.则剪断轻绳的瞬间.弹簧弹力仍然为N，则小球受到的合外力大小。根据牛顿第二定律有，解得，方向斜向左下方，选项D正确。5.答案：A解析：由整体法可知,对三个物块整体有, ,由隔离法可知,物块c满足,物块b满足,解得,则,A正确,B错误;同理,减速时,依然有,由于F和的具体关系未知,所以C、D错误。6.答案：D解析：当传送带加速向上运动时,加速度沿传送带向上,根
9、据牛顿第二定律分析可知货箱所受合力沿传送带向上,知摩擦力的方向向上,相同的货箱,传送带加速运动的加速度越大,f越大,故A、C错误,D正确;当传送带匀速运动时,货箱受到重力、传送带的支持力和静摩擦力作用,其中重力沿传送带方向的分力与静摩擦力平衡,摩擦力方向一定沿斜面向上,不同质量的货箱,f不相等,故B错误。7.答案：D解析：整体的加速度，隔离长木板，受力分析，长木板所受的合力为，且长木板所受的合力等于长木板所受的摩擦力。又长木板所受的摩擦力等于长木板对木块的摩擦力，故选项A、C错误，D正确；木块所受的合力，故选项B错误。8.答案：B解析：设消防队员最大速度为v,则加速过程中的平均速度和减速过程中
10、的平均速度都是,故全程的平均速度是.则,解得,故A错误.设消防队员加速过程和减速过程的加速度大小分别为和.由题知,加速过程有,减速过程有.根据速度公式,有,.联立解得,.故,故B正确.由速度公式得,所以加速与减速过程的时间之比为,故D错误.由位移公式得,加速与减速过程的位移之比为,故C错误。9.答案：BCD解析：由图乙可知，滑块运动到平板车最右端时，速度大于平板车的速度，所以滑块将滑离平板车，故A错误；滑块的加速度大小，小车的加速度大小，知滑块与小车的加速度之比为1:1，根据牛顿第二定律，对滑块有，对小车有，则滑块与小车的质量之比，故B正确。滑块的加速度，又，则，故C正确；滑块的位移，小车的位
11、移，则小车上表面的长度，故D正确。故选B、C、D。10.答案：ABD解析：以整体为研究对象,根据牛顿第二定律分析得知,时刻整体所受的合力为0,加速度为0,再以A为研究对象,分析可知,A受到的静摩擦力为0,故A正确;整体在时间内,做加速运动,在时间内,向原方向做减速运动,则时刻,速度最大,故B正确;时刻,整体的合力最大,则的加速度最大,选项C错误;时间内,整体做单向直线运动,位移逐渐增大,则时刻,位移最大,离出发点最远,根据对称性知,时刻速度为0,故D正确。故选A、B、D。11.答案：AD解析：A和B两物块的距离不变,则弹簧弹力T不变,对整体,由牛顿第二定律可得:,所以匀加速直线运动的加速度;对
12、物块B,由牛顿第二定律可得:,所以弹簧弹力;所以,改变斜面粗糙程度和斜面倾角,弹簧弹力不变,两物块的距离不变;只增加物块B的质量,则增大,故弹簧弹力增大,两物块的距离增大;只增大拉力F,弹簧弹力增大,两物块距离增大。故A、D正确,B、C错误。12.答案：见解析解析：（1）撤去推力F前对物体进行受力分析，如图所示：沿斜面方向有：垂直于斜面方向有：代入数据解得：，方向沿斜面向上（2）撤去推力F后对物体进行受力分析，如图所示：沿斜面方向有：垂直于斜面方向有：代入数据解得：，方向沿斜面向下（3）匀加速上升过程中，根据位移速度公式得：匀减速上升过程中，根据位移-速度公式得：解得：所以物体不能冲到斜面顶端。