高一教科版物理必修1练习：3.5+牛顿运动定律的应用+Word版含解析.doc

二十　牛顿运动定律的应用
【基础全面练】(25分钟·60分)
一、选择题(本题共6小题，每题5分，共30分)
1．如图所示，当小车水平向右运动时，用细线悬挂在小车顶部的小钢球与车厢保持相对静止，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。则(　　)
A．小车做加速运动
B．小钢球的加速度为g sin θ
C．细线对小钢球的拉力做正功
D．细线的拉力大于小钢球的重力
【解析】选D。设小球的质量为m，小车、小钢球具有共同的加速度a，小球受重力和细线的拉力，如图所示，根据牛顿第二定律：mg tan θ＝ma，解得：a＝g tan θ，方向：水平向左，小车向右运动，小车做匀减速直线运动，故A、B错误；小钢球向右运动，细线拉力斜向左上方，细线对小钢球的拉力做负功，故C错误；细线的拉力F＝＞mg，故D正确，故选D。
2.如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。则(　　)
A．当滑块向左做匀速运动时，细线的拉力为0.5mg
B．当滑块以加速度a＝g向左加速运动时，小球对滑块压力为零
C．当滑块以加速度a＝g向左加速运动时，细线的拉力为mg
D．当滑块以加速度a＝2g向左加速运动时，细线的拉力为2mg
【解析】选B。当滑块向左做匀速运动时，根据平衡条件可得细线的拉力大小为T＝mgsin45°＝mg，故A错误；设当小球贴着滑块一起向左运动且支持力为零时加速度为a0，小球受到重力、拉力作用，如图所示；
根据牛顿第二定律可得加速度a0＝＝g，此时细线的拉力F＝＝mg，故B正确，C错误；当滑块以加速度a＝2g向左加速运动时，此时小球已经飘离斜面，则此时线中拉力为F＝＝mg，故D错误；故选B。
【加固训练】
物体M放在光滑水平桌面上，桌面一端附有轻质光滑定滑轮，若用一根跨过滑轮的轻绳系住M，另一端挂一质量为m的物体，M的加速度为a1；若另一端改为施加一竖直向下的F＝mg的恒力，M的加速度为a2，则(　　)
A．a1>a2　　　　　 B．a1＝a2
C．a1<a2 D．无法确定
【解析】选C。对M和m组成的整体，由牛顿第二定律mg＝(M＋m)a1，a1＝，另一端改为施加一竖直向下的恒力F＝mg＝Ma2，a2＝，所以a1<a2，C正确。
3．如图所示，有一水平传送带以2 m/s的速度顺时针匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知传送带左、右端间的距离为10 m，物体可视为质点，g取10 m/s2 ， 则(　　)
A．传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为5 s
B．传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为2 s
C．传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为5.2 s
D．物体到达传送带右端时的速度为10 m/s
【解析】选C。根据牛顿第二定律，物体的加速度a＝μg＝5 m/s2，则物体匀加速运动的时间为：t1＝＝ s＝0.4 s，匀加速运动的位移为：x1＝＝ m＝0.4 m，匀速运动的时间为：t2＝＝ s＝4.8 s，则总时间为：t＝t1＋t2＝0.4 s＋4.8 s＝5.2 s，故C正确，A、B错误。由上述分析可知，物体先加速运动后匀速运动，物体到达传送带右端的速度为2 m/s，故D错误。
【加固训练】
如图，质量为5 kg的物体，在F＝20 N的水平拉力作用下，沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动，已知桌面与物体间的动摩擦因数μ＝0.2，则物体在运动过程中受到的滑动摩擦力和加速度大小分别为(g取10 m/s2)(　　)
A．20 N和4 m/s2　　　　 B．10 N和2 m/s2
C．30 N和6 m/s2 D．20 N和2 m/s2
【解析】选B。依题意，物体相对于地面向右运动，受到地面的滑动摩擦力方向向左。物体在水平面上运动，F也在水平方向，则物体对地面的压力大小等于物体的重力，即N＝mg，所以物体受到的滑动摩擦力大小为：f＝μN＝μmg＝0.2×50 N＝10 N，由牛顿第二定律可得：F－f＝ma，所以有：a＝＝2 m/s2，故本题选B。
4.水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，一段时间后撤去F，其运动的v­t图像如图所示，若物体与地面间滑动摩擦力的大小为f，则F的大小为(　　)
A．F＝f　　　　 　 B．F＝1.5f
C．F＝2f D．F＝3f
【解析】选C。匀加速直线运动的加速度大小a1＝，匀减速直线运动的加速度大小a2＝。根据牛顿第二定律得，F－f＝ma1，f＝ma2，因为a1＝a2，所以F＝2f。故C正确，A、B、D错误，故选C。