2024_2025学年高中物理课时练习20牛顿运动定律的应用含解析教科版必修1.docVIP

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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gsinθ

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，依据牛顿其次定律：mgtanθ＝ma，解得：a＝gtanθ，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＝eq\f(mg,cosθ)＞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，依据平衡条件可得细线的拉力大小为T＝mgsin45°＝eq\f(\r(2),2)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；

依据牛顿其次定律可得加速度a0＝eq\f(mgtan45°,m)＝g，此时细线的拉力F＝eq\f(mg,cos45°)＝eq\r(2)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＝eq\r(（mg）2＋（ma）2)＝eq\r(5)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．a1a2 B．a1＝a2

C．a1a2 D．无法确定

【解析】选C。对M和m组成的整体，由牛顿其次定律mg＝(M＋m)a1，a1＝eq\f(mg,M＋m)，另一端改为施加一竖直向下的恒力F＝mg＝Ma2，a2＝eq\f(mg,M)，所以a1a2，C正确。

3．如图所示，有一水平传送带以2m/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10m，物体可视为质点，g取10m/s2，则()

A．传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为5s

B．传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为2s

C．传送带将该物体传送到传送带右端所需时间为5.2s

D．物体到达传送带右端时的速度为10m/s

【解析】选C。依据牛顿其次定律，物体的加速度a＝μg＝5m/s2，则物体匀加速运动的时间为：t1＝eq\f(v,a)＝eq\f(2,5)s＝0.4s，匀加速运动的位移为：x1＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(22,2×5)m＝0.4m，匀速运动的时间为：t2＝eq\f(L－x1,v)＝eq\f(10－0.4,2)s＝4.8s，则总时间为：t＝t1＋t2＝0.4s＋4.8s＝5.2s，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2m/s，故D错误。

【加固训练】

如图，质量为5kg的物体，在F＝20N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10m/s2)()

A．20N和4m/s2 B．10N和2m/s2

C．30N和6m/s2 D．20N和2m/s2

【解析】选B。依题意，物体相对于地面对右运动，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＝0.2×50N＝10N，由牛顿其次定律可得：F－f＝ma，所以有：a＝eq\f(F－f,m)＝2m/s2，故本题选B。

4.水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止起先运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图所示