2024高一物理寒假作業(yè)同步練習題牛頓運動定律的應用含解析

牛頓運動定律的應用超重和失重（1）超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力FN（或對懸掛物的拉力）_______物體的重力，即.（2）失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力FN（或對懸掛物的拉力）________物體的重力.即.當時，物體處于________.（3）對超重和失重的理解應當留意的問題①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力________，只是物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）不等于物體本身的重力.②超重或失重現象與物體的速度無關，只確定于______的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重.③在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產生的物理現象都會完全消逝，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產生壓強等.【答案】大于、小于、完全失重、并沒有變更、加速度一、單選題（本大題共18小題）1.如圖所示，光滑水平面上的物體，假如在受到與水平方向成θ角的拉力F作用下能夠向右作勻速直線運動，則須要對物體施加一個水平向左的拉力。這個拉力的大小為(????)A.Fsinθ B.Fcosθ C.mg-Fsinθ D.mg+Fsinθ【答案】B【解析】解：F在水平方向的分力為Fcosθ；由于物體做勻速直線運動，所以物體受力平衡，依據平衡條件可得須要對物體施加一個水平向左的拉力F'=Fcosθ，故B正確，ACD錯誤。

故選：B。

物體做勻速直線運動，所以物體受力平衡，依據平衡條件列方程求解。

本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定探討對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答。

2.如圖所示，在粗糙的水平面上放一質量為2kg的物體，現用大小為8N的力F，斜向下推物體。已知力F與水平方向成30°角，物體與水平面之間的動摩擦因數為0.5，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度取10m/s2A.物體對地面的壓力大小為24N B.物體所受的摩擦力大小為12N

C.物體加速度大小為6m/s2 【答案】A【解析】分析物體受力狀況：物體受到重力、支持力、推力和摩擦力的作用，由豎直方向上的受力平衡求出支持力，即可求得物體對地面的壓力。物體在推力的作用下，具有向右運動的趨勢，須要比較水平向右的分力與最大靜摩擦力的大小，確定物體的運動狀態(tài)，再得出摩擦力的大小。

解答的關鍵是須要推斷出物體在推力的作用下能否運動，若運動則受到的是滑動摩擦力，則依據牛頓其次定律求加速度，若靜止，則受到的是靜摩擦力，靜摩擦力要依據平衡條件求解。

【解答】

A.物體的受力如圖所示：在豎直方向，由共點力平衡條件和力的分解，可得：N=mg+Fsin30°，可得：N=24N，由牛頓第三定律知，物體對地面的壓力為N'=N=24N，故A正確；

BCD.物體的最大靜摩擦力fmax=μN'=12N，，因為Fcos30°<fmax，所以物體處于靜止狀態(tài)，所受的摩擦力為，加速度為零，故BCD錯誤。

故選A。3.如圖所示，一位滑雪者，人與裝備的總質量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為30°，在5s的時間內滑下的路程為60m，g取10m/s2.則滑雪者與雪面間的動摩擦因數(A.0.05 B.0.12 C.0.25 D.0.30【答案】B【解析】

分析：本題考查牛頓運動定律的應用，從運動狀況確定受力，受力分析求合力是關鍵；

解答：受力分析如圖所示：

由運動學公式：x=v0t+12at2

解得a=4m/s2

4.某人想測量地鐵啟動過程中的加速度，他把一根細繩的下端綁著一支圓珠筆，細繩的上端用電工膠布臨時固定在地鐵的豎直扶手上。在地鐵起動后的某段加速過程中，細繩偏離了豎直方向，他用手機拍攝了當時情景的照片(如圖所示)，拍攝方向跟地鐵前進方向垂直。請你依據這張照片估算此時地鐵的加速度為(

)A.1.4?m/s2

B.2.7?m/s2

C.5.8?m/【答案】A【解析】本題考查牛頓其次定律的應用，基礎題。

以圓珠筆為探討對象進行受力分析，依據牛頓其次定律mgtanθ=ma，結合照片信息聯立求解。

【解答】當圓珠筆與列車相對靜止時，圓珠筆的加速度與列車的加速度相同。

設細線與豎直扶手的夾角為θ，以圓珠筆為探討對象進行受力分析，

依據牛頓其次定律：mgtanθ=ma

解得：a=gtanθ，

由一支圓珠筆的長度約為15cm，

估算此時細線的長度80cm和圓珠筆重心到豎直扶手的距離11cm，

得：tanθ=11802-

5.沼澤地的下面隱藏著豐富的泥炭，泥炭的纖維狀和海綿狀的物理結構導致人在其上面行走時簡潔下陷(設在下陷過程中，泥炭對人的阻力不計)。假如整個下陷的過程是先加速運動再減速運動，那么，下列說法中正確的是(????)A.在加速向下運動時，人對沼澤地的壓力大于沼澤地對人的支持力

B.在減速向下運動時，人對沼澤地的壓力小于沼澤地對人的支持力

C.在整個運動過程中，人先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)

D.在整個運動過程中，人對沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對人的支持力【答案】D【解析】本題考查對相互作用力的理解，由牛頓第三定律可知，作用力與反作用力大小相等，方向相反，沼澤地地面對人的支持力和人對沼澤地地面的壓力是相互作用力，二者大小相等。

【解答】ABD.在整個運動過程中，人對沼澤地的壓力與沼澤地對人的支持力是一對作用與反作用力，則人對沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對人的支持力，選項D正確，AB錯誤。C.在整個運動過程中，先加速下降再減速下降，加速度先向下后向上，則人先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，選項C錯誤。故選D。

6.靜止在水平地面上的小車，質量為5kg。在水平拉力50N的作用下做直線運動，2s內勻加速前進了4m，在這個過程中(g取10m/A.小車加速度的大小是1m/s2 B.小車加速度的大小是2m/s2

C.【答案】B【解析】本題主要考查了牛頓其次定律及運動學基本公式的干脆應用，要求同學們能正確對物體進行受力分析，難度不大，屬于基礎題。依據勻加速直線運動位移時間公式求出加速度，依據牛頓其次定律求解摩擦力的大小，依據μ=f【解答】AB.依據x=v0t+CD.依據牛頓其次定律得：F-f=ma解得：f=50-10=40N，則μ=f故選B。

7.水平路面上質量為30kg的小車，在60N水平推力作用下由靜止起先以1.5m/s2的加速度做勻加速直線運動。2sA.小車2s末的速度是4m/s

B.小車受到的阻力大小是15N

C.撤去推力后小車的加速度大小是1m/s【答案】B【解析】本題考查牛頓其次定律與運動學公式的應用，基礎題。

依據運動學公式求速度，依據牛頓其次定律求出手推車所受的阻力大小，撤去推力，依據牛頓其次定律求出加速度的大小，運動學公式求減速時間，再求總時間。

【解答】

依據運動學公式，小車2s末的速度，v=at1=3m/s

依據牛頓其次定律得：F-f=ma，計算得出f=15N

撤去拉力后，加速度a'=fm=0.5m/s8.如圖所示，一個小球自由下落到將彈簧壓縮到最短后起先豎直向上反彈，從起先反彈至小球到達最高點，小球的速度和加速度的變更狀況為(????)A.速度始終變小直到零

B.速度先變大，然后變小直到為零

C.加速度始終變小，方向向上

D.加速度先變小后保持不變

【答案】B【解析】依據小球所受的合力推斷小球加速度的變更，依據加速度方向與速度方向的關系，推斷速度的變更。

解決本題的關鍵知道加速度方向與合力方向相同，要留意彈簧的彈力隨形變量的變更而變更，明確力和運動間的關系；知道當加速度方向與速度方向相同時，速度增大，當加速度方向與速度方向相反時，速度減小。

【解答】

A.小球到達最低點時，受彈力大于本身的重力，物體向上做加速運動，速度增加，當重力與彈力相等時達最大速度，然后物體做減速運動，速度減小，到達最高點速度為零，故A錯誤，B正確；

C.起先時彈力大于重力，隨著高度增加，彈力減小，加速度減??；當彈力與重力相等時加速度為零，此后彈力小于重力，并且彈力越來越小，物體受到的合力越來越大，加速度增大，當物體脫離彈簧后加速度為g，保持不變，故CD錯誤。

故選B。

9.如圖，A，B，C三個小球質量均為m，A，B之間用一根沒有彈性的輕質細繩連在一起，B，C之間用輕彈簧拴接，整個系統用細線懸掛在天花板上并且處于靜止狀態(tài)，現將A、B之間的細繩剪斷，則在剪斷細繩的瞬間，A，B，C三個小球的加速度大小分別是(????)

A.0，g，g B.0，2g，0 C.2g，g，g D.2g，0，g【答案】B【解析】本題是連接體問題，考查了牛頓其次定律的應用，分析清晰物體的受力狀況是解題的關鍵，應用牛頓其次定律可以解題；解題時要留意彈簧的彈力不能突變，繩子的彈力可以突變。

剪斷輕繩瞬間，彈簧的彈力不會突變，輕繩的拉力瞬間消逝，分析剪斷輕繩前后三個物體的受力狀況，應用牛頓其次定律求出A、B、C的加速度。

【解答】

系統處于靜止時，由平衡條件得：

對C，彈簧的彈力為：T=mg

對A、B、C系統：懸繩的拉力：F=3mg；

燒斷AB之間細線瞬間，懸繩的拉力突變?yōu)閙g，對A，合力為零，aA=0

燒斷AB之間細線瞬間，AB間繩的拉力突變?yōu)榱?，對B，由牛頓其次定律得：mg+T=maB，解得：aB=2g

剪斷輕繩瞬間，彈簧的彈力不變，對C，由牛頓其次10.如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質量為m的小球，下列關于桿對球的彈力F的推斷中，下列說法正確的是(

)A.小車靜止時，F=mgcosθ，方向沿桿向上

B.小車靜止時，F=mgcosθ，方向垂直于桿向上

C.小車向右以加速度a運動時，肯定有mgcosθ

D.小車向右以加速度a運動時，【答案】D【解析】本題考查了輕桿上的力的計算，留意桿上的力的方向不肯定沿桿，要依據狀態(tài)，由平衡條件和牛頓運動定律分析確定。

當小車靜止時，小球處于平衡狀態(tài)，依據共點力平衡求出彈力的大小和方向；當小車向右做勻加速直線運動時，通過小球的合力，結合平行四邊形定則求出桿子的作用力大小和方向。

【解答】AB.小車靜止時，小球處于平衡狀態(tài)，受重力和桿子的作用力處于平衡，則有F=mg，所以桿對球的彈力方向豎直向上，故AB錯誤；CD.小車向右以加速度a運動時，小球所受的合力為ma，依據平行四邊形定則知，桿子的作用力F=mg2+ma2，方向斜向右上方，設作用力與豎直方向上的夾角為α，則tanα=mamg=a故選：D。

11.三個光滑斜軌道1、2、3，它們的傾角依次是60°、45°、30°，這些軌道交于O點，現有位于同一豎直線上的三個物體甲、乙、丙分別沿這三個軌道同時從靜止自由下滑，如圖所示，物體滑到O點的先后依次是(????)A.甲最先，乙稍后，丙最終

B.甲、乙、丙同時到達

C.乙最先，然后甲和丙同時到達

D.乙最先，甲稍后，丙最終

【答案】C【解析】本題考查了勻變速直線運動的位移與時間的關系、從受力確定運動狀況、用牛頓運動定律分析斜面體模型的相關學問，試題難度較易

【解答】設三個光滑斜軌道的共同底邊長為d，當物體沿著與水平方向成θ角的斜軌道下滑時，加速度a=gsinθ，斜軌道長s=dcosθ，物體沿光滑斜軌道下滑的時間由s=12at2可得t=2sa=2dgsinθcosθ=4dgsin2θ.當θ=45°時，2θ=90°12.如圖所示，位于足夠長的光滑固定斜面上的小物塊，在一水平向左推力F的作用下，沿斜面加速下滑，在F漸漸增大、方向保持不變的過程中，物塊的加速度大小將(????)A.漸漸減小 B.漸漸增大

C.先減小后反向增大 D.先增大后反向減小【答案】C【解析】對物塊進行受力分析，物塊受重力、支持力、推力，沿斜面加速下滑，知加速度的方向沿斜面對下，依據牛頓其次定律列出方程，依據F的變更，可知加速度的變更。

本題主要是考查了牛頓其次定律的學問；利用牛頓其次定律答題時的一般步驟是：確定探討對象、進行受力分析、進行正交分解、在坐標軸上利用牛頓其次定律建立方程進行解答。

【解答】設斜面的傾角為α，物塊的質量為m，加速度大小為a.物塊沿斜面對下加速滑動，受力分析如圖所示．依據牛頓其次定律得mgsin?α-Fcos?α=ma，解得a=gsinα-Fmcosα，當F增大時，加速度a向下減小，物體向下做加速運動；當F=mgtan?α時加速度a=0，物體的速度達到最大；當F接著

13.如圖所示，一箱蘋果沿著傾角為θ的斜面，以加速度a=gsinθ勻加速下滑．在箱子的中心有一個質量為m的蘋果，它受到四周蘋果對它作用力的方向(????)

A.垂直斜面對上 B.沿斜面對下 C.沿斜面對上 D.豎直向上【答案】A【解析】解決本題的關鍵駕馭牛頓其次定律，以及抓住加速度相同，運用整體法和隔離法進行分析。

【解答】

對整體分析，整體以加速度a=gsinθ勻加速下滑，說明斜面為光滑斜面，中心的蘋果受重力、四周蘋果的作用力，兩個力的合力F合=ma=mgsinθ，受力如圖，

則知四周蘋果對它的作用力方向垂直斜面對上。故A正確，BCD錯誤。

故選A。14.傾角為θ的光滑固定斜面上放置一滑塊M，其上表面水平，又在滑塊M上放置一個質量為m的滑塊，M和m保持相對靜止，一起沿光滑斜面下滑，則物體m受到的摩擦力f和支持力N的大小為(????)A.f=mgsinθ，N=mgcosθ

B.f=mgsinθcosθ，N=mg?cos2θ

C.f=mgcos2θ【答案】B【解析】本題關鍵是采納整體法和隔離法敏捷選擇探討對象，受力分析后依據平衡條件并結合正交分解法列式后聯立求解，不難．

【解答】

對兩物體的整體，依據牛頓定律可得：(m+M)gsinθ=(m+M)a，解得a=gsinθ；

對物體m；水平方向：f=max=mgsinθcosθ;豎直方向：mg-N=may15.如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面對左做直線運動，小球A用細線懸掛于支架前端，質量為m的物塊B始終相對于小車靜止在小車右端。B與小車平板間的動摩擦因數為μ。若某時刻視察到細線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產生的作用力的大小和方向為(重力加速度為g)(????)A.mg，豎直向上 B.mg1+μ2，斜向左上方

C.mgtan【答案】D【解析】先以A為探討對象，依據牛頓其次定律求出加速度．再對B探討，由牛頓其次定律求解小車對物塊B產生的摩擦力大小和方向，再對支持力進行合成，得到小車對B的作用力的大小和方向。

本題要抓住小球、物塊B和小車的加速度相同的特點，依據牛頓其次定律采納隔離法探討。

【解答】以A為探討對象，受力分析如圖所示

依據牛頓其次定律得：mAgtan?θ=mAa，得：a=gtan?θ，方向水平向右．再對B受力分析，小車對B的摩擦力為：Ff=ma=mgtan?θ，方向水平向右，小車對B的支持力大小為16.如圖所示為物體的合外力F的大小隨時間t的變更狀況，物體在合外力的作用下從靜止起先運動，則在0～t0時間內，下列說法正確的是(

A.物體的加速度先變小，后變大；速度先變小，后變大

B.物體的加速度先變大，后變?。凰俣认茸兇?，后變小

C.物體的加速度先變小，后變大；速度先變大，后變小

D.物體的加速度先變大，后變??；速度始終變小【答案】C【解析】解：由于合力先減小后反向增大，依據牛頓其次定律可知，其加速度先減小后反向增大，加速度與速度方向相同時，物體做加速運動，加速度反向后，加速度和速度方向相反，物體做減速運動，故速度先變大后變??；故C正確，ABD錯誤。

故選：C。

由圖象可知：合力先增大后反向減小，依據牛頓其次定律和運動學規(guī)律分析速度的變更。

本題考查牛頓其次定律的簡潔應用，留意當加速度與速度方向相反時，則減速運動，加速度與速度方向相同時，為加速運動。

17.競賽用的冰壺和冰球均以相同的初速度在水平冰面上滑行，已知兩者與冰面的動摩擦因素相同，則(????)A.冰球的加速度大于冰壺的加速度 B.冰球的加速度小于冰壺的加速度

C.冰球的加速度等于冰壺的加速度 D.冰球滑行的距離更大【答案】C【解析】依據牛頓其次定律知：μmg=ma，因冰壺和冰球與冰面的動摩擦因數相同，二者加速度大小相同。本題主要考察牛頓di其次定律，關鍵是知道摩擦力供應加速度?！窘獯稹緼BC.因冰壺和冰球與冰面的動摩擦因數相同，二者水平冰面上滑行時，摩擦力供應加速度，依據牛頓其次定律知：μmg=ma，a=μg故AB錯誤，C正確。D.由2ax=v2知：兩者花型故選C。

18.如圖所示，在光滑的水平桌面上有一物體A，通過繩子與物體B相連，假設繩子的質量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽視不計，繩子不行伸長。假如mB=3mA，則繩子對物體A.mBg B.34m【答案】B【解析】因整體的加速度沿繩子方向，故本題應以整體沿繩進行分析，由牛頓其次定律可求得加速度；

本題為連接體，留意本題中留意應沿繩子方向進行分析；當然本題也可以對兩物體分別受力分析，此時應留意分析繩子的拉力。

【解答】

解：AB連在一起，加速度相同；對整體分析可知整體沿繩方向只受B的重力，則由牛頓其次定律可知，加速度為a=mBgmA+mB=3g4；

選取二、計算題（本大題共3小題）19.如圖所示，一輛貨車運載著圓柱形光滑的空油桶。在車廂底，一層油桶平整排列，相互緊貼并被牢堅固定，上一層只有一只桶C質量為50kg，自由地擺放在桶A、B之間，沒有用繩索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽車一起保持靜止。

(1)當貨車勻速運動時，C對A的壓力大小。(2)當汽車以加速度a=3m/s向左加速運動時，A對C和B對(3)當汽車向左運動的加速度增大到肯定值時，桶C就脫離A而運動到B的右邊，這個加速度有多大？【答案】解：(1)桶C受力分析如圖所示，

依據平衡條件可得2Fcos30°=mg，

故A對C的支持力F=33mg=50033N，

依據牛頓第三定律可知C對A的壓力大小F'=F=50033N；

(2)依據牛頓其次定律，結合正交分解法可得

豎直方向有FAcos30°+FBcos30°=mg，

水平方向有依據圖中幾何關系可知：tan30°=ma0【解析】本題主要考查了牛頓其次定律的應用，對于力學問題分析的關鍵是正確的受力分析，留意臨界條件的應用。

(1)對桶C受力分析依據平衡條件列式計算；

(2)依據牛頓其次定律，結合正交分解法列式計算；

(3)當FA減小到0時，桶C剛好脫離A，依據受力分析結合牛頓其次定律分析。20.如圖所示為一滑草場的滑道示意圖，某條滑道由AB、BC、CD三段組成，其中AB段和BC段與水平面的傾角分別為53°和37°，且這兩段長度均為L=28m，載人滑草車從坡頂A點由靜止起先自由下滑，先加速通過AB段，再勻速通過BC段，最終停在水平滑道CD段上的D點，若滑草車與AB、BC、CD三段草地之間的動摩擦因數均為μ，不計滑草車在滑道交接處的能量損失，g=10m/s2，sin37°(1)滑草車與草地之間的動摩擦因數μ。(2)滑草車經過B點時的速度大小VB(3)滑草車