第四章 微专题8 牛顿运动定律应用中的几类典型问题-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，人教版）

微专题8　牛顿运动定律应用中的几类典型问题 一、单项选择题:本题共6小题。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.如图所示,质量分别为0.1 kg和0.2 kg的A、B两物体用一根轻质弹簧连接,在一个竖直向上、大小为6 N的拉力F作用下以相同的加速度向上做匀加速直线运动,已知弹簧的劲度系数为1 N/cm,g取 10 m/s2。则弹簧的形变量为(　D　) A.1 cm B.2 cm C.3 cm D.4 cm 解析:以A、B及弹簧整体为研究对象,根据牛顿第二定律得F-(mA+ mB)g=(mA+mB)a,解得a=10 m/s2,以B为研究对象,根据牛顿第二定律得kx-mBg=mBa,其中k=1 N/cm=100 N/m,联立解得x=0.04 m=4 cm,故选D。 2.如图甲所示,木块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°的足够长的固定斜面,木块上滑过程的vt图像如图乙,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)(　B　) A.木块上滑过程中的加速度大小是6 m/s2 B.木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5 C.木块经2 s返回出发点 D.木块回到出发点时的速度大小v=2 m/s 解析:由题图乙可知木块加速度为a= m/s2=10 m/s2,故A错误;木块在向上滑动的过程中,根据牛顿第二定律可知mgsin θ+μmgcos θ= ma,解得μ=0.5,故B正确;木块在下滑过程中,根据牛顿第二定律可知mgsin θ-μmgcos θ=ma′,解得a′=2 m/s2,上滑位移为x== m=5 m,则下滑位移为x′=5 m,由运动学公式得x′=a′t′2,解得t′= s,则木块返回出发点时间为t=(1+) s,故C错误;木块回到出发点时的速度大小为v=a′t′=2× m/s=2 m/s,故 D错误。 3.如图所示,完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上,A、B与车厢间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小车静止时,A恰好不下滑。现使小车加速运动,为保证A、B无滑动,则(　D　) A.加速度可能向右,大小小于μg B.加速度一定向右,大小不能超过(1+μ)g C.加速度一定向左,大小不能超过μg D.加速度一定向左,大小不能超过(1+μ)g 解析:当小车静止时,A恰好不下滑,由受力平衡可知此时mg=Ff=μFN,其中FN为吸引力产生的弹力,要保证A无滑动,则A与小车之间的弹力不能减小,所以加速度一定向左,B在水平方向上受到摩擦力,竖直方向上受到小车的支持力、重力和吸引力,要保证B无滑动,则受到的摩擦力不能超过最大静摩擦力,即ma≤μ(mg+FN),解得a≤(1+μ)g,故选项D正确。 4.中欧班列是往来于中国与欧洲及一带一路沿线各国的集装箱国际铁路联运班列。某运送货物的班列由40节质量相等的车厢(含车头)组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节的牵引力为F。 若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则以下结论正确的是(　C　) A.第20节车厢对第21节车厢的牵引力为 B.第20节车厢对第21节车厢的牵引力为 C.倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为 D.倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为 解析:第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F,则以后边38节车厢整体为研究对象,由牛顿第二定律有F-38Ff=38ma;将后20节车厢看作整体,由牛顿第二定律可知F1-20Ff=20ma,解得第20节车厢对第21节车厢的牵引力F1=,选项A、B错误;将倒数两节车厢看作整体,由牛顿第二定律有F2-2Ff=2ma,解得倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力F2=,选项C正确,D错误。 5.如图甲所示,一倾角θ=30°的足够长斜面体固定在水平地面上,一个物块静止在斜面上。现用大小为F=kt(k为常量,F、t的单位分别为N和s)的拉力沿斜面向上拉物块,物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图像如图乙所示,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列判断不正确的是(　C　) A.物块的质量为1 kg B.k的值为5 N/s C.物块与斜面间的动摩擦因数为 D.t=3 s时,物块的加速度大小为4 m/s2 解析:t=0时,物块静止则受力平衡,Ff=mgsin θ=5 N,解得m=1 kg,故A正确,不符合题意;当t1=1 s时,Ff1=0,此时物块受力仍然平衡,说明F=5 N,由F=kt,可知k=5 N/s,故B正确,不符合题意;由题图可知,后来物块滑动,则Ff2=6 N=μmgcos θ,解得μ=,故C错误,符合题意;当F=Ff2+mgsin θ,即kt2=6 N+5 N,解得t2=2.2 s,