4.2牛顿运动定律的应用 -2026届高三物理备考基础题每日一练

4.2牛顿运动定律的应用 满分：60 班级：________ 姓名：________ 成绩：________ 一、单选题（共4小题,共16分） 1. 某同学站在压力传感器上，开始时保持微蹲状态，之后完成了某些动作，所采集的压力随时间变化的图像如图。则该同学在压力传感器上完成的动作可能是(　　) · （4分） · A.只有站起过程 B.只有下蹲过程 C.先站起之后下蹲 D.先下蹲之后站起 1. 某学生用Phyphox软件记录了电梯从静止开始运动的加速度a与时间t的图像，如图1所示，可以将该图像理想化如图2所示，以竖直向上为正方向，下列说法中错误的是（　　） （4分） · A.t=8s,电梯的速度大小为0 B.根据图2可以求出电梯运动的最大速度 · C.2～6s电梯处于失重状态 D.电梯是从高楼层下行至低楼层 1. 用硬质包装盒收纳易拉罐，其简化模型如下：盒口侧开，3个完全相同的圆柱形易拉罐A、B、C对齐后横放其中，三者的位置关系如图。左右两侧面保持竖直，侧面对易拉罐的弹力分别为FA、FB、FC，C对B的弹力为FCB，A对B的弹力为FAB，底面对C的弹力为F，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） · A.FC一定大于FB B.FCB一定大于FAB · C.盒宽L稍增大一些（A与C仍未接触），FA将减小 · D.盒宽L稍增大一些（A与C仍未接触），F将增大 （4分） 1. 无人机已经广泛应用于农业、军事、救援等方面。如图甲所示，质量为m=10kg的救援物体用绳悬挂在无人机上，无人机拉着物体沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物体的加速度随时间的变化关系如图乙所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） （4分） · A.2～6s内物体先超重后失重，绳拉力先增大后减小 · B.0～6s内物体先超重后失重，速度变化量大小为3m/s · C.0～6s内物体先失重后超重，6s时物块的速度为6m/s · D.0～6s内物体先失重后超重，6s末的绳拉力为120N 二、多选题（共2小题,共12分） 1. 如图为某传送带示意图，传送带倾角为θ。一物块以初速度v0从底端滑上传送带，与传送带间的动摩擦因数为μ（μ＞tanθ）。已知重力加速度大小为g,则（　　） （6分） · A.若传送带顺时针运转，则物块一定从顶端脱离传送带 · B.若传送带顺时针运转，则物块初始阶段的加速度大小一定为a=gsinθ+μgcosθ · C.若传送带逆时针运转，则物块一定从底端脱离传送带 · D.若传送带逆时针运转，则物块初始阶段的加速度大小一定为a=gsinθ+μgcosθ 1. 如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示。已知v2＞v1，则（　　） （6分） · A.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 · B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 · C.0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 · D.0～t3时间内，小物块先受到大小不变的摩擦力作用，之后不受摩擦力 三、计算题（组）（共2小题,共32分） 1. 如图所示，有一水平传送带AB沿顺时针匀速转动，其右端连接一段光滑水平面BC。一质量m2=0.5kg的木板紧挨着BC右端放置在光滑水平地面DE上（DE足够长），其上表面与BC等高。现将质量m1=1.0kg的玩具（可视为质点）从A处由静止释放，经传送带运送至B处，后通过水平面BC滑上木板。已知水平传送带AB长度L1=2.0m,木板长度L2=1.0m,玩具与传送带、木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.2，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （16分） · (1) 若传送带速率v=2m/s,求玩具在传送带上运动的时间；（5分） · (2) 若能让玩具以最短时间通过传送带，求传送带速率v范围；（5分） · (3) 若传送带速率v=6m/s,且在玩具刚滑上木板的瞬间，给木板一个水平向右的恒定拉力F，那么要使玩具不会从木板上掉落，拉力F的大小满足什么条件。（6分） 1. 如图甲所示，倾斜传送带以速度v1（大小未知）沿顺时针方向匀速转动，煤块以初速度v0=13m/s从传送带底端A点沿传送带方向冲上传送带，经历3s恰好到达传送带顶端B点（但不离开传送带），前3s煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，求：（计算结果可以用分数及根式表示） （16分） · (1) A、B两点间的距离xAB；（5分） · (2) 传送带与水平地面间的夹角θ的正弦值sinθ，以及煤块与传送带间的动摩擦因数μ；（5分） · (3) 经过足够长时间后，煤块留下的划痕能否覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连？若可以，求刚好覆盖整条传送带的时间T；若不能，请通过计算说明原因。（由于轮半径较小，传送带的传动轮上覆盖的长度可忽略）（6分）   第2页 第2页 学科网（北京）股份有限公司 $4.2牛顿运动定律的应用 满分：60 班级： 姓名： 考号： 一、单选题（共4小题，共16分） 1.某同学站在压力传感器上，开始时保持微蹲状态，之后完成了某些动作，所采集的压力F随时间t变 化的图像如图。则该同学在压力传感器上完成的动作可能是() 个F (4分) A.只有站起过程 B.只有下蹲过程 C.先站起之后下蹲 D.先下蹲之后站起 正确答案：A 答案解析：“下蹲”过程先加速下降后减速下降，则先失重后超重；“站起”过程先加速上升后减速上 升，则先超重后失重；由图可知，人先超重后失重，故只有站起过程。故选A。 2.某学生用Phyphox?软件记录了电梯从静止开始运动的加速度a与时间t的图像，如图1所示，可以将该图 像理想化如图2所示，以竖直向上为正方向，下列说法中错误的是() ↑a/(m/s) 0.6--… 0.3 t/(s) 123 45 6789101112131415 (4分) -0.3 -0.6 图 图2 A.t=8s,电梯的速度大小为0 B.根据图2可以求出电梯运动的最大速度 C.2~6s电梯处于失重状态 D.电梯是从高楼层下行至低楼层 正确答案：A 答案解析：解：AB.a-t图像的面积等于速度变化量，t=8s,电梯的速度大小，即最大速度为 v=3×(2+4)×0.6mls=1.8ms 故A错误，B正确： C.加速度向下为失重状态，2~6s电梯加速度方向竖直向下，处于失重状态，故C正确： D.电梯从静止开始，加速度方向竖直向下，则电梯先向下加速后向下减速，所以是从高楼层下行至低楼 层，故D正确。 本题选说法错误的，故选：A。 3.用硬质包装盒收纳易拉罐，其简化模型如下：盒口侧开，3个完全相同的圆柱形易拉罐A、B、C对齐后 横放其中，三者的位置关系如图。左右两侧面保持竖直，侧面对易拉罐的弹力分别为FA、FB、FC,C对B 的弹力为FCB,A对B的弹力为FAB,底面对C的弹力为F,不计一切摩擦，下列说法正确的是() (4分) 77777777777 A.Fc一定大于FB B.FCB一定大于FAB C.盒宽L稍增大一些(A与C仍未接触)，FA将减小 D.盒宽L稍增大一些(A与C仍未接触)，F将增大 正确答案：B 答案解析：解：A、根据题意作出受力分析图如图所示： L FB 7777777 根据ABC均处于受力平衡状态可知，FB等于FCB和FAB在水平方向的合力，Fc等于FBC在水平方向的力，由牛 顿第三定律得知FBC=FCB,故Fc一定小于FB,故A错误： B、对B受力分析 NCB lnBg 由于AC圆心在一条竖直线上，即∠1=∠2，故FCB的竖直分量等于FAB的竖直分量与mBg的和，即FCB一定大 于FAB,故B正确： C、画出盒宽L稍增大一些后的受力分析，虚线为未增宽时FBA、FCB、FAB、FBC的示意图 4 当盒宽增大些，mAg不改变，故FBA竖直方向的分量不发生改变，但倾斜角度改变，即FBA将增大，FBA的水 平分量增大，故FA将增大，故C错误： D、当盒宽增大些Ag不改变，故FBA竖直方向的分量不发生改变，但倾斜角度改变，即FBA将增 大，FAB-FBA,即FBA将增大，由B中分析可得∠I=∠2，即FCB将增大，根据牛顿第三定律FBC-FCB,:即FBC将 增大，但FC的数值分量不发生改变，F等于FBC的竖直分量与mCg的和，即F不发生改变，故D错误。 故选：B。 4.无人机已经广泛应用于农业、军事、救援等方面。如图甲所示，质量为m=10kg的救援物体用绳悬挂在 无人机上，无人机拉着物体沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物体的加速度随 时间的变化关系如图乙所示，g取10m/s2,下列说法正确的是（) a/(m's2) t/s 6 (4分) 乙 A.2~6s内物体先超重后失重，绳拉力先增大后减小 B.06s内物体先超重后失重，速度变化量大小为3m/s C.0~6s内物体先失重后超重，6s时物块的速度为6m/s D.0~6s内物体先失重后超重，6s末的绳拉力为120N 正确答案：B 答案解析：解：ACD、由题图可知，在0~4s内，加速度方向向上，根据牛顿第二定律F-mg=ma,得 F=mg+ma,则拉力大于物体的实际重力，物块一直处于超重状态，在0~2s内加速度增加，故拉力增加，2 ~4s内加速度减小，故拉力减小；4~6s内，加速度方向向下，物块处于失重状态，拉力小于物体的实际 重力，加速度大小增加，故拉力减小，故ACD错误： B、0~6s内物体先超重后失重，-t图像和时间轴所围面积表示速度的变化量，则0~6s内速度变化量大 小为△v=1+?）×2ml5+2×42》mls-2×(5-4)ms3m/s,故B正确。 2 2 2 故选：B。 二、多选题（共2小题，共12分） 5.如图为某传送带示意图，传送带倾角为0。一物块以初速度vo从底端滑上传送带，与传送带间的动摩 擦因数为μ（μ>tan0)。已知重力加速度大小为g,则(） ○ (6分) A.若传送带顺时针运转，则物块一定从顶端脱离传送带 B.若传送带顺时针运转，则物块初始阶段的加速度大小一定为a=gsin0+μgcos0 C.若传送带逆时针运转，则物块一定从底端脱离传送带 D.若传送带逆时针运转，则物块初始阶段的加速度大小一定为a=gsin0+μgcos0 正确答案：AD 答案解析：解：AB、传送带顺时针方向运转，设传送带的速度为v,如果v<vo,物块开始相对于传送带 向上滑动，物块做匀减速直线运动，由于μ>tn0，当物块减速到与传送带速度相等后与传送带相对静 止一起做匀速直线运动，物块从顶端离开传送带，物块开始阶段，对物块，由牛顿第二定律得： mgsinθ+μmgcos0=ma,解得加速度大小a-gsin0+μgcos0;如果v>vo,则物块滑上传送带后物块相对 传送带向下滑动，物块开始做匀加速直线运动，当物块加速到与传送带速度相等后以传送带一起做匀速 直线运动，物块从顶端离开传送带，开始阶段，对物块，由牛顿第二定律得：μmgcos0-mgsin0=ma', 解得：a’=μgcos0-gsin0,故A正确，B错误： C、如果传送带逆时针运转，物块刚滑上传送带时做匀减速直线运动，如果物块减速到零的位移大于传送 带长度，则物块从传送带顶端离开传送带：如果物块减速到零的位移小于传送带长度，则物块减速到零 后沿传送带向下运动，物块从传送带底端离开传送带，故C错误； D、如果传送带逆时针运转，物块滑上传送带初始阶段做匀减速直线运动，对物块，由牛顿第二定律得： mgsin0+μngcos0=ma,解得加速度大小a=gsin0+μgcos0,故D正确。 故选：AD。 6.如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为ⅴ2的小物块从与传送带等高的光 滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以 地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1,则() 2 1V2 :(6分) 列 乙 A.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C.0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D.0~t3时间内，小物块先受到大小不变的摩擦力作用，之后不受摩擦力 正确答案：BD 答案解析：解：A.当小物块速度为零时，小物块向左运动的最远，到A处的距离达到最大，为t时刻， 故A错误： B.t2时刻以后小物块相对传送带保持静止，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确： C.0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，故C错误； D.0~t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2~t3时间内，由于小物块与传送带速度 相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，故D正确。 故选：BD。 三、计算题（组）（共2小题，共32分） 7.如图所示，有一水平传送带AB沿顺时针匀速转动，其右端连接一段光滑水平面BC。一质量m2=0.5kg的 木板紧挨着BC右端放置在光滑水平地面DE上(DE足够长)，其上表面与BC等高。现将质量m1=1.Okg的玩 具（可视为质点）从A处由静止释放，经传送带运送至B处，后通过水平面BC滑上木板。已知水平传送带A B长度L=2.0m,木板长度L21.0m,玩具与传送带、木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.2，重力加 速度g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 A□ B 777☑ (16分) 7777777777777777 D (1)若传送带速率v=2m/s,求玩具在传送带上运动的时间：(5分) 正确答案：玩具在传送带上运动的时间为1.25s: 答案解析：玩具加速运动时，根据牛顿第二定律得μ1m1g=m1a1,解得a1=0.4×10m52=4mls2, 与传送带速率相同时，所用时向为4片=高=导9=0,5 2 2 位移为△x1=A1=号×0.5m=0.5m,则玩具匀速运动时间为机L1-△x1v△t2,解得 △62 20,05g=0,753,玩具在传送带上运动的时间△t+△20.5s+0.75s1.258: 2 (2)若能让玩具以最短时间通过传送带，求传送带速率v范围；(5分) 正确答案：传送带速率应满足：v≥v0=4m/s; 答案解析：若玩具一直加速，则通过传送带所用时间最短，则加速运动到邮点时，时间最短，取临界可 得： =2a11,解得0=V2×4×2.0ms=4m5 故若能让玩具以最短时间通过传送带，传送带速率应满足：v≥vo4m/s: (3)若传送带速率v=6m/s,且在玩具刚滑上木板的瞬间，给木板一个水平向右的恒定拉力F,那么 要使玩具不会从木板上掉落，拉力F的大小满足什么条件。(6分) 正确答案：要使玩具不会从木板上掉落，拉力F的大小应满足1N≤F≤3N。 答案解析：传送带速率v=6m/s,大于4m/s,故玩具滑上木板时的速度为vo4m/s,设玩具在木板上加速度为 a2,根据牛顿第二定律得μ2叫1gm1a2,解得a2=0.2×10m52=2mls2,取临界一：玩具滑到木板 右端点时刚好共速，有v共1voa2t1对木板，F1+μ2m1g=2a3 v共1=a3t1 又6型1-婴4=2 2 2L2=2×1.0 解得t二V0 4.08=0.5s v共1=4m/s-2×0.5m/s=3m/s 3=05mg2=6mls2 3 F1=0.5×6N-0.2×1×10N=1N 取临界二：共速时，玩具和木板刚好有滑动，可得F2(m1+m2)a2=(1.0+0.5)×2N=3N,故要使玩具不 会从木板上掉落，拉力F的大小满足什么条件为，1N≤F≤3N。 答：(1)玩具在传送带上运动的时间为1.25s: (2)传送带速率应满足：v≥vo=4m/s: (3)要使玩具不会从木板上掉落，拉力F的大小应满足1N≤F≤3N。 8.如图甲所示，倾斜传送带以速度v1(大小未知)沿顺时针方向匀速转动，煤块以初速度vo=13m/s从传 送带底端A点沿传送带方向冲上传送带，经历3s恰好到达传送带顶端B点（但不离开传送带），前3s煤块 的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2,求：（计算结果可以用分数及根式表示） ◆v/(ms-) (16分) 0.75 t/s 甲 (I)A、B两点间的距离xAB;(5分) 正确答案：A、B两点间的距离xAB是13.875m。 答案解析： 由图乙所示v-t图像可知，煤块的位移即AB间的距离：XAB 6+13 2 ×0.75m+克×6×(3-0.75)m13.875n (2)传送带与水平地面间的夹角0的正弦值sin0,以及煤块与传送带间的动摩擦因数μ；(5分 正确答案： 传送带与水平地面间的夹角0的正弦值sin0是0.6，煤块与传送带间的动摩擦因数μ是 5 12 案解析：由图乙所示图像可知，烘块的加迷度大小a兰=8言m2-等w子，g =3-675m2-含m2 △V 对煤块，由牛顿第二定律得：mgsin0+μngcos0=ma1,mgsin0-μmgcos0=ma2 代入数据解得：sin0=0.6,μ=5 12 (3)经过足够长时间后，煤块留下的划痕能否覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连？若可以，求 刚好覆盖整条传送带的时间T;若不能，请通过计算说明原因。（由于轮半径较小，传送带的传 动轮上覆盖的长度可忽略)(6分) 正确答案： 煤块留下的划痕能覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连，刚好覆盖整条传送带的时间T是 3+337s 4 答案解析： 由图乙所示图像可知，开始相对于传送带向上滑动，该过程，痕迹在煤块的后 方，t1=0.75s时煤块与传送带共速 煤块与传送带共速后相对传送带向下滑动，煤块留下的痕迹与0.75s前的痕迹重合，痕迹被覆盖，设痕迹 可以首尾相连， 075s后以传送带为参考系，煤块在时间T内留下痕迹的长度△xa☑2(T-专)2 要使痕迹覆盖整条传送带，则△x2xB,代入数据解得：T=3+3V37s 4 由题意可知，t23s时煤块到达传送带的项端B处，然后煤块继续运动， 在T-t2时间内煤块向下滑动的距离x2a2（T-2)2 代入数据解得：X=69-9V37m≈7.13m<x4B13.875m,煤块仍在传送带上，假设成立。 24.2牛顿运动定律的应用 满分：60 班级： 姓名： 考号： 一、单选题（共4小题，共16分） 1.某同学站在压力传感器上，开始时保持微蹲状态，之后完成了某些动作，所采集的压力F随时间t变 化的图像如图。则该同学在压力传感器上完成的动作可能是() 个 (4分) A.只有站起过程 B.只有下蹲过程 C.先站起之后下蹲 D.先下蹲之后站起 2.某学生用Phyphox?软件记录了电梯从静止开始运动的加速度a与时间t的图像，如图1所示，可以将该图 像理想化如图2所示，以竖直向上为正方向，下列说法中错误的是() a/(m/s) 0.6 0.3 t/(s) 12345 6789101112131415 (4分) -0.3 -0.6 图1 图2 A.t=8s,电梯的速度大小为0 B.根据图2可以求出电梯运动的最大速度 C.2~6s电梯处于失重状态 D.电梯是从高楼层下行至低楼层 3.用硬质包装盒收纳易拉罐，其简化模型如下：盒口侧开，3个完全相同的圆柱形易拉罐A、B、C对齐后 横放其中，三者的位置关系如图。左右两侧面保持竖直，侧面对易拉罐的弹力分别为FA、FB、FC,C对B 的弹力为FCB,A对B的弹力为FAB,底面对C的弹力为F,不计一切摩擦，下列说法正确的是() L (4分) 77777777777 A.Fc一定大于FB B.FCB一定大于FAB C.盒宽L稍增大一些(A与C仍未接触)，FA将减小 D.盒宽L稍增大一些(A与C仍未接触)，F将增大 4.无人机已经广泛应用于农业、军事、救援等方面。如图甲所示，质量为m=10kg的救援物体用绳悬挂在 无人机上，无人机拉着物体沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物体的加速度随 时间的变化关系如图乙所示，g取10m/s2,下列说法正确的是（） a/(m's 2) t/s(4分) 甲 A.2~6s内物体先超重后失重，绳拉力先增大后减小 B.0~6s内物体先超重后失重，速度变化量大小为3m/s C.0~6s内物体先失重后超重，6s时物块的速度为6m/s D.0~6s内物体先失重后超重，6s末的绳拉力为120N 二、多选题（共2小题，共12分） 5.如图为某传送带示意图，传送带倾角为0。一物块以初速度v0从底端滑上传送带，与传送带间的动摩 擦因数为μ（μ>tan0)。已知重力加速度大小为g,则(） (6分) A.若传送带顺时针运转，则物块一定从顶端脱离传送带 B.若传送带顺时针运转，则物块初始阶段的加速度大小一定为a=gsin0+μgcos0 C.若传送带逆时针运转，则物块一定从底端脱离传送带 D.若传送带逆时针运转，则物块初始阶段的加速度大小一定为a=gsin0+μgcos0 6.如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为V2的小物块从与传送带等高的光 滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的ⅴ-t图象（以 地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1,则( 1V2 A ⊙ 772777770 z+t(6分)》 甲 A.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大 B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C.0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D.0~t3时间内，小物块先受到大小不变的摩擦力作用，之后不受摩擦力 三、计算题（组）（共2小题，共32分） 7.如图所示，有一水平传送带AB沿顺时针匀速转动，其右端连接一段光滑水平面BC。一质量2=0.5kg的 木板紧挨着BC右端放置在光滑水平地面DE上(DE足够长)，其上表面与BC等高。现将质量m1=1.Okg的玩 具（可视为质点）从A处由静止释放，经传送带运送至B处，后通过水平面BC滑上木板。已知水平传送带A B长度L1=2.0m,木板长度L2=1.0m,玩具与传送带、木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.2，重力加 速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (16分) (1)若传送带速率v=2m/s,求玩具在传送带上运动的时间：(5分) (2)若能让玩具以最短时间通过传送带，求传送带速率v范围：(5分) (3)若传送带速率v=6m/s,且在玩具刚滑上木板的瞬间，给木板一个水平向右的恒定拉力F,那么 要使玩具不会从木板上掉落，拉力F的大小满足什么条件。(6分) 8.如图甲所示，倾斜传送带以速度v1(大小未知)沿顺时针方向匀速转动，煤块以初速度vo13m/s从传 送带底端A点沿传送带方向冲上传送带，经历3s恰好到达传送带顶端B点（但不离开传送带），前3s煤块 的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2,求：（计算结果可以用分数及根式表示） v/(ms-) 13 (16分) 0.75 t/s (1)A、B两点间的距离xAB:(5分) (2)传送带与水平地面间的夹角0的正弦值sn0,以及煤块与传送带间的动摩擦因数μ：(5分 ) (3)经过足够长时间后，煤块留下的划痕能否覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连？若可以，求 刚好覆盖整条传送带的时间T；若不能，请通过计算说明原因。（由于轮半径较小，传送带的传 动轮上覆盖的长度可忽略)(6分)