4.5 牛顿运动定律的应用 同步练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

4.5牛顿运动定律的应用 同步练习 （本节内容是必修一的最核心部分，也是难度最大的部分，考频高，高考中往往以此为框架设置物理情景，需要同学们重点掌握。本节主要分为两大思想：已知受力求运动和已知运动求受力；当然，较为复杂还可以综合这两类从而考察多过程。重点题型有斜面问题、板块、传送带、连接体、临界值等，需要同学们进行分类总结加上针对练习） 一、单选题 1．（考点：已知运动求受力）（改编）（2025届浙江省稽阳联谊学校高三下学期二模物理试题（选考））以11m/s的速度匀速上升多级火箭模型，当升到离地面10m高时，二级助推火箭平稳脱落，脱落部分的质量为1kg，假设脱落部分运动过程所受阻力大小满足f(1+kv）N，k0.001kg/s，g取。则脱落部分落下后大约经过多长时间到达地面（　　） A．1.5s B．2.0s C．2.9s D．3.5s 2．（考点：已知受力求运动、V-t图）（改编）（广东省两校2025-2026学年高三上学期9月月考物理试题）小球以初速度0沿光滑斜面向上滑行，取沿斜面向上为速度正方向，则下列关于物块运动的的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（考点：已知受力求运动、整体隔离法）（改编）（江苏省宿迁市2024-2025学年高二下学期期末测试物理试卷）如图所示，质量为、倾角为的斜面静止放在水平地面上，一质量为的木块恰能沿斜面匀速下滑。现用平行于斜面向上的力推木块，使其匀速上滑。已知重力加速度为，上述两种过程中斜面均保持静止，则（　　） A．推力大小为 B．第二中情形中，地面与斜面间摩擦力为 C．和木块匀速下滑相比，匀速上滑时地面对斜面的支持力减小了 D．在木块下滑过程中，若对其施加水平向左推力，斜面对地面压力为 4．（考点：连接体问题）（改编）（北京市和平街第一中学2025-2026学年高三上学期开学考试物理试题）如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。A、B分别受力的个数为（　　） A．2、3 B．2、4 C．3、5 D．3、6 5．（考点：临界值问题）（2025届山西省太原市高三下学期二模联考物理试卷）如图所示，质量为3m的斜面体静止在光滑水平地面上，其AB面粗糙、BC面光滑，顶端装有光滑的轻质定滑轮。质量分别为2m、m的物块P、Q通过轻绳连接并静置在斜面上，P与AB面之间的动摩擦因数为。现使整体在水平方向上加速，P、Q始终在同一竖直面内且相对斜面体静止，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．不同加速度下，轻绳中的拉力始终不会变化 B．整体向左加速的最大加速度为 C．整体向右加速的最大加速度为 D．地面对斜面体的作用力始终为3mg 6．（考点：已知受力求运动、连接体问题）（改编）（四川省成都市第七中学2024-2025学年高一上学期期末模拟测试物理试题）高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界。一列由10节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6和7节共四节为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢提供的牵引力大小为F，每节车厢质量都为m，每节车厢所受阻力为车厢重力的k倍。重力加速度为g。则下列说法错误的是（    ） A．整列车的加速度大小为a= B．启动时车厢对乘客作用力的方向斜向上 C．第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为 D．第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为 二、多选题 7．（考点：绳关联问题）（四川省绵阳市涪城区绵阳南山中学实验学校2025-2026学年高三上学期9月月考物理试题）如图，静置于光滑水平面上的物体A通过跨过定滑轮的轻绳与物体B相连，用手托住B，轻绳刚好被拉直。A、B的质量分别为mA和mB，不计滑轮的质量和摩擦。现撤去手，静止释放B。下列说法正确的是（　　） A．释放后B的加速度等于 B．释放后A的加速度等于 C．释放后轻绳拉力从零突变为 D．若A、B两物体的总质量不变，则A、B两物体的质量相等时，释放后轻绳拉力最大 8．（考点：牛顿运动定律与图像问题）（改编）（四川省达州市第一中学2024-2025学年高一上学期入学检测物理试卷.）如图甲，放在水平桌面上的A、B两个物体，在相同的力F作用下，向右做直线运动，如图乙是它们的v-t图像，分析图像可知（　　） A．A静止，B做匀速运动 B．A做匀速直线运动，B做变加速运动 C．A受力平衡，B受力不平衡 D．A受的摩擦力大于B受的摩擦力 9．（考点：板块模型）（改编）（2025届四川省绵阳市高三线性未三诊物理试卷）如图甲所示，足够长、上表面粗糙的木板P静止在粗糙水平地面上，可视为质点的小物块Q静止在木板的右端、现给物块Q水平向左的初速度，之后物块Q的速度随时间变化的关系图像如图乙所示。若木板与地面间的滑动摩擦因数是，小物块与木板上表面间的滑动摩擦因数是，则（　　） A．小物块始终减速 B．木板先匀加速运动后匀减速运动到最后静止 C． D． 三、解答题 10．（考点：已知受力求运动）（江苏省常州市金坛区第一中学2025-2026学年高三上学期9月开学物理试题）如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平面上，现用一水平向右的恒力F=14N拉物体，物体运动9m后撤去拉力F，已知物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2。求： (1)物体在恒力作用下运动时的加速度大小a； (2)撤去外力时速度大小v； (3)撤去外力后，物体继续移动的位移大小x。 11．（考点：传送带之划痕问题）（重庆市巴蜀中学校2025-2026学年高三上学期8月月考物理试题）如图甲所示，倾角θ=37°的白色传送带以恒定速率逆时针运行，现将一黑色煤块轻轻放在最上端的A点，煤块从A点运动到最下端B点的过程中，v2随位移x的变化图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，求： (1)煤块与传送带间的动摩擦因数； (2)煤块到达B点的速度大小vB以及传送带上的划痕长度L0。 《4.5牛顿第二定律的应用 同步练习》参考答案 1．C 【详解】因速度大小对阻力大小影响很小，在估算时可把阻力大小恒定1N进行计算，根据牛顿第二定律推知，小球上升阶段的加速度 上升的时间 上升的高度 根据牛顿第二定律推知，下降阶段的加速度 根据运动学公式 故下降用时间 则共用时间为2.85s 与C项最接近。 故选C。 2．A 【详解】物体先沿斜面向上做匀减速运动，后沿斜面向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律得 解得 所以两个过程的加速度相同，都沿斜面向下，可以将物体的运动看成一种加速度沿斜面向下的匀减速直线运动，由于加速度不变，则图像的斜率保持不变，速度先正后负，所以图像是向下倾斜的直线。 故选A。 3．C 【详解】A．木块恰能沿斜面匀速下滑时,根据平衡条件有 用沿斜面向上的力推木块，使之能匀速上滑时，根据平衡条件 解得，故A错误； BC．木块匀速下滑时，以木块和斜面为研究对象，根据平衡条件可知， 木块匀速上滑时，以木块和斜面为研究对象，根据平衡条件可知，=mgcos30° 则有，故B正确，C错误； D．在木块下滑过程中，若对其施加水平向左推力，将力沿斜面和垂直斜面方向分解，可知此时木块与斜面间的弹力增大，沿斜面向上的摩擦力增大，同时木块受到推力沿斜面向上的分量，故此时木块必定减速，加速度沿斜面向上，对整体受力分析，由于整体具有竖直向上的加速度，故地面对斜面的支持力必定大于，根据牛顿第三定律可知此时斜面对地面压力大于，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】分析A的受力：重力、B对A沿斜面向上的摩擦力平衡、B对A垂直斜面向上的支持力，故A受三个力；根据牛顿第三定律可知，A对B有沿斜面向下的摩擦力。 分析整体的受力：沿斜面向下重力的分力与F之和跟斜面对B的沿斜面向上的摩擦力平衡。 由以上可判断，B受到重力、斜面的支持力、斜面对B的摩擦力、A对B的压力、A对B的摩擦力和外力F，共6个力。 故选D。 5．B 【详解】A．设轻绳的拉力为T，对Q，在水平方向上，取水平向右为正方向，根据牛顿第二定律 在竖直方向上，根据平衡条件 联立，解得 所以，不同加速度下，轻绳中的拉力会改变，故A错误； B．当物块Q将离开斜面时，整体向左加速的加速度最大，此时对Q分析， 解得 对P受力分析， 联立，解得， 因为 所以，此时物块P相对斜面静止，故B正确； C．由A选项可知，当轻绳拉力为零时，整体向右加速的加速度最大，此时 解得 对P受力分析， 联立，解得， 因为 所以，此时物块P已经相对斜面发生滑动，所以若整体相对静止，则 故C错误； D．对物块P、Q和斜面组成的整体，在竖直方向上，根据平衡条件可得 故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．对整列车，总牵引力为4F，总阻力为10kmg，总质量为10m。由牛顿第二定律 4F-10kmg=10ma 解得 a=，故A正确。 B．列车启动时，乘客的加速度水平向右。车厢对乘客的作用力包括竖直方向的支持力和水平方向的静摩擦力，合力方向斜向上，故B正确。 C．对第1节车厢分析，第2节车厢对第1节车厢的力为，由牛顿第二定律 带入a可得C正确。 D．对第3节到第10节车厢（共8节）分析：总牵引力为第3、6、7节车厢的3F，总阻力为8kmg，总质量为8m。由牛顿第二定律8kmg=8ma 化简得D错误。 本题选错误的，故选D。 7．ACD 【详解】AB．由题意，释放后对AB整体，利用牛顿第二定律有 可得释放后A、B的加速度为，故A正确，B错误； CD．释放后，对A利用牛顿第二定律，绳的拉力为 若定值，由数学知识可知当时，轻绳拉力有最大值，故CD正确； 故选CD。 8．CD 【详解】AB．由图象乙知，A以5m/s的速度做匀速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，即做变速运动，故A错误，B错误； C．A做匀速直线运动，合力等于零，故受平衡力；B做变速运动，合力不为零，则受力不平衡，故C正确； D．拉力相同，A做匀速直线运动，合力等于零，A受力平衡，则A受到的摩擦力 B做变速运动，合力不为零，则受力不平衡，则，故A受的摩擦力大于B受的摩擦力，故D正确。 故选CD。 9．ABD 【详解】根据题意，由图乙可知，物块一直减速运动，且一段时间后加速度变小，可知，物块运动一段时间后与木板共速，并一起减速到0。 AB．物块刚滑上木板时，对木块由牛顿第二定律有 解得物块的加速度大小为 木板在木块给的水平向左的滑动摩擦力和地面给的向右的滑动摩擦力作用下，加速向做运动，当木块与木板共速后，一起向左做减速运动，直到速度减为零，停止运动，A正确，B正确； CD．当木块与木板共速后，一起向左做减速运动的过程中，对整体受力分析，由牛顿第二定律有 解得共速后木块的加速度大小为 由木块的图像可知 即 C错误，D正确。 故选BD。 10．(1)2m/s2 (2)6m/s (3)3.6m 【详解】（1）物体刚开始运动时，受到四个力的作用，如图所示 根据牛顿第二定律可得F-Ff =ma 又因为Ff=μFN=μmg 解得a=2m/s2 （2）撤去外力时，根据匀加速运动时速度和位移的关系可得2ax1=v2 解得v=6m/s （3）撤去外力后，物体做匀减速运动的加速度大小 继续移动的位移大小 11．(1)0.5 (2)12m/s，5m 【详解】（1）煤块放上传送带后瞬间，煤块相对传送带向上滑动，则所受摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律得 由题意可知，传送带的速度为 第一段加速过程，有 解得， （2）第二段匀加速过程，有， 解得， 第一阶段加速时间为 此过程中传送带位移为 煤块位移为 煤块相对于传送带向上的位移为 第二阶段，根据 可得第二段过程时间为 此过程中传送带位移为 煤块位移为 煤块相对于传送带向下的位移为 所以划痕长度为 学科网（北京）股份有限公司 $