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

2025年12月2日高中物理精练 一、解答题 1．如图所示，水平面上有一质量为的长方体铁箱，在大小为的水平拉力作用下由静止开始运动，铁箱内一质量为的小木块（可视为质点）恰好能静止在后壁上。铁箱与水平面间的动摩擦因数，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，空气阻力不计。 (1)求铁箱的加速度大小； (2)求铁箱后壁对小木块的弹力大小以及木块与铁箱后壁间的动摩擦因数； (3)若某时刻撤去拉力，撤力后经时间小木块直接落在滑行的铁箱底部，且落点与铁箱后壁间距，求. 2．某码头用传送带传送物品，如图所示。传送带以的速度逆时针匀速转动，传送带之间长度为7m，与水平面之间的夹角。将一定质量的小物块（视为质点）轻放在传送带的上端点，小物块与传送带之间的动摩擦因数，认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，，，取。求： (1)小物块开始下滑瞬间的加速度大小； (2)小物块运动到底端的速度大小。 3．如图甲所示，一倾角为足够长的斜面固定在水平地面上，时刻，质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面向上运动，并在物块上施加一沿斜面向下的恒力F，在时撤去恒力F，物块的速度v随时间变化的规律如图乙所示。物块视为质点，重力加速度，，，求： (1)内，物块的位移x； (2)物块与斜面间的动摩擦因数； (3)物块在斜面上运动的总时间。 4．如图所示，倾角的斜面体B放置在水平面上，质量为的物块A放在光滑斜面上，用水平向右的拉力拉着A使其沿斜面向上匀速运动，B处于静止状态。已知重力加速度为，，，求： (1)拉力的大小和水平地面对斜面体的摩擦力大小； (2)保持拉力大小不变，将方向改为沿斜面向上，B仍保持静止，在A沿斜面运动的过程中，水平面对斜面体摩擦力大小。 5．如图所示，质量为的木板B放在水平地面上，质量为的木箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数，木板B与地面之间的动摩擦因数。重力加速度g取。现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出，试求：（，） (1)绳上张力T的大小； (2)拉力F的大小。 6．如图甲所示，倾斜传送带倾角θ=37°，两端A、B间距离为L=4m，传送带以4m/s速度沿顺时针转动，质量为1kg的小滑块从传送带顶端B点由静止释放下滑，到A时用时2s，g取10m/s2，求： (1)小滑块与传送带间的动摩擦因数； (2)若该小滑块在传送带的底端A，现用一沿传送带向上的大小为6N的恒定拉力F拉滑块，使其由静止沿传送带向上运动，当速度与传送带速度相等时求滑块的位移大小。 7．滑沙运动是继滑冰、滑雪及滑草后的另一新兴运动，使户外运动爱好者在运动的同时领略到迤逦的沙漠风光。滑沙运动过程的简化图如图。某游客（视为质点）从点乘坐滑板以初速度大小滑下坡度为的沙丘，经过到达坡底点处，并继续沿水平方向滑行至点处停下。已知、间的距离为，沙丘上和水平面上滑板与沙面间的动摩擦因数相同。取重力加速度，，，滑板通过拐点处时速度大小不变，空气阻力不计，求： (1)滑板与沙面间的动摩擦因数。 (2)游客滑到点的速度大小及、间的距离。 8．如图所示，把一物块套在足够长的水平固定的硬直细杆上，现给物块一个斜向右上方大小未知的恒定拉力，拉力方向与细杆的夹角为53°，物块从静止开始向右做匀加速直线运动，且杆对物块的弹力竖直向下，已知物块与细杆间的动摩擦因数μ=0.75，重力加速度大小为g ，sin53°=0.8、cos53°=0.6。 (1)求物块的加速度大小； (2)若t0时间后撤去拉力，求撤去拉力后物块运动的时间。 9．如图所示，有一个可视为质点、质量m=1.0kg的小物块，初速度为零，经由水平顺时针转动的传送带从最左端A送到最右端B，滑过光滑水平面BC后，滑上紧靠BC面末端的质量M=1.0kg的静止长木板。已知传送带速度恒为v0=4.0m/s，传送带AB间长度L=3.0m，木板上表面与BC面相平，木板下表面与地面之间动摩擦因数为0.10，小物块与传送带、长木板上表面间的动摩擦因数均为0.40。长木板足够长，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： (1)物块在传送带上运动的时间以及在传送带上留下的痕迹长度； (2)物块滑上木板瞬间物块和木板的加速度分别为多少？ (3)木板最终停止时，其左端距离水平面上C点的距离？ 10．如图甲所示，质量为的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，A和B经过达到同一速度，之后共同减速直至静止，A和B的图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，求： (1)B与水平面间的动摩擦因数； (2)A的质量m； (3)A与B共速时，A到B的左端距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年12月2日高中物理作业》参考答案 1．(1) (2)10N； (3)0.3s 【详解】（1）对整体根据牛顿第二定律有 解得 （2）对小木块有N 竖直方向有 解得 （3）设撤去拉力瞬间，二者的速度为，撤去拉力后，铁箱的加速度为 根据位移-时间公式有 解得s 2．(1) (2) 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 解得 （2）设小物块由静止到与传送带共速用时为，则有 解得 小物块的位移 解得 由于 则小物块继续加速运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据速度一位移公式有 解得 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知内，物块的位移为 （2）由图乙可得，时，物块速度为零，即物块在时，到达斜面最高点，向上运动时，物块的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 后，物块向下运动，结合图乙，物块向下运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 联立解得物块与斜面间的动摩擦因数为 （3）撤去恒力F后，物块向下运动的加速度大小为 此时物块速度大小为，由运动学公式可得 代入数据解得物块回到斜面底端时的速度大小为 从撤去恒力F到物块回到斜面底端所用时间为 则物块在斜面上运动的总时间为 4．(1)， (2) 【详解】（1）对物块A研究，根据力的平衡 解得 对A、B整体研究，整体处于平衡状态，根据力的平衡，水平面对斜面体的摩擦力 （2）解法一：当拉力沿斜面向上时，物块A沿斜面向上加速运动，设物块A运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有 解得 设水平面对斜面体的摩擦力大小为，对整体研究，水平方向根据牛顿第二定律有 解得 解法二：当拉力沿斜面向上时，斜面对物块A的支持力大小为 根据牛顿第三定律，物块A对斜面的压力大小为 对斜面体进行研究，水平面对斜面体的摩擦力大小为 联立三式并代入数据解得 5．(1)80N (2)124N 【详解】（1）以木箱A为研究对象，受力分析如图1所示，竖直方向由平衡条件得 水平方向根据平衡条件可得 根据摩擦力的计算公式可得 联立解得 （2）木板B匀速运动时，木板B的受力示意图如图2所示，水平方向由平衡条件得 竖直方向根据平衡条件可得 根据摩擦力的计算公式可得 又有， 联立求得 6．(1)0.5 (2)2m 【详解】（1）根据运动学公式可得 解得 小滑块相对于传送带向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律有 解得 （2）小滑块相对传送带沿斜面向下运动，受到的摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律有 解得 设经过时间小滑块速度与传送带速度相等，则有 此时滑块的位移为 7．(1) (2)；5.12m 【详解】（1）根据运动学公式有 解得游客沿滑行的加速度大小 在沙丘上，根据牛顿第二定律有 解得 （2）游客到达点处的速度大小 在水平面上，游客滑沙的加速度大小 、间的距离 8．(1) (2) 【详解】（1）设斜向上的拉力大小为，把分别沿水平方向和竖直方向分解，在水平方向上，由牛顿第二定律可得 在竖直方向上，根据平衡条件有 其中 联立，解得 （2）经过时间后，物块的速度大小为 撤去拉力后，根据牛顿第二定律 解得，物块的加速度大小为 设再经过时间物块停止运动，则有 解得 9．(1)1.25s，2m (2)4m/s2，2m/s2 (3) 【详解】（1）物块在传送带上先做匀加速直线运动，有 可得加速的加速度为 物块加速到和皮带共速的位移为 说明物块先加速到，再匀速运动，加速时间为 匀速的位移为 则匀速的时间为 故运动的总时间为 物块在加速阶段与皮带有相对运动，则划痕为 （2）物块冲上木板的瞬间，由牛顿第二定律有 解得物块减速的加速度大小为（方向水平向左） 对木板有 解得木板加速的加速度为（方向水平向右） （3）设经过时间物块与木板达到共同速度，有 解得， 木板发生的位移为 物块与木板共速后因，则两者一起减速，减速的加速度为 木板停止时发生的位移为 故木板最终停止时其左端距离水平面上C点的距离为 10．(1)0.1 (2) (3)2m 【详解】（1）由题分析，可知A滑上B后做匀减速直线运动，B做匀加速直线运动，由乙图可知，在内A与B相对静止，一起做匀减速直线运动，加速度大小为 对AB共速后分析，根据牛顿第二定律有 解得 （2）由题分析，可知在内A做匀减速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，由乙图可知，A、B的加速度大小分别为， 根据牛顿第二定律，对A、B分别有， 解得， （3）根据图像与时间轴围成的面积表示位移，可得A与B共速时，A到B的左端距离 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $