4.5 牛顿运动定律的应用 同步练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本同步练习通过基础理解、综合应用、拓展提升三层设计，覆盖牛顿运动定律从单一到综合的应用，适配新授课知识巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解|单一运动过程分析（匀减速、摩擦力）|单选1-4题，如冰壶匀减速运动，强化运动与相互作用观念| |综合应用|多过程/系统问题（传送带、板块模型）|单选5-6题及多选7-9题，如传送带运动时间分析，培养科学推理能力| |拓展提升|复杂情境计算（临界条件、多阶段运动）|计算10-12题，如板块相对滑动问题，提升模型建构与问题解决能力|

牛顿运动定律的应用 同步练习 一、单选题 1．冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。如图，在某次比赛中，质量为18 kg的冰壶被投出后近似做匀减速直线运动，用时20 s停止，最后1 s内位移大小为0.2 m。若忽略冰壶转动的影响，下列说法正确的是(      ) A.冰壶的初速度大小为8 m/s B.冰壶的加速度大小为 C.冰壶受到的摩擦力大小为8.2 N D.冰壶前10 s位移和后10 s位移之比为4:1 2．如图甲所示，质量为的小物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平面间的动摩擦因数，在水平拉力F作用下物块由静止开始沿水平地面向右运动。已知水平拉力F随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，取水平向右为正方向，由此可知(      ) A.在0～3s时间内物块的加速度大小为 B.在3～5s时间内物块的加速度大小为，方向水平向右 C.5s末，物块速度大小为3m/s，方向水平向右 D.前3s内物块的位移是4.5m 3．如图甲所示，一个质量的物块以初速度从斜面底端冲上一足够长斜面，经开始沿斜面返回，时刻回到斜面底端。物块运动的图像如图乙所示，斜面倾角（，重力加速度g取）。则下列说法正确的是(      ) A.物块上滑时的加速度大小为 B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.45 C.物块沿斜面向上滑行的最大距离为5.0 m D.物块回到斜面底端的时刻为2.0 s 4．如图所示，水平轻杆两端分别固定质量为2kg的物块A和质量为4kg的物块B，物块A、B与水平地面间的动摩擦因数均为0.2。现用水平向左、大小为24N的恒力推物块B，物块A、B一起做匀加速直线运动，取重力加速度大小。施加恒力后轻杆对物块B的弹力大小和方向分别为（    ） A.16N、水平向右 B.8N、水平向右 C.16N、水平向左 D.8N、水平向左 5．如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是(      ) A. B. C. D. 6．如图所示，质量为3kg的长木板B静置于光滑水平面上，其上表面右端放置一个质量为2kg的物块A，物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。现用水平向右、大小为20N的拉力F拉长木板B，则(      ) A.物块A受到摩擦力的大小为8N B.物块A受到摩擦力的大小为10N C.物块A受到摩擦力的大小为15N D.物块A受到摩擦力的大小为20N 二、多选题 7．如图所示，质量为2m的小球A和质量为m的小球B之间用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来静止不动，剪断细绳的瞬间，A球和B球的加速度大小、分别为(      ) A. B. C. D. 8．如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取，则下列说法正确的是(      ) A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值 B.煤块与传送带间的动摩擦因数 C.煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4s D.煤块在传送带上留下的痕迹长为 9．如图甲所示，质量为M的足够长木板静止在水平地面上，在其左端放置一个质量为m的小物块，时刻起在小物块上施加一个水平向右的力F，F的大小与时间t满足关系式，木板和小物块的加速度大小随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度g取。下列说法正确的是(      ) A.长木板的质量为5kg B.时小物块的速度大小为4m/s C.长木板和地面之间的动摩擦因数为0 D.物块和长木板之间的动摩擦因数为0.5 三、计算题 10．质量为的物体放在倾角为的足够长的斜面上，在与斜面平行向上、大小为的拉力作用下，物体沿斜面匀加速上升，加速度大小为，当物体上滑速度为11m/s时，突然撤去拉力，则这时物体的加速度为多大？撤去外力后物体沿斜面还能上滑多远？ 11．冬天的北方，有狗拉雪橇，若狗系着不可伸长的绳用沿与水平面成角的恒定拉力F拉着雪橇沿水平雪面由静止做匀加速直线运动.设拉力，雪橇的质量，经的时间雪橇移动了距离（雪橇可看做质点，空气阻力不计，重力加速度g取，结果可带根号）求： （1）雪与雪面间的动摩擦因数； （2）若时拖绳断了，雪橇还能运动多远. 12．如图所示，在光滑水平面上放置长度的木板B，在木板左端放置小滑块A，已知滑块A、木板B的质量分别为、，滑块与木板间动摩擦因数为，现对滑块施加水平向右的外力F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，求： (1)使滑块A与木板B发生相对滑动的最小外力； (2)若外力为，作用一段时间后撤去外力，滑块A恰好没有滑离木板B，求力F作用时间。 参考答案 1．答案：A 解析：冰壶最后内位移大小为，由逆向思维法可得，解得冰壶的加速度大小，由于用时20 s停止，故初速度，故A正确，B错误；受力分析可知摩擦力f就是冰壶受到的合力，由牛顿第二定律有，故C错误；根据初速度为零的匀变速直线运动的推论及逆向思维法可知，冰壶前10s位移和后10 s位移之比为3:1，故D错误。 2．答案：D 解析：A.由图可知，在0～3s时间内，拉力，由牛顿第二定律 解得物块加速度 故A错误； B.在3～5 s时间内，拉力，物块开始时做匀减速直线运动，由牛顿第二定律 解得物块加速度 方向水平向左,速度减为零后处于静止，故B错误； C.根据速度时间公式可得3s末物块速度为 4s末物块速度为 x 因为最大静摩擦力大于拉力，所以4 s末物块停止运动，则5s末物块的速度为零，故C错误； D.前3 s内位移为 故D正确。 故选D。 3．答案：C 解析：由图像可知物块上滑时的加速度大小为，故A错误；物块上滑过程，根据牛顿第二定律可得，解得物块与斜面间的动摩擦因数为，故B错误；根据图像与横轴围成的面积等于位移，可知物块沿斜面向上滑行的最大距离为，故C正确；物块沿斜面向下滑行的加速度大小为，设物体从最高点返回斜面底端所用时间为，则有，解得，故，故D错误。 4．答案：B 解析：对系统受力分析，根据牛顿第二定律 对A受力分析，根据牛顿第二定律 联立解得 杆对A的弹力方向是水平向左的推力，故杆对B的弹力方向水平向右，大小也是8N。故选B。 5．答案：B 解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则，可得：，C可能；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则，可得，D可能；若先匀加速到传送带速度v，得匀速到右端，则，可得，A可能；木块不可能一直匀速至右端，B不可能。 6．答案：A 解析：A、物体的加速度由B对A的摩擦力提供，当摩擦力达到最大静摩擦的时候，A、B发生相对滑动，A物体的最大静摩擦力为，则发生相对滑动时，A的加速度为，将A、B看成一个整体，由牛顿第二定律得，代入数据解得，现用水平向右、大小为20N的拉力F拉长木板B，则两者保持相对静止，，A受到的摩擦力：，代入数据解得：，故A正确，BCD错误。 故选：A。 7．答案：BD 解析：绳剪断前，对B由平衡条件得绳剪断后瞬间，弹簧来不及变化，则弹力不变。对A得解得弹力不变，则B的受力情况不变，加速度为0，即故选BD。 8．答案：AD 解析：由图像得0~1s内煤块的加速度大小，方向沿传送带向下；1~2s内煤块的加速度大小，方向沿传送带向下。0~1s,对煤块由牛顿第二定律得,1~2s,对煤块由牛顿第二定律得，联立解得,,A正确，B错误；图像中图线与时间轴所围面积表示位移大小，所以煤块上滑总位移大小为,由运动学公式有，得下滑时间为，所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为，C错误；0~1s内煤块比传送带多走4m，划痕长4m，1~2s内传送带比煤块多走2m,划痕还是4m,内传送带向上运动，煤块向下运动，划痕总长为，D正确。 9．答案：BCD 解析：ACD.由图乙可知，当时，小物块和长木板开始运动，所以地面和长木板之间没有摩擦力，即动摩擦因数为0；当时，小物块和长木板的加速度为 此时 根据牛顿第二定律，有 时，小物块和长木板发生相对滑动，对物块根据牛顿第二定律有 又因为 联立可得 由图乙可知斜率 解得，，，故A错误，CD正确； B.内，小物块和长木板一直处于相对静止状态，图线与t轴所围面积表示速度增加量 故B正确。 故选BCD。 10．答案：， 解析：当施加拉力时，对物体受力分析可知 解得 当撤去拉力时，受力分析可得 解得 撤去外力后，由运动学公式 解得 11．答案：（1） （2） 解析：解：（1）雪橇做初速度为零的匀加速直线运动，由位移公式可得 解得 对雪橇，由牛顿第二定律得 解得 （2）拖绳断了时，雪橇的速度 拖绳断了后，由牛顿第二定律得 解得 由匀变应运动的速度位移公式得雪橇的位移 12．答案：(1)12N (2) 解析：（1）A、B恰好开始相对滑动时，由牛顿第二定律得：对B有 对A、B整体 代入数据解得 （2）由牛顿第二定律得：对A有 撤去力后对A有 对B有 撤去力时A的速度 B的速度 最后A、B共速时 共速时 代入数据解得 学科网（北京）股份有限公司 $