4.5 牛顿运动定律的应用 分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理同步备课系列【基础题】

4.5 牛顿运动定律的应用 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【基础题】——原卷版 【A组同步训练】 一、整体法隔离法 1．（2025高二上·浙江期中）如图所示，长方体物体A、B叠放在斜面上，第一次B受到一个沿斜面向下的大小为F的力，两物体保持静止；第二次B受到一个沿斜面向上大小仍为F的力，两物体仍然保持静止．则以下说法正确的有（　　） A．A物体两次受力个数不同 B．A物体两次均受2个力作用 C．第一次B一定受6个力作用 D．第二次B一定受6个力作用 （多选）2．（2025高一上·深圳期中）如图，水平向右的恒力F作用在物块B上，使得质量均为1kg物块A、B一起向右做匀速直线运动，已知A、B间，B与地面间的动摩擦因数均为0.1，取。则（　　） A．作用在B上的恒力F大小为2N B．B对A没有摩擦力作用 C．A受到水平向右的摩擦力 D．地面对B的摩擦力水平向左，大小为1N 3．（2025高一上·白银期末）如图所示，倾角为θ的滑杆上套有一个圆环，圆环通过绳子拉着一个物体，圆环沿滑杆匀速下滑。 （1）不需要说明理由，直接判断绳子是否竖直； （2）求圆环与滑杆之间的动摩擦因数μ。 二、牛顿运动定律的应用一连接体 4．（2025高三上·涪城期中）如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 5．（2025高一下·盐城月考）如图所示，小车向右运动的过程中，车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬线与竖直方向的夹角为，已知小球和物块的质量分别为m和M，若B所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。g为重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．小车向右做匀加速直线运动 B．小球的加速度大小为，方向向右 C．此时悬线对小球的拉力大小为 D．物块B受到的摩擦力大小为，方向向左 三、牛顿运动定律的应用一板块模型 6．（2026高二上·温州期中）水平地面上放着一辆手推小车，小车的水平板上放置一只金属桶。当小车水平向左启动时，桶相对小车先向右运动小段距离，随后相对小车静止一起向左匀速运动。则（　　） A．桶相对地面先向右运动，后向左运动 B．桶匀速运动前，受到水平向右的滑动摩擦力 C．桶对小车先是滑动摩擦力，后是静摩擦力 D．桶匀速运动后，桶对小车没有摩擦力 7．如图所示，一质量 的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量 的小滑块，以 的速度从长木板的左端滑上长木板 已知小滑块与长木板间的动摩擦因数 问： （1）经过多少时间小滑块与长木板速度相等？ （2）从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？ 滑块始终没有滑离长木板 四、牛顿运动定律的应用一传送带模型 8．（2025高二上·永嘉月考）如图所示，货物在传送带上随传送带匀速运动，则货物（　　） A．在倾斜传送带上，受到的支持力方向竖直向上 B．在倾斜传送带上，受到的摩擦力方向沿斜面向下 C．在水平传送带上，受到的摩擦力方向与传送带运动方向相同 D．在倾斜传送带上和水平传送带上受传送带的作用力方向相同 ​​​​​​​ 【B组难点突破】 9．（2026·河北模拟）如图所示，在竖直平面内用甲、乙两根筷子夹一个重为的小球，两根筷子对小球弹力的作用点和球心在同一竖直平面内，甲筷子倾斜，且与竖直方向的夹角为，乙筷子始终竖直。在缓慢变化过程中，小球始终保持静止，且筷子与小球间的摩擦忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．甲筷子对小球的弹力大小为 B．乙筷子对小球的弹力大小为 C．随着缓慢减小，两根筷子对小球的弹力均增大 D．随着缓慢减小，两根筷子对小球的合力将变大 10．（2026·长沙模拟）如图所示，一轻绳绕过光滑定滑轮（半径可忽略）一端连接小球A（可视为质点），另一端连接物体B。物体B放在粗糙水平地面上，受到水平向右的作用力F，使得小球A沿光滑固定的半球面从图示位置缓慢向上移动，定滑轮在半球面球心O的正上方C点处，已知OC的长度为2R，半球面的半径为R。小球A向上缓慢移动到最高点D的过程中，下列说法正确的是（　　） A．轻绳的张力T增大 B．光滑半球面对小球的支持力变小 C．地面对物体的滑动摩擦力减小 D．地面对半球面的作用力增大 11．（2026·海珠模拟）“一带一路”年度汉字发布活动已经多年，“和”“融”“互”“惠”“永”等都曾当选。某力学兴趣小组制作了“互”字形木制模型。模型分上下两部分，质量均为。用细线连接两部分，当细线都竖直绷紧时，整个模型可以如图所示静止在水平地面上。其中连接a、b两点的细线为p，连接c、d两点的细线为q，已知重力加速度，则（　　） A．细线q的弹力大小为20N B．细线p的弹力大小一定为20N C．两细线弹力的差值一定等于20N D．整个模型对地面的压力一定小于40N 12．（2026·永州模拟）如图所示，一倾角为的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上有一质量为的物体，上端用平行于斜面的细绳跨过定滑轮连接着物体，物体、通过轻弹簧相连，质量分别为、，此时恰好静止。已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．物体与斜面间的动摩擦因数为 B．剪断弹簧的瞬间，物体的加速度为 C．剪断细绳的瞬间，物体的加速度为 D．剪断细绳的瞬间，物体的加速度为 【C组综合拓展】 13．（2026高一下·舟山期中）图甲为教职工兴趣运动会项目“旱地冰壶”的比赛情景，物理过程简化为图乙，选手用恒定水平推力，把静止的冰壶从起推线点沿直推至投出线点时的速度。，之后冰壶自行沿直线向右运动恰好停在大本营圆心点。已知冰壶质量，与之间的距离，与之间的距离，求： （1）冰壶在段运动的加速度大小； （2）冰壶与旱地冰面之间的动摩擦因数； （3）选手的水平推力的大小。 14．（2026·河北模拟）游乐园滑草项目深受小朋友喜爱。滑草过程简化为以下情景：如图所示，t=0时刻，滑块从斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.5s用速度传感器测量滑块的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。已知滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，重力加速度取g=10m/s2，求： t/s 0.0 0.5 1.0 ··· 5.0 5.5 6.0 　 v/(m∙s-1) 0.0 1.0 2.0 ·· 10.0 7.5 5.0 ··· （1）滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数μ； （2）斜面的倾角α的正弦值sinα； （3）滑块滑行的总路程s。 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.5 牛顿运动定律的应用 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【基础题】——解析版 【A组同步训练】 一、整体法隔离法 1．（2025高二上·浙江期中）如图所示，长方体物体A、B叠放在斜面上，第一次B受到一个沿斜面向下的大小为F的力，两物体保持静止；第二次B受到一个沿斜面向上大小仍为F的力，两物体仍然保持静止．则以下说法正确的有（　　） A．A物体两次受力个数不同 B．A物体两次均受2个力作用 C．第一次B一定受6个力作用 D．第二次B一定受6个力作用 【答案】C 【解析】A、对A受力分析，两次A都受到重力、B对A的支持力、B对A的静摩擦力，均为3个力，受力个数相同，故A错误； B、A物体两次均受重力、B对A支持力、B对A摩擦力，共3个力，不是2个力，故B错误； C、第一次B受到：重力、A对B的压力、A对B的摩擦力、斜面对B的支持力、沿斜面向下的力F、斜面对B的静摩擦力，共6个力，故C正确； D、第二次F沿斜面向上，若F与B重力分力、A对B摩擦力恰好平衡，则斜面对B摩擦力为零，B只受5个力；不一定是6个力，故D错误； 故答案为：C。 （多选）2．（2025高一上·深圳期中）如图，水平向右的恒力F作用在物块B上，使得质量均为1kg物块A、B一起向右做匀速直线运动，已知A、B间，B与地面间的动摩擦因数均为0.1，取。则（　　） A．作用在B上的恒力F大小为2N B．B对A没有摩擦力作用 C．A受到水平向右的摩擦力 D．地面对B的摩擦力水平向左，大小为1N 【答案】A,B 【解析】AD、A、B 共同向右匀速运动，把 A、B 视作整体进行受力分析，水平方向受力平衡。 地面的支持力 ，滑动摩擦力 。 由平衡条件 ，算出 ；地面对 B 的摩擦力方向水平向左，大小 2N，因此 A 正确，D 错误； BC、隔离对 A 分析，A 做匀速直线运动，水平方向合力必须等于 0。倘若 A、B 接触面存在摩擦力，A 水平方向无法平衡，会产生加速度，与匀速运动条件矛盾，所以 A、B 之间不存在摩擦力，B 正确，C 错误； 故答案为：AB； 3．（2025高一上·白银期末）如图所示，倾角为θ的滑杆上套有一个圆环，圆环通过绳子拉着一个物体，圆环沿滑杆匀速下滑。 （1）不需要说明理由，直接判断绳子是否竖直； （2）求圆环与滑杆之间的动摩擦因数μ。 【答案】（1）解：圆环沿滑杆匀速下滑，以物体为对象，根据受力平衡可知，绳子拉力竖直向上，则绳子竖直。 （2）解：以圆环和物体为整体，根据平衡条件可得 可得圆环与滑杆之间的动摩擦因数为 二、牛顿运动定律的应用一连接体 4．（2025高三上·涪城期中）如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题意，对整体应用牛顿第二定律有F = (M＋m)a 对空间站分析有F' = Ma 解两式可得飞船和空间站之间的作用力 故答案为：A。 5．（2025高一下·盐城月考）如图所示，小车向右运动的过程中，车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬线与竖直方向的夹角为，已知小球和物块的质量分别为m和M，若B所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。g为重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．小车向右做匀加速直线运动 B．小球的加速度大小为，方向向右 C．此时悬线对小球的拉力大小为 D．物块B受到的摩擦力大小为，方向向左 【答案】D 【解析】本题关键是根据A的受力情况确定加速度方向，进而来确定B的受力情况，这是受力分析的转移法，在连接体问题中经常用到。A．由图可知小球A受合外力向左，可知加速度向左，小车向右做匀减速直线运动，选项A错误； B．对小球受力分析可知 可得小球的加速度大小为 方向向左，选项B错误； C．此时悬线对小球的拉力大小为 选项C错误； D．物块B受到的摩擦力大小为 方向向左，选项D正确。 故选D。 三、牛顿运动定律的应用一板块模型 6．（2026高二上·温州期中）水平地面上放着一辆手推小车，小车的水平板上放置一只金属桶。当小车水平向左启动时，桶相对小车先向右运动小段距离，随后相对小车静止一起向左匀速运动。则（　　） A．桶相对地面先向右运动，后向左运动 B．桶匀速运动前，受到水平向右的滑动摩擦力 C．桶对小车先是滑动摩擦力，后是静摩擦力 D．桶匀速运动后，桶对小车没有摩擦力 【答案】D 【解析】 A . 当小车水平向左启动时，桶通过受到的摩擦力先向左加速后与小车共速，则相对地面，桶向左运动，故A错误； B . 桶向右滑动时受到小车施加的水平向左的滑动摩擦力，故B错误； C . 桶先受滑动摩擦力后相对小车静止，依靠惯性保持往前运动状态，桶与小车没有相对运动趋势不受静摩擦力作用，故C错误； D . 匀速运动后桶与小车无相对运动趋势，故无摩擦力，故D正确； 故选D。 7．如图所示，一质量 的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量 的小滑块，以 的速度从长木板的左端滑上长木板 已知小滑块与长木板间的动摩擦因数 问： （1）经过多少时间小滑块与长木板速度相等？ （2）从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？ 滑块始终没有滑离长木板 【答案】（1）解：根据牛顿第二定律得小滑块的加速度为： 木板的加速度为： 小滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动 根据运动学公式有： 解得： （2）解：由 得： 四、牛顿运动定律的应用一传送带模型 8．（2025高二上·永嘉月考）如图所示，货物在传送带上随传送带匀速运动，则货物（　　） A．在倾斜传送带上，受到的支持力方向竖直向上 B．在倾斜传送带上，受到的摩擦力方向沿斜面向下 C．在水平传送带上，受到的摩擦力方向与传送带运动方向相同 D．在倾斜传送带上和水平传送带上受传送带的作用力方向相同 【答案】D 【解析】A、支持力垂直于传送带接触面，不是竖直向上，故A错误； B、倾斜传送带上，货物重力沿斜面向下有分力，为保持平衡，静摩擦力沿斜面向上，故B错误； C、水平传送带上匀速运动时，货物与传送带之间没有相对运动趋势，不受摩擦力，故C错误； D、两种情形下货物都是匀速，受力平衡；重力竖直向下，则传送带对货物的作用力（摩擦力与支持力的合力）都竖直向上，二者方向相同，故D正确。 故选：D。 ​​​​​​​ 【B组难点突破】 9．（2026·河北模拟）如图所示，在竖直平面内用甲、乙两根筷子夹一个重为的小球，两根筷子对小球弹力的作用点和球心在同一竖直平面内，甲筷子倾斜，且与竖直方向的夹角为，乙筷子始终竖直。在缓慢变化过程中，小球始终保持静止，且筷子与小球间的摩擦忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．甲筷子对小球的弹力大小为 B．乙筷子对小球的弹力大小为 C．随着缓慢减小，两根筷子对小球的弹力均增大 D．随着缓慢减小，两根筷子对小球的合力将变大 【答案】C 【解析】AB．物体受力分析如图， 由平衡条件可知，，故A、B错误； C．随着缓慢减小，和均减小，故两根筷子对小球的弹力均增大，故C正确； D．根据平衡条件可得，小球所受的合力一直为零，两根筷子对小球的合力大小始终等于小球的重力，故D错误。 故答案为：C。 10．（2026·长沙模拟）如图所示，一轻绳绕过光滑定滑轮（半径可忽略）一端连接小球A（可视为质点），另一端连接物体B。物体B放在粗糙水平地面上，受到水平向右的作用力F，使得小球A沿光滑固定的半球面从图示位置缓慢向上移动，定滑轮在半球面球心O的正上方C点处，已知OC的长度为2R，半球面的半径为R。小球A向上缓慢移动到最高点D的过程中，下列说法正确的是（　　） A．轻绳的张力T增大 B．光滑半球面对小球的支持力变小 C．地面对物体的滑动摩擦力减小 D．地面对半球面的作用力增大 【答案】D 【解析】AB．小球A沿光滑半球面缓慢运动过程中，小球A受到重力、轻绳的张力、半球面对A的支持力的作用，处于三力平衡，如图所示 根据平衡条件，可得N与T的合力 根据相似三角形法则知，可得 小球A向上移动到D的过程中，R不变，AC变短，故轻绳的张力T逐渐减小，支持力N不变，故AB错误； C．物体B向右移动，受到轻绳的张力T、自身重力、地面的支持力、滑动摩擦力f、水平拉力F的作用，受力分析如上图所示，在B向右移动过程中轻绳与竖直方向的夹角增大，而轻绳的张力T减小，可知张力的竖直分力减小，在竖直方向上有，可知地面对物体B的支持力增大；根据可知摩擦力增大，故C错误； D．小球A对半球面的压力大小不变，其方向与竖直方向夹角变小，则压力与半球面的重力的合力增大，此合力与地面对半球面的作用力为一对平衡力，故地面对半球面的作用力增大，故D正确。 故答案为：D。 11．（2026·海珠模拟）“一带一路”年度汉字发布活动已经多年，“和”“融”“互”“惠”“永”等都曾当选。某力学兴趣小组制作了“互”字形木制模型。模型分上下两部分，质量均为。用细线连接两部分，当细线都竖直绷紧时，整个模型可以如图所示静止在水平地面上。其中连接a、b两点的细线为p，连接c、d两点的细线为q，已知重力加速度，则（　　） A．细线q的弹力大小为20N B．细线p的弹力大小一定为20N C．两细线弹力的差值一定等于20N D．整个模型对地面的压力一定小于40N 【答案】C 【解析】先计算单部分重力：，上下两部分重力均为20N。 A、细线q的弹力不一定为20N，q的拉力可以取任意大于等于0的值，没有固定等于20N，故A错误； B、对上方构件受力分析：重力向下，q拉力向下，p拉力向上，平衡关系。不确定，因此不一定等于20N，故B错误； C、由，两细线弹力差值恒等于20N，故C正确； D、对整体分析，总重力，整体静止在地面，地面支持力与总重力平衡，，根据牛顿第三定律，模型对地面压力等于40N，并非小于40N，故D错误； 故答案为：C。 12．（2026·永州模拟）如图所示，一倾角为的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上有一质量为的物体，上端用平行于斜面的细绳跨过定滑轮连接着物体，物体、通过轻弹簧相连，质量分别为、，此时恰好静止。已知重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．物体与斜面间的动摩擦因数为 B．剪断弹簧的瞬间，物体的加速度为 C．剪断细绳的瞬间，物体的加速度为 D．剪断细绳的瞬间，物体的加速度为 【答案】B 【解析】A．以bc为整体受力分析可知：绳子拉力，此时恰好静止，对a受力分析有 解得物体与斜面间的动摩擦因数为，故A错误； B．剪断弹簧的瞬间，以物体为系统，有，所以系统可以平衡，其加速度为0，故B正确； C．对c受力分析有，剪断细绳的瞬间，物体有，剪断细绳的瞬间，物体的加速度为，故C错误； D．剪断细绳的瞬间，物体有，剪断细绳的瞬间，物体的加速度为，故D错误。 故答案为：B。 【C组综合拓展】 13．（2026高一下·舟山期中）图甲为教职工兴趣运动会项目“旱地冰壶”的比赛情景，物理过程简化为图乙，选手用恒定水平推力，把静止的冰壶从起推线点沿直推至投出线点时的速度。，之后冰壶自行沿直线向右运动恰好停在大本营圆心点。已知冰壶质量，与之间的距离，与之间的距离，求： （1）冰壶在段运动的加速度大小； （2）冰壶与旱地冰面之间的动摩擦因数； （3）选手的水平推力的大小。 【答案】（1）解：物体从B到O匀减速至0，由速度位移公式 代入数据变形得：​​​​​​​ （2）解：BO段仅滑动摩擦力提供合外力，根据牛顿第二定律 约去，代入： （3）解：物体从A到B匀加速，由速度位移公式 代入数据得： 水平方向拉力减摩擦力为合外力，列牛顿第二定律： 整理代入已知量计算： 14．（2026·河北模拟）游乐园滑草项目深受小朋友喜爱。滑草过程简化为以下情景：如图所示，t=0时刻，滑块从斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.5s用速度传感器测量滑块的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。已知滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，重力加速度取g=10m/s2，求： t/s 0.0 0.5 1.0 ··· 5.0 5.5 6.0 　 v/(m∙s-1) 0.0 1.0 2.0 ·· 10.0 7.5 5.0 ··· （1）滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数μ； （2）斜面的倾角α的正弦值sinα； （3）滑块滑行的总路程s。 【答案】（1）解：设滑块在水平面上滑行的加速度大小为a2，5.5~6.0s过程中滑块在减速，由表格数据可知 在水平面上滑行时，由牛顿第二定律有 解得 （2）解：设滑块在斜面下滑的加速度大小为a1，0~1.0s过程中滑块在加速，由表格数据可知 由牛顿第二定律有 结合数学知识可得 （3）解：设滑块到达斜面底部时速度为vm，所用时间为t1，加速过程有 减速到t=5.5s过程，有 可得， 滑块在斜面加速下滑的路程为 在水平面减速滑行的路程 滑块滑行的总路程 学科网（北京）股份有限公司 $