牛頓運動定律訓練題

一、選擇題（本題共15個小題，每題5分，共75分）

I.滑雪是冬奧會的比賽項目之一.如圖所示，若滑板和運動員以初速度%=l6m/s沖上傾角為

8=37。足夠長的滑雪軌道，已知滑板的質(zhì)量為2kg,運動員質(zhì)量為〃?=73kg,滑板與斜坡間動摩

擦因數(shù)〃=0.25,不計空氣阻力，重力加速度g取lOm/s?,sin37°=0,cos37°=0,則運動員沿

斜坡上滑的最大距離為（）

‘〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃

A.16mB.6mC.8mD.10m

2.為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設計了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而

自動調(diào)整,使座椅始終保持水平，如圖所示.當此車減速上坡時廁乘客（僅考慮乘客與水平面之間的作

用）（）

A.處于超重狀態(tài)B.不受摩擦力的作用

C.受到向后（水平向左）的摩擦力作用D.所受合力豎直向上

3.如圖所示，在重大節(jié)日或活動現(xiàn)場會燃放大型的禮花煙火。假設禮花彈從炮筒中豎直向上射出時

的初速度大小是60m/s,上升過程中所受的阻力大小始終與自身重力相等，重力加速度g取

IOm/s2,則禮花彈從射出到最高點所用的時間和離地面的距離分別為（）

A.6s,90inB.3s,180mC.3s,90mD.6s,180m

4.如圖所示，一輛貨車運載著相同大小的光滑的圓柱形空油桶，在車廂底，一層油桶平整排列，相

互緊貼并被牢牢固定，上一層只有一只油桶C自由地擺放在A、A之間，和貨車一起保持靜止。

重力加速度為g，當C與車共同向左加速時（）

A.A對C的支持力增大

B.8對C的支持力不變

C.當向左的加速度大小達到且g時，C將脫離4

3

D.當向左的加速度大小達到qg時，C將脫離A

5.如圖所示，一輕繩跨過光滑定滑輪，一端連接質(zhì)量為〃?的物塊。，另一端連接質(zhì)量為2,”的物塊

bo將。從水平桌面上的P點由靜止釋放，經(jīng)過時間乙運動到。點，此時〃仍在空中；再將。、%的

位置對調(diào)，讓人從水平桌面上的P點由靜止釋放，經(jīng)過時間4運動到。點。已知〃與

水平桌面間的動摩擦因數(shù)相同，且。、人均可視為質(zhì)點，則該動摩擦因數(shù)最接近()

A.0.2B.0.3C.0.5D.0.7

6.游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重與失重的感覺。下列描述正確的

是()

A.當升降機加速上升時，游客處于失重狀態(tài)B.當升降機減速下降時，游客處于失重狀態(tài)

C.當升降機減速上升時，游客處于失重狀態(tài)D.當升降機加速下降時，游客處于超重狀態(tài)

7.湖南省張家界武陵源風景區(qū)內(nèi)有一座建造在懸崖上的觀光電梯，如圖所示。假如你站在該觀光電

梯內(nèi).某段時間內(nèi)你感覺到雙腳"很受力下列說法正確的是()

A.一定是你的重力變大了B.你可能正處于失重狀態(tài)

C.電梯可能處于下行階段D.電梯一定正在加速運行

8.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧卜端懸掛一個小球，電梯中有質(zhì)量為

50kg的乘客，在電梯運行時乘客發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)彈簧的伸長量始終是電梯靜止時的四分之三，已知重力

加速度g=10m/s2,由此可判斷()

A.電梯可能加速下降，加速度大小為5B,電梯可能減速上升，加速度大小為2.5m/s?

C.乘客處于超重狀態(tài)D.乘客對電梯池板的壓力大小為625N

9.如圖所示為曳引式電梯的結構示意圖，電梯井道底部的彈簧式緩沖器與電梯轎廂的中心線重合。

在某次電梯的安全性能測試中，電梯轎廂在曳引繩的作用卜勻速下降，接觸彈簧式緩沖器，并最

終安全停止。下列說法正確的是（）

曳引機

配壺

轎廂

自彈.

A.轎廂與彈簧式緩沖器接觸后立即開始減速

B.轎廂與彈簧式緩沖器接觸后，先加速后減速

C.轎廂與彈簧式緩沖器接觸后始終處于失重狀態(tài)

D.轎廂與彈簧組成的系統(tǒng)在接觸過程中機械能守恒

10.2021年5月15日，天問一號著陸器在成功著陸火星表面的過程中，經(jīng)大氣層290s的減速，速

度從4.9xlOm/s減為MxlGm/s;打開降落傘后,經(jīng)過90s速度進一步減為l.OxIO?m/s;與

降落傘分離，打開發(fā)動機減速后處于懸停狀態(tài)；經(jīng)過對著陸點的探測后平穩(wěn)著陸。若打開驛落傘

至分離前的運動可視為豎直向下運動，則著陸器（）

A.打開降落傘前，只受到氣體阻力的作用

B.打開降落傘至分離前，受到的合力方向豎直向上

C.打開降落傘至分離前，只受到浮力和氣體阻力的作用

D.懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用力與氣體阻力是平衡力

II.如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率匕順時針轉(zhuǎn)動。初速度大小為匕的小物塊從

與傳送帶等高的光滑水平地面上的人處向左滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物

塊在傳送帶上運動的V—圖像（以地面為參考系）如圖乙所示。則（）

甲乙

A./2時刻，小物塊離A處的距離達到最大

B./2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大

C.。~12時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

D.0~4時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

12.如圖甲所示，小物塊4靜上在足夠長的木板3左端，若人與3間動摩擦因數(shù)為必=064與地

面間的動摩擦因數(shù)為必=0.2,假設各接觸面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。某時刻起人受到

產(chǎn)=3,（其中，的單位為s,尸的單位為N）的水平向右的外力作用，測得A與8間摩擦力/隨外力

廠的變化關系如圖乙所示，重力加速度取g=10m/s一則下列判斷正確的是（）

A.48兩物體的質(zhì)量分別為1kg和2kgB.當/=ls時，A、8發(fā)生相對滑動

C.當/=3s時，A的加速度大小為4ni/s?D.B物體運動過程中最大加速度大小為8m&

13.如圖甲所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為M且足夠長的長木板，木板上面置放一個質(zhì)量為小

的小物塊?，F(xiàn)對長木板施加水平向右的拉力尸=3/（N）,兩者運動的。一圖象如圖乙所示，若取重

A.圖線I是小物塊運動的圖象B.小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為0.3

C.長木板的質(zhì)量M=lkgD.小物塊的質(zhì)量〃?=2kg

14.如圖1所示，用一水平外力/推物體，使其靜止在傾角為。的光滑斜面上。逐漸增大F,物體

開始做變加速運動，其加速度。隨尸變化的圖像如圖2所示。取g=10m/s2.根據(jù)圖中所提供的信

息不能計算出的是（）。

圖1

A.物體的質(zhì)量B.斜面的傾角

C.使物體靜止在斜面上時水平外力產(chǎn)的大小D.加速度為6m/s2時物體的速度

6如圖甲所示，48兩個物體靠在一起，靜止在光滑的水平面上，它們的質(zhì)量分別為%=lkg、

mB=3kg,現(xiàn)用水平力自推A,用水平力弓拉從色和乃隨時間，變化關系如圖乙所示，貝心）

A.A4分開之前，A所受的合外力逐漸減小

B./=3s時，A、8分開

C.A4分開前，它們一起運動的位移為6m

D.A、〃分開后，A做減速運動，8做加速運動

二、計算題（共2小題?共25分,按題目要求作答,解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重

要步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

16.（10分）如圖所示，固定在水平面上足夠長的斜面傾角為"質(zhì)量為〃，的小滑塊P固定在斜面

上，P與斜面間的動摩擦因數(shù)為"。某時刻解除對P的固定，小滑塊開始沿斜面滑行，同時對P施

加一個垂直斜面向下的力F,從解除對。的固定開始計時，廠與運動時間成正比，比例系數(shù)為％,

重力加速度為g。求：

（1）小滑塊開始滑行時的加速度大小;

（2）經(jīng)過多長時間尸的速度達到最大。

17.(15分)如圖甲所示，傾角為，=37。的傳送帶以恒定速率逆時針運行，現(xiàn)將一質(zhì)量m=2kg的小

物體輕輕放在傳送帶的A端，物體相對■地面的速度隨時間變化的關系如圖乙所示,2s未物體到達B端.

取沿傳送帶向下為正方向,g=10m/s\sin37°=0.6，求：

(1)物體在傳送帶43兩端間運動的平均速度大小v；

(2)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)得

(3)2s內(nèi)物體機械能的減少量AE.

答案

L答案：A

解析：由牛頓第二定律得：(M+m)gsin37°+JLI(M+m)gcos37°=(M+ni)a；

解得加速度大小為：a=gsin37°+/.igcos37°=10x0.6m/s2+0.25x10x0.8m/s2=8m/s2；

根據(jù)速度-位移關系可得：。-喏=-2以所以上滑的最大距離為：x=-^-=—m=16m,故A正確,

2a2x8

BCD專音誤。

故選：Ao

2.答案：C

解析：當車減速上坡時，加速度方向沿斜坡向下，人的加速度與車的加速度相同,根據(jù)牛頓第二定律知

人的合力方向沿斜面向下，合力的大小不變。人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力，如圖，將加速

度沿豎直方向和水平方向分解,有豎直向下的加速度，則，咫-Fv=叫,故FN<mg，乘客處于失重狀

態(tài)，故ABD錯誤,C正確。

3.答案：C

解析：本題借助禮花煙火為背景考查牛頓第二定律的應用。禮花彈受到豎直向下的重力和阻力，

由牛頓第二定律有，咫+/=〃"，又/=〃?月，得〃=20m/s2,根據(jù)解得〃=90m,根

據(jù)運動學公式有〃二代入數(shù)據(jù)得，=3s,C正確。

2

4.答案：C

解析：本題考查受力分析，牛頓運動定律。如圖所示，對C進行受力分析，由幾何關系可知，

A、8對C的支持力與豎直方句夾角均為30。，原來C處于靜止狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可得

22

FNHsin30=FMsin30,cos30+FNAcos30=mg,SR1m/s<<7<7m/s>故。的加速度大小

為a,根據(jù)牛頓第二定律有&sin30°-乩sin30°=ma,為cos30+F^Bcos30=mg,可見A對

C的支持力減小、B對C的支持力增大，A、B錯誤；當A對C的支持力為零時，根據(jù)牛頓第二定

律可得mgtan30=ma,解得a=^g,C正確，D錯誤。

3

G

5.答案：B

解析：本題考查牛頓運動定律。將。從水平桌面上的。點由靜止釋放時，由牛頓第二定律有

由運動學公式有9片=兀，將。、。的位置對調(diào)，讓〃從水平桌面上的尸點

由靜止釋放時，由牛頓第二定律有〃取-2〃叫=3〃嗎，由運動學公式有3%1=心"，又G=26，

聯(lián)立解得4a。.3,B正確。

6.答案：C

解析：本題以游樂園的升降機為實際情境考查牛頓第二定律的應用、超重和失重。當升降機加速

上升時，游客有向上的加速度，是由重力與升降機對游客支持力的合力提供的，此時升降機對游

客的支持力大于游客的重力，所以游客處于超重狀態(tài)，A錯誤;當升降機減速下降時，游客具有向

上的加速度，同理此時游客也處于超重狀態(tài)，B錯誤；當升驛機減速上升時，游客具有向下的加速

度，是由重力與升降機對游客支持力的合力提供的，所以升降機對游客的支持力小于游客的重力,

此時游客處于失重狀態(tài)，C正確;當升降機加速下降時，游客具有向下的加速度，同理可得此時游

客處于失重狀態(tài)，D錯誤。

7.答案：C

解析：在某段時間內(nèi)覺得雙腳“很受力”，表示人處于超重狀態(tài)，人受到的支持力大于重力，但重力

不變，A、B錯誤；人處于超重狀態(tài)，說明加速度向上，運動可能是向上加速，也可能是向下減速,

C正確，D錯誤。

8.答案：B

解析：電梯靜止不動時小球受力平衡，則，咫=依；電梯運行時彈簧的伸長量比電梯靜止時小，說

明彈力變小了，由牛頓第二定律有，姻-=人也，解得〃=2.5m/s2,方向豎直向下，電梯可能

加速下降，也可能減速上升，乘客處于失重狀態(tài)，選項B正確，八、C錯誤；以乘客為研究對象，

由牛頓第二定律有加g-解得%=375N,根據(jù)牛頓第三定律可知乘客對電梯地板的壓

力大小為375N,故D錯誤。

9.答案：A

解析：開始一段時間內(nèi)，電梯轎廂在曳引繩的作用下勻速下降，轎廂受力平衡；當轎廂與彈簧式

緩沖器接觸后，受到緩沖器對其向上的作用力，轎廂受到的合外力方向向上，所以轎廂立即開始

減速運動，故A正確、B錯誤；當轎廂與彈簧式緩沖器接觸后到最終安全停止，轎廂始終是減速

下降的，加速度方向向上，始終處于超重狀態(tài)，故c錯誤；轎廂、配重與彈簧組成的系統(tǒng)在接觸

過程中機械能守恒，對于轎廂與彈簧組成的系統(tǒng)，在接觸過程中繩子拉力對其做負功，機械能不

守恒，故D錯誤。

10.答案：B

解析：A、在打開降落傘前，著陸器做加速下降，因此除受到氣體阻力的作用外，還受到重力作用,

故A錯誤；

BC、在打開降落傘至分離前，除受到降落傘的拉力和氣體阻力的作用外，還受到重力作莊，因著

陸器向下做減速運動，所以其加速度方向向上，依據(jù)牛頓第二定律，則受到的合力方向豎直向上,

故B正確，C錯誤；

D、若處于懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用力和重力是平衡力，故D錯誤.

故選：Bo

11.答案：B

解析：本題考查傳送帶模型。在。~八時間內(nèi)小物塊向左減速，在乙~，2時間內(nèi)小物塊向右加速，則

外時刻小物塊離A處的距高達到最大，A錯誤；弓時刻前G物塊相對傳送帶向左運動，之后兩者

相對靜止，則G時刻小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大，故B正確；0~J時間內(nèi)，小物塊相

對傳送帶向左運動，受到的摩擦力方向始終向右，且大小不變，故C錯誤；由題圖乙知，在

時間內(nèi)小物塊做勻速直線運動，此時小物塊不受摩擦力作用，故D錯誤。

12.答案：C

解析：本題考查根據(jù)力的圖像分析運動情況。設44兩物體的質(zhì)量分別為碼、W，根據(jù)A與4間

摩擦力，隨外力尸的變化關系可得A與B間滑動摩擦力為6N,B與地面的滑動摩擦力為3N,則

有卬仆g=6N/4（叫+〃4）g=3N,聯(lián)立解得町=1kg,嗎=0.5kg,A錯誤：A、8發(fā)生相對滑動

時，對A有尸'-/A町g=〃竹，對B有〃見+牡）8=〃4〃，聯(lián)立可得戶'=12N,即>=4s,

B錯誤：由B選項分析可知，當1=3s時，4、8相對靜止，一起做勻加速運動，此時外力大小為

6=9N,則有片-〃2（町+S）g=（町+，&）4，代入數(shù)據(jù)可得q=4m/s2,C正確；8物體運動過

程中的最大加速度為〃盟g-必（町+，&g=叫生，代入數(shù)據(jù)可得%=6m/s?,D錯誤。

13.答案:B

解析：根據(jù)圖乙可知，在3s后，物塊與木板開始發(fā)生相對運動，物塊的加速度不變，其大小為

3m/s"所以I是長木板運動的圖象，A錯誤；設小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為〃，根據(jù)

牛頓第二定律可知品="g=3m//,可得〃=0.3,B正確；當r>3s時，以長木板為研究對象，

根據(jù)牛頓第二定律可知尸一〃“？=胸，即K—=可得。=幺/一儂?，其中k=3N/s,

MM

結合圖乙可得M=2kg,在3s內(nèi)，以整體為研究對象，可得b=（歷+加）。，即。結合

M+m

圖乙可得〃?=1kg,CD錯誤。

14.答案：D

解析：對物體受力分析，其受推力、重力、支持力，如圖所示。工方向有bCOS夕一咫sin〃=〃也)，

方向有為一萬sine-mgcos6=0；從〃一尸圖像中取兩個點(2()N,2m/s?),(30N,6m/s2),代入解

得m=2kg,0=37°,A、B兩項可以算出；當。=0時，可解得〃=15N,C項可以算出：題中

并未說明力/隨時間變化的情況，故無法求出加速度為6m/Y時物體的速度大小，D項不可以算出。

15.答案：C

解析：由題圖乙可得用=9-3?N),?；=3+3/(N),在AB未分開的過程中，整體所受合外力水

平向右，且大小不變，恒定為5+6,=12N,則A4分開之前，它們一直做勻加速運動.A所受

的合外力不變，勻加速運動的加速度〃=用=3m//,A錯誤；43分開時滿足二者加速度

叫十“

相同，且彈力為零，故芻~=3m/s2,解得/=2s,B錯誤；43分開前，它們一起運動的位移

心

x=-?r=lx3x22m=6m,C正確；分開后的1s內(nèi)人仍然受到向右的推力，所以人仍然做加速

22

運動，在f=3s后A不受推力，4將做勻速直線運動，3一直受到向右的拉力而做加速運動，D錯