4.5 牛顿运动定律的案例分析知识点题库

如图所示，水平面B点以左是光滑的，B点以右是粗糙的，质量为m₁和m₂的两个小物块，在B点以左的光滑水平面上相距L ，以相同的速度向右运动。它们先后进入表面粗糙的水平面后，最后停止运动。它们与粗糙表面的动摩擦因数相同，静止后两个质点的距离为x，则有（）

A . 若 $\text{[math]}$ x>L B . 若m₁=m₂x=L C . 若m₁<m₂x>L D . 无论m₁、m₂大小关系如何，都应该x=0

一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是（g=10m/s2）（）

A . 2.5m/s² B . 7.5m/s² C . 10m/s² D . 12.5m/s²

如图，质量为m_B的滑块B置于水平地面上，质量为m_A的滑块A在一水平力F作用下紧靠滑块B（A、B接触面竖直）．此时A、B均处于静止状态．已知A与B间的动摩擦因数为μ₁ ， B与地面间的动摩擦因数为μ₂ ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．重力加速度为g．则下列说法正确的是（）

A . F≤ $\text{[math]}$ B . F≥μ₂（m_A+m_B）g C . $\text{[math]}$ ≤ $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ≥ $\text{[math]}$

一个质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图所示．用F表示质点所受的合外力，x表示质点的位移，如图所示四个选项中可能正确的是（）

A .

B .

C .

D .

一架总质量为M的飞机，以速率v在空中的水平面上做半径为r的匀速圆周运动，重力加速度为g，则空气对飞机作用力的大小等于（）

A . M $\text{[math]}$ B . M $\text{[math]}$ C . M $\text{[math]}$ D . Mg

某公路上行驶的两汽车之间的安全距离x=120m，当前车突然停止时，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t₀=1s，汽车以v=20m/s的速度匀速行驶，刹车后加速度大小为a=5m/s² ，取g=10m/s² ．求：

（1）刹车后汽车减速运动时间；
（2）轮胎与路面间动摩擦因数；
（3）汽车安全行驶的最大速度．

如图所示，在光滑的水平地面上，相距L=10m的A、B两个小球均以v₀=10m/s向右运动，随后两球相继滑上倾角为30°的足够长的光滑斜坡，地面与斜坡平滑连接，取g=10m/s² ．求：A球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇．

把一个质量m=2kg的物体放在水平面上，用F=12N的水平拉力使物体从静止开始运动，物体与水平面间的摩擦因数为μ=0.2．物体运动t=2s撤去拉力，g取10m/s² ．试求：

（1） 2s末物体的瞬时速度；
（2）撤去拉力后物体在水平面上还能滑行的最大距离．

如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m，选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图所示．g=10m/s² ， sin37°=0.60，cos37°=0.80．则（）

A . 物体的质量m=2kg B . 物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40 C . 物体上升过程的加速度大小a=10m/s² D . 物体回到斜面底端时的动能E_k=10J

关于物理学研究中使用的主要方法，以下说法不正确的是（　）

A . 在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时，应用了控制变量法 B . 在利用速度﹣时间图象推导匀变速直线运动的位移时间公式时，使用的是微元法 C . 用质点代替物体，应用的是理想化模型法 D . 伽利略在利用理想实验探究力和运动的关系时，使用的是等效替代法

在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施可行的是( )

A . 减小两杆之间的距离 B . 增大两杆之间的距离 C . 减少每次运送瓦的块数 D . 增多每次运送瓦的块数

如图所示，一物体从光滑固定斜面顶端由静止开始下滑。已知物体的质量 $\text{[math]}$ ，斜面的倾角 $\text{[math]}$ ，斜面长度 $\text{[math]}$ ，取重力加速度 $\text{[math]}$ 求：

（1）物体沿斜面由顶端滑到底端所用的时间；
（2）物体滑到斜面底端时的动能；
（3）在物体下滑的全过程中支持力对物体的冲量。

民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机外，一般还配有紧急出口．发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个气囊(由斜面部分AC和水平部分CD构成)，机舱中的人可沿该气囊滑行到地面上来，如图所示．某机舱离气囊底端的竖直高度AB＝3.0 m，气囊构成的斜面长AC＝5.0 m，AC与地面之间的夹角为θ.斜面部分AC和水平部分CD平滑连接．一个质量m＝60 kg的人从气囊上由静止开始滑下，最后滑到水平部分上的E点静止，已知人与气囊之间的动摩擦因数为μ＝0.55.不计空气阻力g＝10 m/s².求人从A点开始到滑到E点所用的时间．

如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。图乙中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是(　　)

A .

B .

C .

D .

一小滑块从斜面上A点由静止释放，经过时间3 $\text{[math]}$ 到达B处，在4 $\text{[math]}$ 时刘滑块运动到水平面的C点停止，滑块与斜面和水平面间的动摩擦因数相同。已知滑块在运动过程中与接触面间的摩擦力大小与时间的关系如图所示，设滑块运动到B点前后速率不变。以下说法中正确的是( )

A . 滑块在斜面和水平面上的位移大小之比为9：4 B . 滑块在斜面和水平面上的加速度大小之比为1：3 C . 斜面的倾角为45° D . 滑块与斜面的动摩擦因数 $\text{[math]}$

如图所示，两个等腰直角三角形斜劈A、B，质量均为m，在水平力F₁、F₂作用下静止在桌面边缘，各接触面均光滑，重力加速度为g，下列判断正确的是（）

A . A，B之间的弹力大小等于mg B . 同时撤去F₁、F₂瞬间，A对桌面的压力等于2mg C . 同时撤去F₁、F₂瞬间，A，B水平方向的加速度大小相等 D . F₁、F₂大小相等，同时增大或者减小时斜劈仍静止

如图所示，静止在光滑水平面上的斜面体，质量为M，倾角为α，其斜面上有一静止的滑块，质量为m，重力加速度为g．现给斜面体施加水平向右的力使斜面体加速运动，若要使滑块做自由落体运动，图中水平向右的力F的最小值为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . Mg

一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。

令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h₀=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h₀下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=m/s²（保留3位有效数字）。

从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s²。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=m/s²（保留3位有效数字）。

可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：。

如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度（）

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A . 变大 B . 不变 C . 变小 D . 先变大后变小

如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面体固定在水平面上，斜面上 $\text{[math]}$ 两个位置之间的距离为2 m，第一次用沿斜面向上、大小为 $\text{[math]}$ 的力把质量为0.5kg的物体由静止从 $\text{[math]}$ 处拉到 $\text{[math]}$ 处，所用时间为1s;第二次用水平向右、大小为 $\text{[math]}$ 的力作用在物体上，物体仍由A处从静止沿斜面向上运动，一段时间后撤去外力，物体运动到B处时速度刚好减为零。已知 $\text{[math]}$ ，不计物体大小，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求:

图片_x0020_100017

（1）物体与斜面间的动摩擦因数;
（2）物体第二次从 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ 的过程，水平力F'的作用时间。(结果可保留根式)

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