4 牛顿运动定律的案例分析知识点题库

如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2 m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为（）

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

如图所示，悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角，则小车可能的运动情况是（）

A . 向右匀速运动 B . 向右减速运动 C . 向左加速运动 D . 向左减速运动

如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，一个质量为m的物块置于木板上．木板与物块间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ．现用一水平恒力F向右拉木板，使木板和物块体共同向右做匀加速直线运动，物块与木板保持相对静止．已知重力加速度为g．下列说法正确的是（）

A . 木板与物块间的摩擦力大小等于0 B . 木板与桌面间的摩擦力大小等于F C . 木板与桌面间的摩擦力大小等于μMg D . 木板与桌面间的摩擦力大小等于μ（ M+m ）g

如图所示，物体以一定的初速度在粗糙斜面上向上滑行过程中，关于物体的受力情况，下列说法中正确的是（）

A . 物体受到重力、斜面支持力 B . 物体受到重力、斜面支持力、沿斜面向下的摩擦力 C . 物体受到重力、斜面支持力、沿斜面向上的冲力 D . 物体受到重力、斜面支持力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力

如图所示，质量为2kg的金属块放在水平地面上，在大小为20N、方向与水平方向成37°角的斜向上拉力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动．已知金属块与地面间的动摩擦因数μ=0.5，力F持续作用2s后撤去．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s²）．求：

（1）在F作用下，金属块的加速度为多大？
（2）撤去F瞬间，金属块的速度为多大？
（3）金属块在地面上总共滑行了多远？

有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的内侧壁高速行驶，做匀速圆周运动．如图所示中虚线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h．下列说法中正确的是（）

A . h越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B . h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 C . h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大 D . h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大

如图甲所示，有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木块右端放的一小滑块，小滑块质量为m=1kg，可视为质点．现用水平恒力F作用在木板M右端，恒力F取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，两者的a﹣F图象如图乙所示，取g=10m/s² ．求：

（1）小滑块与木板之间的滑动摩擦因数，以及木板与地面的滑动摩擦因数．
（2）若水平恒力F=27.8N，且始终作用在木板M上，当小滑块m从木板上滑落时，经历的时间为多长．

如图所示的一种蹦床运动，图中水平虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时刻时刻的位置，C为运动员的最低点，不考虑空气阻力，运动员从A下落到C的过程中速度最大的位置为（）

A . A点 B . B点 C . C点 D . B、C之间

一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图所示，其中0﹣s₁过程的图线为曲线，s₁﹣s₂过程的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是（　　）

A . 0﹣s₁过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小 B . s₁﹣s₂过程中物体可能在做匀速直线运动 C . s₁﹣s₂过程中物体可能在做变加速直线运动 D . 0﹣s₁过程中物体的动能可能在不断增大

在行车过程中，遇到紧急刹车，乘员可能受到伤害．为此人们设计了如图所示的安全带以尽可能地减轻猛烈碰撞．假定乘客质量为50kg，汽车车速为108km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的作用力大小最接近（）

A . 50N B . 300N C . 800N D . 1080N

一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v₀=12m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关．某时刻，车厢脱落，并以大小为a=2m/s²的加速度减速滑行．在车厢脱落t=3s后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍．假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离．

起重机的吊钩下挂着质量为m的木箱，如果木箱以大小为a的加速度匀减速下降了高度h，则起重机对木箱所做的功为( )

A . m(g＋a)h B . m(g－a)h C . －m(g＋a)h D . －m(g－a)h

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图甲所示为实验装置简图。（交流电的频率为50 Hz）

（1）这个实验（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（2）砂桶和砂的质量m小车的质量M。
（3）图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s²。
（4）保持小盘及盘中砝码的质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车的加速度a与小车质量m及对应的 $\text{[math]}$ 的数据如下表：
请在下图所示的坐标纸中画出a- $\text{[math]}$ 的图象，并由图象求出小车的加速度a与质量的倒数 $\text{[math]}$ 之间的关系式是。

某同学设计如图甲所示装置测量木块与水平桌面之间的动摩擦因数。

打点计时器固定在水平桌面左端纸带穿过打点计时器连接在木块上，木块在细线的作用下拖着纸带运动打点计时器打出的部分纸带如图乙所示已知乙图中纸带右端连接木块，A、B、C……I、J为计数点相邻两计数点间有4个计时点未画出，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，取重力加速度g=10m/s²。

（1）下列实验操作或分析中正确的一项是_____。

A . 实验中必须测出钩码释放时离地的高度 B . 实验中应先释放木块再启动打点计时器 C . 实验中必须保证钩码的质量远小于木块的质量 D . 钩码落地发生在打点计时器打出 E . F两点的时刻之间
（2）用题中所给数据求木块与桌面间的动摩擦因数应选取(选填"AE"或"F")段纸带进行计算，由此测得木块与桌面间的动摩擦因数u=(结果保留两位有效数字)

滑雪运动中当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板和雪地之间形成暂时的“气垫”从而减小雪地对滑雪板的摩擦，然后当滑雪板的速度较小时，与雪地接触时间超过某一时间就会陷下去，使得它们间的摩擦阻力增大。假设滑雪者的速度超过4m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会从0.25变为0.125．一滑雪者从倾角为θ＝37°斜坡雪道的某处A由静止开始自由下滑，滑至坡底B处（B处为一长度可忽略的光滑小圆弧）后又滑上一段水平雪道，最后停在水平雪道BC之间的某处。如图所示，不计空气阻力，已知AB长14.8m，取g＝10m/s² ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化时（即速度达到4m/s）所经历的时间；
（2）滑雪者到达B处的速度；
（3）滑雪者在水平雪道上滑行的最大距离。

A、B两物体的质量之比m_A︰m_B=2︰1，它们以相同的初速度v₀在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示。那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比F_A︰F_B与A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比W_A︰W_B分别为（）

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A . 4︰1，2︰1 B . 2︰1，4︰1 C . 1︰4，1︰2 D . 1︰2，1︰4

一个小球以12m/s的速度冲上一个足够长的斜面，当它再次返回斜面底端时速度大小为8m/s，若小球上滑和下滑阶段均为匀变速直线运动，下列说法正确的是（）

A . 小球在上滑和下滑阶段运动时间之比为3:2 B . 小球在上滑和下滑阶段运动位移大小之比为3:2 C . 小球在上滑和下滑阶段运动平均速度大小之比为2:3 D . 小球在上滑和下滑阶段运动加速度大小之比为9:4

如图,在海滨游乐场里有一种滑沙运动。某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37∘(sin37∘=0.6,cos37∘=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s².求：