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牛顿运动定律 训练题
一、选择题（本题共15个小题，每题5分，共75分）
1.滑雪是冬奥会的比赛项目之一.如图所示，若滑板和运动员以初速度 冲上倾角为
足够长的滑雪轨道，已知滑板的质量为2 kg，运动员质量为 ，滑板与斜坡间动摩
擦因数 ，不计空气阻力，重力加速度g取 ， ， ，则运动员沿
斜坡上滑的最大距离为( )
A.16 m B.6 m C.8 m D.10 m
2.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而
自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作
用)( )
A.处于超重状态 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.所受合力竖直向上
3.如图所示，在重大节日或活动现场会燃放大型的礼花烟火。假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时
的初速度大小是60 m/s，上升过程中所受的阻力大小始终与自身重力相等，重力加速度g取
，则礼花弹从射出到最高点所用的时间和离地面的距离分别为( )
A.6 s，90 m B.3 s，180 m C.3 s，90 m D.6 s，180 m
4.如图所示，一辆货车运载着相同大小的光滑的圆柱形空油桶，在车厢底，一层油桶平整排列，相
互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶C，自由地摆放在 之间，和货车一起保持静止。
重力加速度为g，当C与车共同向左加速时( )A.A对C的支持力增大
B.B对C的支持力不变
C.当向左的加速度大小达到 时，C将脱离A
D.当向左的加速度大小达到 时，C将脱离A
5.如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接质量为m的物块a，另一端连接质量为 的物块
b。将a从水平桌面上的P点由静止释放，经过时间 运动到Q点，此时b仍在空中；再将 的
位置对调，让b从水平桌面上的P点由静止释放，经过时间 运动到Q点。已知 ， 与
水平桌面间的动摩擦因数相同，且 均可视为质点，则该动摩擦因数最接近( )
A.0.2 B.0.3 C.0.5 D.0.7
6.游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的
是( )
A.当升降机加速上升时，游客处于失重状态 B.当升降机减速下降时，游客处于失重状态
C.当升降机减速上升时，游客处于失重状态 D.当升降机加速下降时，游客处于超重状态
7.湖南省张家界武陵源风景区内有一座建造在悬崖上的观光电梯，如图所示。假如你站在该观光电
梯内，某段时间内你感觉到双脚“很受力”，下列说法正确的是( )
A.一定是你的重力变大了 B.你可能正处于失重状态
C.电梯可能处于下行阶段 D.电梯一定正在加速运行
8.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50
kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，已知重力加
速度 ，由此可判断( )A.电梯可能加速下降，加速度大小为 B.电梯可能减速上升，加速度大小为
C.乘客处于超重状态 D.乘客对电梯地板的压力大小为625 N
9.如图所示为曳引式电梯的结构示意图，电梯井道底部的弹簧式缓冲器与电梯轿厢的中心线重合。
在某次电梯的安全性能测试中，电梯轿厢在曳引绳的作用下匀速下降，接触弹簧式缓冲器，并最
终安全停止。下列说法正确的是( )
A.轿厢与弹簧式缓冲器接触后立即开始减速
B.轿厢与弹簧式缓冲器接触后，先加速后减速
C.轿厢与弹簧式缓冲器接触后始终处于失重状态
D.轿厢与弹簧组成的系统在接触过程中机械能守恒
10.2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层290 s的减速，速
度从 减为 ；打开降落伞后，经过90 s速度进一步减为 ；与
降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞
至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器( )
A.打开降落伞前，只受到气体阻力的作用
B.打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上
C.打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用
D.悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
11.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率 顺时针转动。初速度大小为 的小物块从
与传送带等高的光滑水平地面上的A处向左滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物
块在传送带上运动的 图像（以地面为参考系）如图乙所示。则( )A. 时刻，小物块离A处的距离达到最大
B. 时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
12.如图甲所示，小物块A静止在足够长的木板B左端，若A与B间动摩擦因数为 与地面
间的动摩擦因数为 ，假设各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。某时刻起A受到
（其中t的单位为s，F的单位为N）的水平向右的外力作用，测得A与B间摩擦力f随外力
F的变化关系如图乙所示，重力加速度取 ，则下列判断正确的是( )
A. 两物体的质量分别为1 kg和2 kg B.当 时， 发生相对滑动
C.当 时，A的加速度大小为 D.B物体运动过程中最大加速度大小为
13.如图甲所示，在光滑的水平面上有一质量为M且足够长的长木板，木板上面叠放一个质量为m
的小物块。现对长木板施加水平向右的拉力 ，两者运动的 图象如图乙所示，若取重
力加速度 ，则下列说法正确的是( )
A.图线I是小物块运动的 图象 B.小物块与长木板间的动摩擦因数为0.3
C.长木板的质量 D.小物块的质量
14.如图1所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。逐渐增大F，物体开
始做变加速运动，其加速度a随F变化的图像如图2所示。取 。根据图中所提供的信息
不能计算出的是( )。A.物体的质量 B.斜面的倾角
C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小 D.加速度为 时物体的速度
15.如图甲所示， 两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为
、 ，现用水平力 推A，用水平力 拉B， 和 随时间t变化关系如图乙所示，则(
)
A. 分开之前，A所受的合外力逐渐减小
B. 时， 分开
C. 分开前，它们一起运动的位移为6 m
D. 分开后，A做减速运动，B做加速运动
二、计算题（共2小题 ，共25分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重
要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16.（10分）如图所示，固定在水平面上足够长的斜面倾角为θ，质量为m的小滑块P固定在斜面
上，P与斜面间的动摩擦因数为μ。某时刻解除对P的固定，小滑块开始沿斜面滑行，同时对P施
加一个垂直斜面向下的力F，从解除对P的固定开始计时，F与运动时间成正比，比例系数为k，
重力加速度为g。求：
（1）小滑块开始滑行时的加速度大小；
（2）经过多长时间P的速度达到最大。17.（15分）如图甲所示,倾角为 的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量 的小
物体轻轻放在传送带的A端,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,2 s未物体到达B
端.取沿传送带向下为正方向, ,求:
(1)物体在传送带 两端间运动的平均速度大小v；
(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;
(3)2 s内物体机械能的减少量 .答案
1.答案：A
解析：由牛顿第二定律得： ；
解得加速度大小为： ；
根据速度-位移关系可得： 所以上滑的最大距离为： ，故A正
确，BCD错误。
故选：A。
2.答案：C
解析：当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度与车的加速度相同,根据牛顿第二定律知
人的合力方向沿斜面向下,合力的大小不变。人受重力、支持力和水平向左的静摩擦力,如图,将加速
度沿竖直方向和水平方向分解,有竖直向下的加速度,则 ,故 ,乘客处于失重状
态,故ABD错误,C正确。
3.答案：C
解析：本题借助礼花烟火为背景考查牛顿第二定律的应用。礼花弹受到竖直向下的重力和阻力，
由牛顿第二定律有 ，又 ，得 ，根据 ，解得 ，根
据运动学公式有 ，代入数据得 ,C正确。
4.答案：C
解析：本题考查受力分析，牛顿运动定律。如图所示，对C进行受力分析，由几何关系可知，
对C的支持力与竖直方向夹角均为30°，原来C处于静止状态，根据平衡条件可得
， ，即 ，故C的加速度大小
为a，根据牛顿第二定律有 ， ，可见A对C
的支持力减小、B对C的支持力增大，A、B错误；当A对C的支持力为零时，根据牛顿第二定律
可得 ，解得 ，C正确，D错误。5.答案：B
解析：本题考查牛顿运动定律。将a从水平桌面上的P点由静止释放时，由牛顿第二定律有
，由运动学公式有 ，将 的位置对调，让b从水平桌面上的P点由
静止释放时，由牛顿第二定律有 ，由运动学公式有 ，又 ，联
立解得 ，B正确。
6.答案：C
解析：本题以游乐园的升降机为实际情境考查牛顿第二定律的应用、超重和失重。当升降机加速
上升时，游客有向上的加速度，是由重力与升降机对游客支持力的合力提供的，此时升降机对游
客的支持力大于游客的重力，所以游客处于超重状态，A错误;当升降机减速下降时，游客具有向
上的加速度，同理此时游客也处于超重状态，B错误；当升降机减速上升时，游客具有向下的加速
度，是由重力与升降机对游客支持力的合力提供的，所以升降机对游客的支持力小于游客的重
力，此时游客处于失重状态，C正确;当升降机加速下降时，游客具有向下的加速度，同理可得此
时游客处于失重状态，D错误。
7.答案：C
解析：在某段时间内觉得双脚“很受力”，表示人处于超重状态，人受到的支持力大于重力，但
重力不变，A、B错误；人处于超重状态，说明加速度向上，运动可能是向上加速，也可能是向下
减速，C正确，D错误。
8.答案：B
解析：电梯静止不动时小球受力平衡，则 ；电梯运行时弹簧的伸长量比电梯静止时小，说
明弹力变小了，由牛顿第二定律有 ，解得 ，方向竖直向下，电梯可能
加速下降，也可能减速上升，乘客处于失重状态，选项B正确，A、C错误；以乘客为研究对象，
由牛顿第二定律有 ，解得 ，根据牛顿第三定律可知乘客对电梯地板的压
力大小为375 N，故D错误。
9.答案：A
解析：开始一段时间内，电梯轿厢在曳引绳的作用下匀速下降，轿厢受力平衡；当轿厢与弹簧式
缓冲器接触后，受到缓冲器对其向上的作用力，轿厢受到的合外力方向向上，所以轿厢立即开始
减速运动，故A正确、B错误；当轿厢与弹簧式缓冲器接触后到最终安全停止，轿厢始终是减速
下降的，加速度方向向上，始终处于超重状态，故C错误；轿厢、配重与弹簧组成的系统在接触
过程中机械能守恒，对于轿厢与弹簧组成的系统，在接触过程中绳子拉力对其做负功，机械能不守恒，故D错误。
10.答案：B
解析：A、在打开降落伞前，着陆器做加速下降，因此除受到气体阻力的作用外，还受到重力作
用，故A错误；
BC、在打开降落伞至分离前，除受到降落伞的拉力和气体阻力的作用外，还受到重力作用，因着
陆器向下做减速运动，所以其加速度方向向上，依据牛顿第二定律，则受到的合力方向竖直向
上，故B正确，C错误；
D、若处于悬停状态中，发动机喷火的反作用力和重力是平衡力，故D错误。
故选：B。
11.答案：B
解析：本题考查传送带模型。在 时间内小物块向左减速，在 时间内小物块向右加速，则
时刻小物块离A处的距离达到最大，A错误； 时刻前小物块相对传送带向左运动，之后两者
相对静止，则 时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确； 时间内，小物块相
对传送带向左运动，受到的摩擦力方向始终向右，且大小不变，故C错误；由题图乙知，在
时间内小物块做匀速直线运动，此时小物块不受摩擦力作用，故D错误。
12.答案：C
解析：本题考查根据力的图像分析运动情况。设 两物体的质量分别为 ，根据A与B间
摩擦力f随外力F的变化关系可得A与B间滑动摩擦力为6 N，B与地面的滑动摩擦力为3 N，则有
，联立解得 ，A错误； 发生相对滑动
时，对A有 ，对B有 ，联立可得 ，即
，B错误；由B选项分析可知，当 时， 相对静止，一起做匀加速运动，此时外力大小
为 ，则有 ，代入数据可得 ，C正确；B物体运动
过程中的最大加速度为 ，代入数据可得 ，D错误。
13.答案：B
解析：根据图乙可知，在3 s后，物块与木板开始发生相对运动，物块的加速度不变，其大小为
，所以I是长木板运动的 图象，A错误；设小物块与长木板间的动摩擦因数为μ，根据
牛顿第二定律可知 ，可得 ，B正确；当 时，以长木板为研究对象，
根据牛顿第二定律可知 ，即 ，可得 ，其中 ，
结合图乙可得 ，在3 s内，以整体为研究对象，可得 ，即 ，结合
图乙可得 ，CD错误。
14.答案：D解析：对物体受力分析，其受推力、重力、支持力，如图所示。x方向有
方向有 ；从 图像中取两个点 ， ，代入解
得 ， ，A、B两项可以算出；当 时，可解得 ，C项可以算出；题中
并未说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为 时物体的速度大小，D项不可以算
出。
15.答案：C
解析：由题图乙可得 ， ，在 未分开的过程中，整体所受合外力水
平向右，且大小不变，恒定为 ，则 分开之前，它们一直做匀加速运动，A所受
的合外力不变，匀加速运动的加速度 ，A错误； 分开时满足二者加速度
相同，且弹力为零，故 ，解得 ，B错误； 分开前，它们一起运动的位移
，C正确；分开后的1 s内A仍然受到向右的推力，所以A仍然做加速
运动，在 后A不受推力，A将做匀速直线运动，B一直受到向右的拉力而做加速运动，D错
误.
16.答案：（1）
（2）
解析：本题以滑块在斜面上的运动为情境考查牛顿第二定律的应用。
（1）解除对P的固定时，P受到重力 、斜面的支持力和摩擦力，
对P，根据牛顿第二定律有 ，
解得 。
（2）根据题意有 ，随着时间t的增大，F增大，小滑块对斜面的压力增大，即斜面对小滑块
的支持力增大，小滑块所受的滑动摩擦力增大，小滑块做初速度为零，加速度减小的加速运动，
合外力等于零之后，随着F的增大，小滑块做减速运动直到停止，
由此可知合外力为零时小滑块的速度最大，设此时经过时间为 ，有，
解得 。
17.答案：(1)8 m/s
(2)0.5
(3)48 J
解析：(1)由 图像的面积规律可知传送带 间的距离L
即为 图线与t轴所围的面积,所以 ,代入数值得 ,由平均速度的定义得
.
(2)由 图像可知传送带运行速度为 ,0~1 s内物体的加速度为
，
根据牛顿第二定律得 ，
联立解得 .
(3)0~2 s内物体向下运动的位移 ,
物体下降的高度 ,
物体机械能的变化量 ,负号表示机械能减小.
