4.5牛顿运动定律的应用 同步练习——2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.5牛顿运动定律的应用 同步练习——2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 230.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-16 19:19:21 | ||
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文档简介
吉林省通榆县第一中学2021-2022学年度高一上学期物理必修一第四章运动与力的关系4.5牛顿运动定律的应用
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分,共28分）
如图所示，车厢顶棚用细线悬挂一个小球，车上平放一个木箱，小车沿水平面向右做匀加速直线运动过程中，细线与竖直方向的夹角保持为，木箱相对小车静止，重力加速度为，根据以上信息可求得
A. 小车的加速度 B. 细线上的拉力
C. 悬挂小球的质量 D. 木箱受到的摩擦力
如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的点，自由伸长到点今用一小物体把弹簧压缩到点，然后释放，小物体能运动到点静止，物体与水平地面高的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是
A. 物体从到速度越来越大，从到速度越来越小
B. 物体从到速度越来越小，从到加速度不变
C. 物体从到先加速后减速，从到一直减速运动
D. 物体在点受合外力为零
设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力和其速度成正比，则雨滴的运动情况是
A. 先加速，最后静止 B. 自由落体运动
C. 先加速后减速直至匀 D. 先加速后匀速
在天花板下方悬挂了两个小球，，其中与天花板间以细线连接，与间以弹簧连接，，质量分别为、，二者相对静止，某一时刻将细线烧断，在细线烧断的瞬间，关于小球、的分析正确的是重力加速度取( )
A. 弹簧的弹力大小不变 B. 这一瞬间弹簧的弹力为
C. 小球的加速度为 D. 小球的加速度为
一个质量为的物体，在粗糙水平面上受到水平推力的作用，产生的加速度大小为，当水平推力变为时，则物体的加速度
A. 小于 B. 大于 C. 等于 D. 大于小于
如图甲所示，地面上有一质量为的物体，用力向上提它，力变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中错误的是
A. 当小于图中点对应的值时，物体所受的重力，物体不动
B. 图中点对应的值为物体所受的重力值
C. 物体向上运动的加速度和力成正比
D. 图线反向延长线和纵轴的交点对应的值的绝对值等于该地的重力加速度
放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力的作用，的大小与时间的关系如图甲所示，物块速度与时间的关系如图乙所示．取重力加速度由这两个图象可以求得物块的质量和物块与地面之间的动摩擦因数分别为
A. ， B. ， C. ， D. ，
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分,选不全3分,共18分）
如图甲所示，足够长的木板静置于光滑水平面上，其上放置小滑块小滑块受到随时间变化的水平拉力作用时，用传感器测出小滑块的加速度，得到如图乙所示的图象，已知取，则
A. 小滑块的质量为
B. 木板的质量为
C. 当 时木板加速度为
D. 小滑块与木板间动摩擦因数为
如图所示，质量分别为、的物体，，用轻绳连接后同时无初速放在倾角为的光滑斜面上，轻绳与斜面平行，重力加速度为，在物体下滑过程中
A. 物体的加速度大小为 B. 物体的加速度大小为
C. 轻绳的张力大小为 D. 轻绳的张力
如图甲所示，倾斜的传送带沿逆时针匀速转动，一个物块放在传送带上端点，由静止开始向下运动，在传送带上从运到的图象如图乙所示，重力加速度，则( )
A. 传送带的运转速度大小为
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为
C. A、间的距离为
D. 若传送带沿顺时针匀速转动，物块放在端后不可能沿传送带下滑
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
某探究学习小组的同学要测量滑板与滑块间的动摩擦因数，他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置，将质量为的滑块放在倾斜滑板上，为位移传感器，它能将滑块到传感器的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示出滑块的速率时间图象．先给滑块一个沿滑板向上的初速度，得到的速率时间图象如图乙所示，已知滑板和传感器始终静止不动，重力加速度．
滑块上滑时加速度的大小为________，下滑时加速度的大小为________．
滑板与滑块间的动摩擦因数为________．
某同学要测量木块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图所示的实验装置，将长木板放在水平桌面上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬吊重物，重力加速度取。
将木块靠近打点计时器，调节________高度，使连接木块的细线与长木板平行，接通电源，释放木块，当木块在长木板上运动一段距离时，剪断连接重物的细线，结果打出的纸带如图所示。由此可知，木块加速运动的加速度大小________，木块与木板间的动摩擦因数________。结果均保留位有效数字，打点计时器所用交流电频率为
若木块的质量为，则悬挂的重物的质量________。
计算题（本大题共4小题，共40分）
有一种悬浮足球如图所示，其内部有一个风机可以从足球上方吸入空气并从底部将空气排出，从而让足球获得一个向上的力，使它恰好悬浮在空中。已知该足球质量为，悬停在地面上方，现对它施加一个的水平力，经过后撤去水平力，在运动过程中空气阻力恒为，求悬浮足球：
在水平力作用下产生的加速度大小；
经过通过的位移；
从开始运动到最终停下所经过的总时间？
一位工人在水平道路上推一辆运料车，车的质量为，所用的水平推力为，产生的加速度为，设运料车受到的阻力不变，已知重力加速度。求：
运料车受到的阻力多大；
车的速度为时，工人撤去水平推力，求车的加速度；
从车速为撤去水平推力开始计时，求第末车的速度。
质量为的物体静止在与水平面成角、足够长的粗糙斜面的底端，在内受平行斜面向上的拉力的作用，末撤去拉力，物体减速为其运动的图象如图所示，取，，试求：
在内物体的位移大小；
物体的加速度及摩擦力的大小；
物体的加速度及所受推力的大小．
如图甲所示是工厂里通过某装置把货物由水平的平台输送到车上的情景，该装置可以简化为如图乙所示的模型。由于电路出现故障，现在工人将货物由固定平台运送到汽车上。图乙中倾斜平面与水平面的夹角，倾斜平面长，货物与平台水平面间的动摩擦因数、与倾斜平面间的动摩擦因数。现在工人把距斜面底端的距离处的货物用水平力由静止推至斜面底端，然后撤去力，不计货物运动到平台水平面与倾斜平面间衔接处的能量损失。已知货物的质量为，取。
求货物到达斜面底端的瞬时速度。
判断货物能否被送上汽车，若不能，求货物能上升的最大高度。
参考答案
1.【答案】
解析：、以小球为研究对象，由牛顿第二定律得： 两式联立解得：，故A正确；
B、因不知道小球的质量，所以无法求出细线上的拉力，故B错误；
C、只知道细线与竖直方向的夹角保持为，无法求出小球的质量，故C错误；
D、由牛顿第二定律知木箱受到的摩擦力，但未知，所以无法求解。故D错误；故选：。
2.【答案】
解析物体从到运动的过程中，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，加速度方向向右，物体做加速度运动，当弹簧的弹力与摩擦力相等时，加速度为零，然后弹簧的弹力小于摩擦力，加速度方向向左，物体做减速运动，所以从到先加速后减速。在间某点合力为零。故A、、D错误，C正确。故选C。
3.【答案】
解析由题意知，初始阶段由牛顿第二定律知：，加速度使速度增大，速度增大空气阻力增大，合力减小，加速度减小，当加速度减为零时，速度不再变化，雨滴匀速下落，故D正确，ABC错误。故选D。
4.【答案】
解析细线烧断的瞬间，弹簧的两端仍与两球连接，弹簧长度未变，故弹簧的弹力不会突变，故A正确，B错误；
细线烧断之前，由平衡条件可得弹簧的弹力与球的重力平衡，即有，细线烧断的瞬间，对球受力分析，根据牛顿第二定律有：，对球受力分析，由牛顿第二定律有：，故CD错误。故选A。
5.【答案】
解析设物体所受的滑动摩擦力大小为，当推力变为时物体的加速度为根据牛顿第二定律得：
则，即故选：。
6.【答案】
解析当时，物体静止，A正确
当时，能将物体提离地面，此时，，与不成正比，点表示的意义为，B正确，C错误
D.直线的斜率为，点对应的值的绝对值为，D正确．
7.【答案】
解析由图可知，物块匀速运动，有。
在内物块做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得，
将、及代入解得。
由动摩擦力公式得，故A正确，BCD错误。故选A。
8.【答案】
解析A、对滑块：
当等于时，滑块的加速度为：，即：
当等于时，滑块的加速度为：，即：
联立可得滑块的质量：，与之间的摩擦力故A错误；
B、对进行受力分析，当拉力为时，加速度等于，则：
代入数据得：，即可木板的质量是故B正确；
C、由图可知，当拉力大于后二者即发生相对运动，所以当时木板加速度仍然为 故C正确；
D、与之间的摩擦力：
所以：故D错误．故选：。
9.【答案】
解析对整体，根据牛顿第二定律得，故A错误，B正确；
假设轻绳的张力为
对，由牛顿第二定律得
解得，故C错误，D正确。故选BD。
10.【答案】
解析由图可知，传送带运转的速度大小为，
物块在前的加速度为：，后的加速度为：，
物块在前受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：
物块在后受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得： ，
联立解得：，；故AB正确；
C.根据图象的面积可知：间的距离为，故C错误；
D.由于，因此若传送带沿顺时针匀速转动，物体放在段后仍能沿传送带下滑，故D错误；故选：。
11.【答案】；；
解析 图象的斜率表示加速度，上滑的加速度大小为：；
下滑的加速度大小为：．
上滑过程中，根据牛顿第二定律得：
上滑时：，
下滑时：，
解得：．
故答案为：；；。
12.【答案】定滑轮或滑轮；；；。
解析：调节定滑轮高度，使连接木块的细线与长木板平行，由图知，物块运动的加速度为：，细线断后，木块做匀减速运动的加速度大小，细线断后，木块只受摩擦力的作用，用表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：，代入数据解得：；
若木块的质量为，根据牛顿第二定律可得：，代入数据解得。
故答案为：定滑轮或滑轮；；；。
13.解：对足球，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：；
经过通过的位移：；
经足球的速度：，
撤去外力后，由牛顿第二定律得，
足球减速运动时间： ，
足球的运动时间：；
答：在水平力作用下产生的加速度大小为；
经过通过的位移为；
从开始运动到最终停下所经过的总时间为。
14.解：根据牛顿第二定律得：
解得：
撤去拉力的瞬间，只受摩擦力，则
解得
车运动时间， 所以
答：运料车受到的阻力为；
车的速度为时，工人撤去水平推力，车的加速度为，方向速度方向相反；
从车速为撤去水平推力开始计时，第末车的速度为。
15.解：图象面积表示位移，所以在内物体的位移大小为：
；
图象斜率表示加速度，由图象知的加速度大小为：
由牛顿第二定律得：
所以摩擦力的大小为
由图象知的加速度大小为：
由牛顿第二定律得：
代入数据得推力的大小为：。
答在内物体的位移大小为；
物体的加速度为，摩擦力的大小为；
物体的加速度为，所受推力的大小为。
16. 解：货物在从初始位置到斜面底端的过程中，由牛顿第二定律得
代入数值，解得货物在水平面的加速度
由匀变速直线运动规律 代入数值解得
设货物沿斜面上滑的最大距离为，则货物沿斜面上滑过程，由牛顿第二定律得
代入数值解得
由匀变速直线运动规律
代入数值解得
所以货物不能被送上汽车
货物上升的最大髙度 代入数值解得
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分,共28分）
如图所示，车厢顶棚用细线悬挂一个小球，车上平放一个木箱，小车沿水平面向右做匀加速直线运动过程中，细线与竖直方向的夹角保持为，木箱相对小车静止，重力加速度为，根据以上信息可求得
A. 小车的加速度 B. 细线上的拉力
C. 悬挂小球的质量 D. 木箱受到的摩擦力
如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的点，自由伸长到点今用一小物体把弹簧压缩到点，然后释放，小物体能运动到点静止，物体与水平地面高的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是
A. 物体从到速度越来越大，从到速度越来越小
B. 物体从到速度越来越小，从到加速度不变
C. 物体从到先加速后减速，从到一直减速运动
D. 物体在点受合外力为零
设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力和其速度成正比，则雨滴的运动情况是
A. 先加速，最后静止 B. 自由落体运动
C. 先加速后减速直至匀 D. 先加速后匀速
在天花板下方悬挂了两个小球，，其中与天花板间以细线连接，与间以弹簧连接，，质量分别为、，二者相对静止，某一时刻将细线烧断，在细线烧断的瞬间，关于小球、的分析正确的是重力加速度取( )
A. 弹簧的弹力大小不变 B. 这一瞬间弹簧的弹力为
C. 小球的加速度为 D. 小球的加速度为
一个质量为的物体，在粗糙水平面上受到水平推力的作用，产生的加速度大小为，当水平推力变为时，则物体的加速度
A. 小于 B. 大于 C. 等于 D. 大于小于
如图甲所示，地面上有一质量为的物体，用力向上提它，力变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中错误的是
A. 当小于图中点对应的值时，物体所受的重力，物体不动
B. 图中点对应的值为物体所受的重力值
C. 物体向上运动的加速度和力成正比
D. 图线反向延长线和纵轴的交点对应的值的绝对值等于该地的重力加速度
放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力的作用，的大小与时间的关系如图甲所示，物块速度与时间的关系如图乙所示．取重力加速度由这两个图象可以求得物块的质量和物块与地面之间的动摩擦因数分别为
A. ， B. ， C. ， D. ，
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分,选不全3分,共18分）
如图甲所示，足够长的木板静置于光滑水平面上，其上放置小滑块小滑块受到随时间变化的水平拉力作用时，用传感器测出小滑块的加速度，得到如图乙所示的图象，已知取，则
A. 小滑块的质量为
B. 木板的质量为
C. 当 时木板加速度为
D. 小滑块与木板间动摩擦因数为
如图所示，质量分别为、的物体，，用轻绳连接后同时无初速放在倾角为的光滑斜面上，轻绳与斜面平行，重力加速度为，在物体下滑过程中
A. 物体的加速度大小为 B. 物体的加速度大小为
C. 轻绳的张力大小为 D. 轻绳的张力
如图甲所示，倾斜的传送带沿逆时针匀速转动，一个物块放在传送带上端点，由静止开始向下运动，在传送带上从运到的图象如图乙所示，重力加速度，则( )
A. 传送带的运转速度大小为
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为
C. A、间的距离为
D. 若传送带沿顺时针匀速转动，物块放在端后不可能沿传送带下滑
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
某探究学习小组的同学要测量滑板与滑块间的动摩擦因数，他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置，将质量为的滑块放在倾斜滑板上，为位移传感器，它能将滑块到传感器的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示出滑块的速率时间图象．先给滑块一个沿滑板向上的初速度，得到的速率时间图象如图乙所示，已知滑板和传感器始终静止不动，重力加速度．
滑块上滑时加速度的大小为________，下滑时加速度的大小为________．
滑板与滑块间的动摩擦因数为________．
某同学要测量木块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图所示的实验装置，将长木板放在水平桌面上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬吊重物，重力加速度取。
将木块靠近打点计时器，调节________高度，使连接木块的细线与长木板平行，接通电源，释放木块，当木块在长木板上运动一段距离时，剪断连接重物的细线，结果打出的纸带如图所示。由此可知，木块加速运动的加速度大小________，木块与木板间的动摩擦因数________。结果均保留位有效数字，打点计时器所用交流电频率为
若木块的质量为，则悬挂的重物的质量________。
计算题（本大题共4小题，共40分）
有一种悬浮足球如图所示，其内部有一个风机可以从足球上方吸入空气并从底部将空气排出，从而让足球获得一个向上的力，使它恰好悬浮在空中。已知该足球质量为，悬停在地面上方，现对它施加一个的水平力，经过后撤去水平力，在运动过程中空气阻力恒为，求悬浮足球：
在水平力作用下产生的加速度大小；
经过通过的位移；
从开始运动到最终停下所经过的总时间？
一位工人在水平道路上推一辆运料车，车的质量为，所用的水平推力为，产生的加速度为，设运料车受到的阻力不变，已知重力加速度。求：
运料车受到的阻力多大；
车的速度为时，工人撤去水平推力，求车的加速度；
从车速为撤去水平推力开始计时，求第末车的速度。
质量为的物体静止在与水平面成角、足够长的粗糙斜面的底端，在内受平行斜面向上的拉力的作用，末撤去拉力，物体减速为其运动的图象如图所示，取，，试求：
在内物体的位移大小；
物体的加速度及摩擦力的大小；
物体的加速度及所受推力的大小．
如图甲所示是工厂里通过某装置把货物由水平的平台输送到车上的情景，该装置可以简化为如图乙所示的模型。由于电路出现故障，现在工人将货物由固定平台运送到汽车上。图乙中倾斜平面与水平面的夹角，倾斜平面长，货物与平台水平面间的动摩擦因数、与倾斜平面间的动摩擦因数。现在工人把距斜面底端的距离处的货物用水平力由静止推至斜面底端，然后撤去力，不计货物运动到平台水平面与倾斜平面间衔接处的能量损失。已知货物的质量为，取。
求货物到达斜面底端的瞬时速度。
判断货物能否被送上汽车，若不能，求货物能上升的最大高度。
参考答案
1.【答案】
解析：、以小球为研究对象，由牛顿第二定律得： 两式联立解得：，故A正确；
B、因不知道小球的质量，所以无法求出细线上的拉力，故B错误；
C、只知道细线与竖直方向的夹角保持为，无法求出小球的质量，故C错误；
D、由牛顿第二定律知木箱受到的摩擦力，但未知，所以无法求解。故D错误；故选：。
2.【答案】
解析物体从到运动的过程中，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，加速度方向向右，物体做加速度运动，当弹簧的弹力与摩擦力相等时，加速度为零，然后弹簧的弹力小于摩擦力，加速度方向向左，物体做减速运动，所以从到先加速后减速。在间某点合力为零。故A、、D错误，C正确。故选C。
3.【答案】
解析由题意知，初始阶段由牛顿第二定律知：，加速度使速度增大，速度增大空气阻力增大，合力减小，加速度减小，当加速度减为零时，速度不再变化，雨滴匀速下落，故D正确，ABC错误。故选D。
4.【答案】
解析细线烧断的瞬间，弹簧的两端仍与两球连接，弹簧长度未变，故弹簧的弹力不会突变，故A正确，B错误；
细线烧断之前，由平衡条件可得弹簧的弹力与球的重力平衡，即有，细线烧断的瞬间，对球受力分析，根据牛顿第二定律有：，对球受力分析，由牛顿第二定律有：，故CD错误。故选A。
5.【答案】
解析设物体所受的滑动摩擦力大小为，当推力变为时物体的加速度为根据牛顿第二定律得：
则，即故选：。
6.【答案】
解析当时，物体静止，A正确
当时，能将物体提离地面，此时，，与不成正比，点表示的意义为，B正确，C错误
D.直线的斜率为，点对应的值的绝对值为，D正确．
7.【答案】
解析由图可知，物块匀速运动，有。
在内物块做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得，
将、及代入解得。
由动摩擦力公式得，故A正确，BCD错误。故选A。
8.【答案】
解析A、对滑块：
当等于时，滑块的加速度为：，即：
当等于时，滑块的加速度为：，即：
联立可得滑块的质量：，与之间的摩擦力故A错误；
B、对进行受力分析，当拉力为时，加速度等于，则：
代入数据得：，即可木板的质量是故B正确；
C、由图可知，当拉力大于后二者即发生相对运动，所以当时木板加速度仍然为 故C正确；
D、与之间的摩擦力：
所以：故D错误．故选：。
9.【答案】
解析对整体，根据牛顿第二定律得，故A错误，B正确；
假设轻绳的张力为
对，由牛顿第二定律得
解得，故C错误，D正确。故选BD。
10.【答案】
解析由图可知，传送带运转的速度大小为，
物块在前的加速度为：，后的加速度为：，
物块在前受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：
物块在后受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得： ，
联立解得：，；故AB正确；
C.根据图象的面积可知：间的距离为，故C错误；
D.由于，因此若传送带沿顺时针匀速转动，物体放在段后仍能沿传送带下滑，故D错误；故选：。
11.【答案】；；
解析 图象的斜率表示加速度，上滑的加速度大小为：；
下滑的加速度大小为：．
上滑过程中，根据牛顿第二定律得：
上滑时：，
下滑时：，
解得：．
故答案为：；；。
12.【答案】定滑轮或滑轮；；；。
解析：调节定滑轮高度，使连接木块的细线与长木板平行，由图知，物块运动的加速度为：，细线断后，木块做匀减速运动的加速度大小，细线断后，木块只受摩擦力的作用，用表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：，代入数据解得：；
若木块的质量为，根据牛顿第二定律可得：，代入数据解得。
故答案为：定滑轮或滑轮；；；。
13.解：对足球，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：；
经过通过的位移：；
经足球的速度：，
撤去外力后，由牛顿第二定律得，
足球减速运动时间： ，
足球的运动时间：；
答：在水平力作用下产生的加速度大小为；
经过通过的位移为；
从开始运动到最终停下所经过的总时间为。
14.解：根据牛顿第二定律得：
解得：
撤去拉力的瞬间，只受摩擦力，则
解得
车运动时间， 所以
答：运料车受到的阻力为；
车的速度为时，工人撤去水平推力，车的加速度为，方向速度方向相反；
从车速为撤去水平推力开始计时，第末车的速度为。
15.解：图象面积表示位移，所以在内物体的位移大小为：
；
图象斜率表示加速度，由图象知的加速度大小为：
由牛顿第二定律得：
所以摩擦力的大小为
由图象知的加速度大小为：
由牛顿第二定律得：
代入数据得推力的大小为：。
答在内物体的位移大小为；
物体的加速度为，摩擦力的大小为；
物体的加速度为，所受推力的大小为。
16. 解：货物在从初始位置到斜面底端的过程中，由牛顿第二定律得
代入数值，解得货物在水平面的加速度
由匀变速直线运动规律 代入数值解得
设货物沿斜面上滑的最大距离为，则货物沿斜面上滑过程，由牛顿第二定律得
代入数值解得
由匀变速直线运动规律
代入数值解得
所以货物不能被送上汽车
货物上升的最大髙度 代入数值解得