2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.5牛顿第二定律的应用 提升练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.5牛顿第二定律的应用 提升练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-28 17:32:28 | ||
图片预览
文档简介
4.6牛顿第二定律的应用 同步练习
1．东京奥运会上身高、体重相当的选手张家齐、陈芋汐在女子10m跳台决赛中发挥出色，以53分的巨大优势为中国队摘下第8枚金牌。若她们举双臂直体离开台面向上跃起时，重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，且不考虑她们在水平方向的运动，从离开跳台到手触水面为其完成空中动作的时间，设入水后她们所受水的阻力约为其体重的4倍，下列说法正确的是（ ）
A．研究两名运动员在空中的运动时两名运动员均可视为质点
B．她们在空中完成动作的时间约为2.04s
C．泳池中的水深应不小于约3.48m
D．她们在水中匀减速运动的时间约为1s
2．如图所示，物块在光滑水平面上向右做匀速直线运动，某时刻起受到一个向右的恒力作用，此后物块将（ ）
A．做匀加速直线运动 B．做匀速直线运动
C．做匀减速直线运动 D．立即停止
3．如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力F为1000 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5 s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，空间站的质量是（ ）
A．9.7×104kg B．8.7×104kg C．7×104kg D．6×104kg
4．随着科技的发展，无人驾驶汽车技术越来越成熟。一无人驾驶汽车质量为kg，在试驾过程中以8 m/s的速度行驶。发现车头前方20m处的斑马线上有行人，为礼让行人开始减速，从发现行人到停止运动，其v-t图象如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车减速过程的加速度大小为2 m/s2
B．汽车停止时车头距斑马线2 m
C．图示过程中汽车运动的平均速度大小为4 m/s
D．汽车在减速过程中合外力为
5．（多选）平直的公路上有甲乙两辆小车，甲车以的速度匀速行驶，乙车静止在公路上，甲车发现乙车时，以刹车，同时鸣笛乙车启动，不计反应时间，启动后乙车的速度平方随位移的变化规律如图所示，已知乙车质量为，运动过程中所受阻力为，则（ ）
A．乙车启动的加速度为
B．乙车启动时受到的牵引力为
C．要使两车不相撞，甲乙两车距离至少为
D．假若甲乙两车不相撞，经过甲车的位移为
6．（多选）某科研单位设计了一空间飞行器，质量为m，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°，使飞行器恰好沿与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行，如图所示，飞行器所受空气阻力不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．加速时动力的大小等于mg
B．飞行器加速过程的加速度大小为0.5g
C．如果将动力的方向沿逆时针旋转60°，要使飞行器沿原方向匀减速飞行，则动力大小应调整为mg
D．如果将动力方向沿逆时针旋转60°，要飞行器沿原方向匀减速飞行，则减速到零的时间一定是加速时间的2倍
7．受新冠肺炎疫情的影响，人们都宅在室内无法出门。为安全起见，工作人员用无人机将急用药品送至某医疗地点，其过程如下：无人机由地面静止开始竖直升空，到离地处悬停调整方向，然后沿直线水平飞行一段距离至目标地点正上方再次悬停，然后竖直降落到地面，到达地面时速度恰为零。假设无人机在上升、平飞、下降的三个过程中，变速运动阶段的加速度大小相等。已知无人机在加速上升过程中动力系统提供的升力为，无人机和药品的总质量为（其中药品质量），其中无人机连同药品在运动过程中所受空气阻力大小恒为，重力加速度，无人机起飞点和降落点在同一水平面上，无人机连同药品可视为质点。
（1）求加速上升过程中，无人机对药品的作用力；
（2） 若无人机下落过程中的最大速度限制为，求下降过程中无人机的最大平均速度；
（3）求无人机沿水平方向加速运动的过程中动力系统提供的作用力大小（答案可用根式表示）。
8．如图所示，一个质量m=40kg的物块在斜向上F=200N的拉力作用下沿水平方向向右做匀加速直线运动，F与水平方向的夹角为37°，物块与地面间的动摩擦因数（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）在F作用下t=10s时，物块的速度是多少？
（2）若t=10s撤去F，物体还能运动多远？
（3）若保持F与水平方向的夹角不变，仅改变F的大小，问F为何值时地面对物块的支持力恰好为零，并求此时物块的加速度大小？
9．如图所示，在水平地面上固定一倾角θ=37°的斜面体，物体A以某一初速度从斜面体底端沿斜面向上抛出，在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出。A、B均可看作质点，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。
（1） 若斜面体表面光滑，将A物体以v1=6m/s的初速度抛出，求物体A上滑到最高点所用的时间t；
（2） 在第（1）问条件下，将A、B同时抛出，当A上滑到最高点时恰好被B物体击中，求物体B抛出时的初速度v2；
（3） 若斜面体表面粗糙且足够长，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，物体A从最低点以v3=10m/s的初速度沿斜面向上抛出，B仍以初速度v2水平抛出，为使B抛出后仍能击中A，求：A、B开始运动时相差的时间间隔 （结果可保留根号）。
10．如图所示，浅色传送带与地面的倾角37°，从A到B长度为L=16m，传送带以速度v0=10m/s逆时针转动。在传送带上A端无初速度地放一个质量为m＝0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：
（1）煤块从A运动到B的速度v；
（2）煤块从A到B的过程中传送带上留下划痕的长度。
11．刹车拖痕是交通事故中，交警必须测量的一项重要的数据。一次交通事故中测出事故车辆的质量为㎏，从刹车到停止的刹车拖痕长8m，此刹车过程中加速度大小为4m/s2，求：
（1）开始刹车时汽车的速度；
（2）刹车过程中车所受到的阻力。
12．如图，在倾角37°足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为。物体在拉力F的作用下由静止开始运动，F的大小为15N，方向沿斜面向上。物体加速1s后，F大小改为6N，方向不变。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）0~1s内物体运动位移的大小；
（2）1s后物体继续沿斜面上滑的距离。
13．2021年7月下旬河南发生水灾，应急救援中心用直升机向灾区运送一批质量为60kg的重要物资，物资用绳子悬挂在直升机上，如图1所示。在直升机快要到达目的地时，开始水平匀减速飞行，此时记为0时刻，t=10s时恰好悬停于目的地上空，之后将物资由静止释放，忽略物资摆动所需时间。38s时，物资刚好到达地面。绳索拉力随时间变化关系如图所示，重力加速度g取10m/s2。求∶
（1）匀减速过程飞机的加速度大小；
（2）10s时物资离地面的高度。
14．云梯车是利用车载云梯设备将物料搬运上楼的专项作业车辆，如图所示，在某次搬运物料作业中，质量为205kg的物料装载在水平放置的长方体料斗中，从云梯底部由静止开始沿云梯做匀加速直线运动，最后以相同大小的加速度做匀减速直线运动，沿云梯运动20.5m到达所在的楼层停止并卸货。若料斗运动的最大速度为1m/s，加速度大小不超过2，料斗沿云梯每运动10.25m，上升的高度为10m，不计空气阻力和物料与料斗侧壁的摩擦，物料与料斗始终保持相对静止。求：
（1）物料上升的最短时间；
（2）物料对料斗底部的最大压力。
15．如图所示，在光滑水平地面上有甲、乙两个小球（均视为质点），质量分别为m和（k为常数），当两球间的距离大于d时，两球之间无相互作用；当两球间的距离等于或小于d时，两球间存在大小为F的水平恒定斥力。甲球从距离乙球足够远处以某一初速度沿两球连线方向向静止的乙球运动，结果两球恰好接触。求：
（1）当两球间的距离等于或小于d时，甲、乙两球的加速度大小之比；
（2）甲球的初速度大小。
16．江山市正在创建全国“文明城市”，“车让人·人守规” 扮靓城市文明底色。一辆质量为m=2.0×103kg的公交车，以v1=54 km/h速度沿市区凝秀北路的平直道路匀速行驶，距斑马线还有x=30 m远的距离时，驾驶员发现前方有小学生开始通过斑马线，经过t0=0.5s的反应时间，公交车制动开始做匀减速运动，最终恰好停在斑马线前。
（1）公交车刹车5s时的速度；
（2）若路面宽L=9m，小学生排着长l=6m的队伍从斑马线一端开始通行，小学生行走的速度大小v0=0.5m/s，求公交车在斑马线前等待小学生全部通过所需的时间；
（3）若公交车正常行驶时所受阻力为车重的0.05倍，要使公交车从静止开始匀加速经10 s时间使速度重新达到54 km/h，求牵引力的大小。
17．无人机是当下旅游爱好者的必备物品，它可以帮助游客从不同角度浏览风景。在一次拍摄高空视角时，无人机从地面由静止启动，获得竖直向上、大小恒定的升力F，开始匀加速起飞，运动t=8s后，到达h=32m的高度，此时无人机突然出现故障而失去动力，在到达最高点时动力系统恰好恢复。已知无人机的质量m=2kg，无人机在运动过程中受到的空气阻力Ff=12N，假设无人机在运动过程中始终保持水平，g=10m/s2，求：
（1）无人机匀加速起飞时升力的大小；
（2）无人机动力系统恢复时所在的高度H。
18．如图甲所示，L形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，光滑表面BC与水平面夹角θ=37°。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值，当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：
(1)斜面BC的长度；
(2)滑块的质量；
(3)滑块在AB滑行的距离。
参考答案
1．C
2．A
3．A
4．B
5．BC
6．ACD
7．（1）60N，方向竖直向上；（2）；（3）
8．（1）5m/s；（2）2.5m；（3），
9．（1）1s；（2）2.4m/s；（3）s或s
10．（1）12m/s；（2）5m
11．（1）8m/s；（2）1.6×104N，方向与运动方向相反
12．（1）3m；（2）6m
13．（1）；（2）
14．（1）21s；（2）2450N
15．（1）k；（2）
16．（1）0；（2）26.5s；（3）
17．（1）；（2）
18．(1)3m；(2)2.5kg；(3)8m
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
1．东京奥运会上身高、体重相当的选手张家齐、陈芋汐在女子10m跳台决赛中发挥出色，以53分的巨大优势为中国队摘下第8枚金牌。若她们举双臂直体离开台面向上跃起时，重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，且不考虑她们在水平方向的运动，从离开跳台到手触水面为其完成空中动作的时间，设入水后她们所受水的阻力约为其体重的4倍，下列说法正确的是（ ）
A．研究两名运动员在空中的运动时两名运动员均可视为质点
B．她们在空中完成动作的时间约为2.04s
C．泳池中的水深应不小于约3.48m
D．她们在水中匀减速运动的时间约为1s
2．如图所示，物块在光滑水平面上向右做匀速直线运动，某时刻起受到一个向右的恒力作用，此后物块将（ ）
A．做匀加速直线运动 B．做匀速直线运动
C．做匀减速直线运动 D．立即停止
3．如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力F为1000 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5 s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，空间站的质量是（ ）
A．9.7×104kg B．8.7×104kg C．7×104kg D．6×104kg
4．随着科技的发展，无人驾驶汽车技术越来越成熟。一无人驾驶汽车质量为kg，在试驾过程中以8 m/s的速度行驶。发现车头前方20m处的斑马线上有行人，为礼让行人开始减速，从发现行人到停止运动，其v-t图象如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车减速过程的加速度大小为2 m/s2
B．汽车停止时车头距斑马线2 m
C．图示过程中汽车运动的平均速度大小为4 m/s
D．汽车在减速过程中合外力为
5．（多选）平直的公路上有甲乙两辆小车，甲车以的速度匀速行驶，乙车静止在公路上，甲车发现乙车时，以刹车，同时鸣笛乙车启动，不计反应时间，启动后乙车的速度平方随位移的变化规律如图所示，已知乙车质量为，运动过程中所受阻力为，则（ ）
A．乙车启动的加速度为
B．乙车启动时受到的牵引力为
C．要使两车不相撞，甲乙两车距离至少为
D．假若甲乙两车不相撞，经过甲车的位移为
6．（多选）某科研单位设计了一空间飞行器，质量为m，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°，使飞行器恰好沿与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行，如图所示，飞行器所受空气阻力不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．加速时动力的大小等于mg
B．飞行器加速过程的加速度大小为0.5g
C．如果将动力的方向沿逆时针旋转60°，要使飞行器沿原方向匀减速飞行，则动力大小应调整为mg
D．如果将动力方向沿逆时针旋转60°，要飞行器沿原方向匀减速飞行，则减速到零的时间一定是加速时间的2倍
7．受新冠肺炎疫情的影响，人们都宅在室内无法出门。为安全起见，工作人员用无人机将急用药品送至某医疗地点，其过程如下：无人机由地面静止开始竖直升空，到离地处悬停调整方向，然后沿直线水平飞行一段距离至目标地点正上方再次悬停，然后竖直降落到地面，到达地面时速度恰为零。假设无人机在上升、平飞、下降的三个过程中，变速运动阶段的加速度大小相等。已知无人机在加速上升过程中动力系统提供的升力为，无人机和药品的总质量为（其中药品质量），其中无人机连同药品在运动过程中所受空气阻力大小恒为，重力加速度，无人机起飞点和降落点在同一水平面上，无人机连同药品可视为质点。
（1）求加速上升过程中，无人机对药品的作用力；
（2） 若无人机下落过程中的最大速度限制为，求下降过程中无人机的最大平均速度；
（3）求无人机沿水平方向加速运动的过程中动力系统提供的作用力大小（答案可用根式表示）。
8．如图所示，一个质量m=40kg的物块在斜向上F=200N的拉力作用下沿水平方向向右做匀加速直线运动，F与水平方向的夹角为37°，物块与地面间的动摩擦因数（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）在F作用下t=10s时，物块的速度是多少？
（2）若t=10s撤去F，物体还能运动多远？
（3）若保持F与水平方向的夹角不变，仅改变F的大小，问F为何值时地面对物块的支持力恰好为零，并求此时物块的加速度大小？
9．如图所示，在水平地面上固定一倾角θ=37°的斜面体，物体A以某一初速度从斜面体底端沿斜面向上抛出，在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出。A、B均可看作质点，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。
（1） 若斜面体表面光滑，将A物体以v1=6m/s的初速度抛出，求物体A上滑到最高点所用的时间t；
（2） 在第（1）问条件下，将A、B同时抛出，当A上滑到最高点时恰好被B物体击中，求物体B抛出时的初速度v2；
（3） 若斜面体表面粗糙且足够长，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，物体A从最低点以v3=10m/s的初速度沿斜面向上抛出，B仍以初速度v2水平抛出，为使B抛出后仍能击中A，求：A、B开始运动时相差的时间间隔 （结果可保留根号）。
10．如图所示，浅色传送带与地面的倾角37°，从A到B长度为L=16m，传送带以速度v0=10m/s逆时针转动。在传送带上A端无初速度地放一个质量为m＝0.5kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：
（1）煤块从A运动到B的速度v；
（2）煤块从A到B的过程中传送带上留下划痕的长度。
11．刹车拖痕是交通事故中，交警必须测量的一项重要的数据。一次交通事故中测出事故车辆的质量为㎏，从刹车到停止的刹车拖痕长8m，此刹车过程中加速度大小为4m/s2，求：
（1）开始刹车时汽车的速度；
（2）刹车过程中车所受到的阻力。
12．如图，在倾角37°足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为。物体在拉力F的作用下由静止开始运动，F的大小为15N，方向沿斜面向上。物体加速1s后，F大小改为6N，方向不变。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）0~1s内物体运动位移的大小；
（2）1s后物体继续沿斜面上滑的距离。
13．2021年7月下旬河南发生水灾，应急救援中心用直升机向灾区运送一批质量为60kg的重要物资，物资用绳子悬挂在直升机上，如图1所示。在直升机快要到达目的地时，开始水平匀减速飞行，此时记为0时刻，t=10s时恰好悬停于目的地上空，之后将物资由静止释放，忽略物资摆动所需时间。38s时，物资刚好到达地面。绳索拉力随时间变化关系如图所示，重力加速度g取10m/s2。求∶
（1）匀减速过程飞机的加速度大小；
（2）10s时物资离地面的高度。
14．云梯车是利用车载云梯设备将物料搬运上楼的专项作业车辆，如图所示，在某次搬运物料作业中，质量为205kg的物料装载在水平放置的长方体料斗中，从云梯底部由静止开始沿云梯做匀加速直线运动，最后以相同大小的加速度做匀减速直线运动，沿云梯运动20.5m到达所在的楼层停止并卸货。若料斗运动的最大速度为1m/s，加速度大小不超过2，料斗沿云梯每运动10.25m，上升的高度为10m，不计空气阻力和物料与料斗侧壁的摩擦，物料与料斗始终保持相对静止。求：
（1）物料上升的最短时间；
（2）物料对料斗底部的最大压力。
15．如图所示，在光滑水平地面上有甲、乙两个小球（均视为质点），质量分别为m和（k为常数），当两球间的距离大于d时，两球之间无相互作用；当两球间的距离等于或小于d时，两球间存在大小为F的水平恒定斥力。甲球从距离乙球足够远处以某一初速度沿两球连线方向向静止的乙球运动，结果两球恰好接触。求：
（1）当两球间的距离等于或小于d时，甲、乙两球的加速度大小之比；
（2）甲球的初速度大小。
16．江山市正在创建全国“文明城市”，“车让人·人守规” 扮靓城市文明底色。一辆质量为m=2.0×103kg的公交车，以v1=54 km/h速度沿市区凝秀北路的平直道路匀速行驶，距斑马线还有x=30 m远的距离时，驾驶员发现前方有小学生开始通过斑马线，经过t0=0.5s的反应时间，公交车制动开始做匀减速运动，最终恰好停在斑马线前。
（1）公交车刹车5s时的速度；
（2）若路面宽L=9m，小学生排着长l=6m的队伍从斑马线一端开始通行，小学生行走的速度大小v0=0.5m/s，求公交车在斑马线前等待小学生全部通过所需的时间；
（3）若公交车正常行驶时所受阻力为车重的0.05倍，要使公交车从静止开始匀加速经10 s时间使速度重新达到54 km/h，求牵引力的大小。
17．无人机是当下旅游爱好者的必备物品，它可以帮助游客从不同角度浏览风景。在一次拍摄高空视角时，无人机从地面由静止启动，获得竖直向上、大小恒定的升力F，开始匀加速起飞，运动t=8s后，到达h=32m的高度，此时无人机突然出现故障而失去动力，在到达最高点时动力系统恰好恢复。已知无人机的质量m=2kg，无人机在运动过程中受到的空气阻力Ff=12N，假设无人机在运动过程中始终保持水平，g=10m/s2，求：
（1）无人机匀加速起飞时升力的大小；
（2）无人机动力系统恢复时所在的高度H。
18．如图甲所示，L形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，光滑表面BC与水平面夹角θ=37°。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值，当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：
(1)斜面BC的长度；
(2)滑块的质量；
(3)滑块在AB滑行的距离。
参考答案
1．C
2．A
3．A
4．B
5．BC
6．ACD
7．（1）60N，方向竖直向上；（2）；（3）
8．（1）5m/s；（2）2.5m；（3），
9．（1）1s；（2）2.4m/s；（3）s或s
10．（1）12m/s；（2）5m
11．（1）8m/s；（2）1.6×104N，方向与运动方向相反
12．（1）3m；（2）6m
13．（1）；（2）
14．（1）21s；（2）2450N
15．（1）k；（2）
16．（1）0；（2）26.5s；（3）
17．（1）；（2）
18．(1)3m；(2)2.5kg；(3)8m
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页