人教版高中物理必修一 第4章 第5节 牛顿运动定律的应用 能力提升练习(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修一 第4章 第5节 牛顿运动定律的应用 能力提升练习(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 102.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-12 11:35:08 | ||
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文档简介
人教版高中物理必修一 第4章 第5节 牛顿运动定律的应用 能力
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 用 的水平外力 拉一静止在光滑的水平面上质量为 的物体，力 作用 秒后消失，则第 秒末物体的速度和加速度分别是
A. ， B. ，
C. ， D. ，
2. 设想如能创造一理想的没有摩擦的环境，用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮，由于巨轮惯性太大，则会出现的情况
A. 完全无法拖动巨轮
B. 要经过较长时间才会产生明显的速度
C. 一施力就会产生明显位移
D. 要经过较长时间才会产生明显的加速度
3. 物体从粗糙斜面的底端，以平行于斜面的初速度 沿斜面向上运动，则
A. 斜面倾角越小，上升的高度越大 B. 斜面倾角越大，上升的高度越大
C. 物体质量越小，上升的高度越大 D. 物体质量越大，上升的高度越小
4. 已知 ，且已知质点在平均速度为 ，在 段的平均速度 ，设物体沿 直线做匀变速直线运动，如图所示，则质点在 点时速度为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共4小题；共16分）
5. 如图甲所示，两物体 、 叠放在光滑水平面上，对 施加一水平力 ， 关系图象如图乙所示。两物体在力 作用下由静止开始运动，且始终保持相对静止，则
A. 第 末两物体的速度最大
B. 第 末两物体的速度最大
C. 第 末，两物体开始反向运动
D. 物体 对物体 的摩擦力方向始终与力 的方向相同
6. 从同一地点同时开始沿同一方向作直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在 时间内，下列说法中正确的是
A. Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
B. Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小
C. Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小
D. Ⅰ物体的平均速度大于Ⅱ物体的平均速度
7. 如图所示，物体 放在物体 上，物体 放在光滑的水平面上，已知 ，． 、 间动摩擦因数 ． 物体上系一细线，细线能承受的最大拉力是 ，水平向右拉细线，下述中正确的是（ 取 ）
A. 当拉力 时， 静止不动
B. 当拉力 时， 相对 滑动
C. 当拉力 时， 受到 的摩擦力等于
D. 在细线可以承受的范围内，无论拉力 多大， 相对 始终静止
8. 如图所示，光滑的水平地面上有三块木块 、 、 ，质量均为 ， 、 之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力 作用在 上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是
A. 无论粘在哪块木块上面，系统的加速度都不变
B. 若粘在 木块上面，绳的张力减小， 、 间摩擦力不变
C. 若粘在 木块上面，绳的张力和 、 间摩擦力一定都减小
D. 若粘在 木块上面，绳的张力和 、 间摩擦力一定都增大
三、解答题（共3小题；共39分）
9. 质量为 的环在 的拉力作用下，沿粗糙直杆由静止开始运动，杆与水平地面的夹角 ，拉力 与杆的夹角也为 。力 作用 后撤去，环在杆上继续上滑了 后，速度减为零。（已知 ，，）求：
（1）环与杆之间的动摩擦因数 ；
（2）环沿杆向上运动的总距离 。
10. 以某一速度沿正常的平直公路匀速行驶的汽车，进入冻雨路面后，交警提示司机必须以原速的一半行驶，司机发现，即使以原速的一半行驶，紧急刹车后的刹车距离仍然达到正常路面紧急刹车距离的两倍，已知该车在正常路面上刹车时的加速度大小为 ，取 ，求：
（1）汽车在正常路面上刹车时与地面间的动摩擦因数 ；
（2）该车在冻雨路面上刹车时的加速度大小；
（3）若汽车在冻雨路面上刹车距离不得超过 ，则卡车在冻雨路面上行驶的最大速度。
11. 跳楼机是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，游戏时跳楼机先把乘有十多人的座舱送到 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面 时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为 的手机体验失重、超重时的受力特点， 取 ，不计空气阻力，求：
（1）从最高点运动到地面，整个过程的总时间；
（2）当座舱落到离地面高度为 位置时，手要用多大的力才能托住手机。
答案
第一部分
1. C
【解析】物体先在力 作用下做匀加速直线运动，加速度 ， ，撤去力 后，物体以 的速度做匀速直线运动.
2. B
【解析】根据牛顿第二定律知，一旦有合力，巨轮立即产生加速度，物体的速度会发生变化，但由于质量较大，所以只能产生一个较小的加速度，要经过较长时间才会产生明显的速度和位移。
A.完全无法拖动巨轮，与结论不相符，A错误；
B.要经过较长时间才会产生明显的速度，与结论相符，B正确；
C.一施力就会产生明显位移，与结论不相符，C错误；
D.要经过较长时间才会产生明显的加速度，与结论不相符，D错误。
3. B
4. C
【解析】由 可知，，，故 ，， 分别为通过 、 的时间，又 中间时刻速度 ， 中间时刻速度 ，设加速度 ，则 ，，由以上可得：。
第二部分
5. B， D
6. B， D
【解析】速度 时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体Ⅰ做加速度不断减小的加速运动，物体Ⅱ做加速度不断减小的减速运动，两个物体加速度都在减小，所以合外力也不断减小，故A错误，B正确；
图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图象可知：Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移也不断增大，故C错误；
图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从 均匀减小到 ，或从 均匀增加到 ，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于
故Ⅰ的平均速度大于 ，Ⅱ的平均速度小于 ，Ⅰ物体的平均速度大于Ⅱ物体的平均速度，故D正确。
7. C， D
【解析】假设细线不断裂，则当细线拉力增大到某一值 物体会相对于 物体开始滑动，此时 、 之间达到最大静摩擦力．以 为研究对象，最大静摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得：
，解得
以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：
即当绳子拉力达到 时两物体才开始相对滑动，所以A 、B错，D正确．
当拉力 时，由 解得 ，
再由 得 ，故C正确．
8. C， D
【解析】将 、 、 看作一个整体，对整体受分力析，整体受力不变，但整体的质量增大，根据牛顿第二定律得整体加速度减小，A错误；
如果粘在 上，对 受力分析，绳的拉力就是 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的拉力减小；对 受力分析，水平恒力 和 对 的摩擦力的合力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的合力减小，故 、 间摩擦力增大，B错误；
如果粘在 上，对 受力分析，绳的拉力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的拉力减小，对 、 整体受力分析， 对 的摩擦力即为两者的合力，根据牛顿第二定律得 、 整体受到的合力减小，故 对 的摩擦力减小，C正确；
如果粘在 上，对 受力分析，水平恒力 减去 对 的摩擦力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的合力减小，故 、 间的摩擦力增大，对 受力分析。 对 的摩擦力减去绳的拉力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的合力减小，说明绳的拉力增大，D正确。
第三部分
9. （1）
（2）
10. （1）
【解析】根据牛顿第二定律，有：
解得：
（2）
【解析】由题意知，在正常路面上时：，
在冻雨路面上时：
解得：。
（3）
【解析】在冻雨路面上时：，
得：。
11. （1）
【解析】从开始下降到距地面 时，由运动学规律得 ，解得 。
从开始下降到距地面 ，，解得 。
从距地面 到落地 ，，。
（2）
【解析】在减速阶段，由运动学规律得 ，解得 。
对手机由牛顿第二定律得 ，解得 。
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一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 用 的水平外力 拉一静止在光滑的水平面上质量为 的物体，力 作用 秒后消失，则第 秒末物体的速度和加速度分别是
A. ， B. ，
C. ， D. ，
2. 设想如能创造一理想的没有摩擦的环境，用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮，由于巨轮惯性太大，则会出现的情况
A. 完全无法拖动巨轮
B. 要经过较长时间才会产生明显的速度
C. 一施力就会产生明显位移
D. 要经过较长时间才会产生明显的加速度
3. 物体从粗糙斜面的底端，以平行于斜面的初速度 沿斜面向上运动，则
A. 斜面倾角越小，上升的高度越大 B. 斜面倾角越大，上升的高度越大
C. 物体质量越小，上升的高度越大 D. 物体质量越大，上升的高度越小
4. 已知 ，且已知质点在平均速度为 ，在 段的平均速度 ，设物体沿 直线做匀变速直线运动，如图所示，则质点在 点时速度为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共4小题；共16分）
5. 如图甲所示，两物体 、 叠放在光滑水平面上，对 施加一水平力 ， 关系图象如图乙所示。两物体在力 作用下由静止开始运动，且始终保持相对静止，则
A. 第 末两物体的速度最大
B. 第 末两物体的速度最大
C. 第 末，两物体开始反向运动
D. 物体 对物体 的摩擦力方向始终与力 的方向相同
6. 从同一地点同时开始沿同一方向作直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在 时间内，下列说法中正确的是
A. Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
B. Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小
C. Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小
D. Ⅰ物体的平均速度大于Ⅱ物体的平均速度
7. 如图所示，物体 放在物体 上，物体 放在光滑的水平面上，已知 ，． 、 间动摩擦因数 ． 物体上系一细线，细线能承受的最大拉力是 ，水平向右拉细线，下述中正确的是（ 取 ）
A. 当拉力 时， 静止不动
B. 当拉力 时， 相对 滑动
C. 当拉力 时， 受到 的摩擦力等于
D. 在细线可以承受的范围内，无论拉力 多大， 相对 始终静止
8. 如图所示，光滑的水平地面上有三块木块 、 、 ，质量均为 ， 、 之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力 作用在 上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是
A. 无论粘在哪块木块上面，系统的加速度都不变
B. 若粘在 木块上面，绳的张力减小， 、 间摩擦力不变
C. 若粘在 木块上面，绳的张力和 、 间摩擦力一定都减小
D. 若粘在 木块上面，绳的张力和 、 间摩擦力一定都增大
三、解答题（共3小题；共39分）
9. 质量为 的环在 的拉力作用下，沿粗糙直杆由静止开始运动，杆与水平地面的夹角 ，拉力 与杆的夹角也为 。力 作用 后撤去，环在杆上继续上滑了 后，速度减为零。（已知 ，，）求：
（1）环与杆之间的动摩擦因数 ；
（2）环沿杆向上运动的总距离 。
10. 以某一速度沿正常的平直公路匀速行驶的汽车，进入冻雨路面后，交警提示司机必须以原速的一半行驶，司机发现，即使以原速的一半行驶，紧急刹车后的刹车距离仍然达到正常路面紧急刹车距离的两倍，已知该车在正常路面上刹车时的加速度大小为 ，取 ，求：
（1）汽车在正常路面上刹车时与地面间的动摩擦因数 ；
（2）该车在冻雨路面上刹车时的加速度大小；
（3）若汽车在冻雨路面上刹车距离不得超过 ，则卡车在冻雨路面上行驶的最大速度。
11. 跳楼机是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，游戏时跳楼机先把乘有十多人的座舱送到 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面 时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止。若某游客手中托着质量为 的手机体验失重、超重时的受力特点， 取 ，不计空气阻力，求：
（1）从最高点运动到地面，整个过程的总时间；
（2）当座舱落到离地面高度为 位置时，手要用多大的力才能托住手机。
答案
第一部分
1. C
【解析】物体先在力 作用下做匀加速直线运动，加速度 ， ，撤去力 后，物体以 的速度做匀速直线运动.
2. B
【解析】根据牛顿第二定律知，一旦有合力，巨轮立即产生加速度，物体的速度会发生变化，但由于质量较大，所以只能产生一个较小的加速度，要经过较长时间才会产生明显的速度和位移。
A.完全无法拖动巨轮，与结论不相符，A错误；
B.要经过较长时间才会产生明显的速度，与结论相符，B正确；
C.一施力就会产生明显位移，与结论不相符，C错误；
D.要经过较长时间才会产生明显的加速度，与结论不相符，D错误。
3. B
4. C
【解析】由 可知，，，故 ，， 分别为通过 、 的时间，又 中间时刻速度 ， 中间时刻速度 ，设加速度 ，则 ，，由以上可得：。
第二部分
5. B， D
6. B， D
【解析】速度 时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体Ⅰ做加速度不断减小的加速运动，物体Ⅱ做加速度不断减小的减速运动，两个物体加速度都在减小，所以合外力也不断减小，故A错误，B正确；
图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图象可知：Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移也不断增大，故C错误；
图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从 均匀减小到 ，或从 均匀增加到 ，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于
故Ⅰ的平均速度大于 ，Ⅱ的平均速度小于 ，Ⅰ物体的平均速度大于Ⅱ物体的平均速度，故D正确。
7. C， D
【解析】假设细线不断裂，则当细线拉力增大到某一值 物体会相对于 物体开始滑动，此时 、 之间达到最大静摩擦力．以 为研究对象，最大静摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得：
，解得
以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：
即当绳子拉力达到 时两物体才开始相对滑动，所以A 、B错，D正确．
当拉力 时，由 解得 ，
再由 得 ，故C正确．
8. C， D
【解析】将 、 、 看作一个整体，对整体受分力析，整体受力不变，但整体的质量增大，根据牛顿第二定律得整体加速度减小，A错误；
如果粘在 上，对 受力分析，绳的拉力就是 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的拉力减小；对 受力分析，水平恒力 和 对 的摩擦力的合力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的合力减小，故 、 间摩擦力增大，B错误；
如果粘在 上，对 受力分析，绳的拉力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的拉力减小，对 、 整体受力分析， 对 的摩擦力即为两者的合力，根据牛顿第二定律得 、 整体受到的合力减小，故 对 的摩擦力减小，C正确；
如果粘在 上，对 受力分析，水平恒力 减去 对 的摩擦力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的合力减小，故 、 间的摩擦力增大，对 受力分析。 对 的摩擦力减去绳的拉力即为 受到的合力，根据牛顿第二定律得 受到的合力减小，说明绳的拉力增大，D正确。
第三部分
9. （1）
（2）
10. （1）
【解析】根据牛顿第二定律，有：
解得：
（2）
【解析】由题意知，在正常路面上时：，
在冻雨路面上时：
解得：。
（3）
【解析】在冻雨路面上时：，
得：。
11. （1）
【解析】从开始下降到距地面 时，由运动学规律得 ，解得 。
从开始下降到距地面 ，，解得 。
从距地面 到落地 ，，。
（2）
【解析】在减速阶段，由运动学规律得 ，解得 。
对手机由牛顿第二定律得 ，解得 。
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