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 基础练习(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 基础练习(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 123.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-13 10:44:21 | ||
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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 基础
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. 两实心小球甲和乙由同种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落相同距离。假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关，则甲球
A. 用时较长 B. 末速度较大
C. 重力势能变化较少 D. 阻力做功较少
3. 一小球在空气中从某高处由静止开始下落， 时刻到达地面。其 图象如图。由此可以断定物体在下落过程中
A. 不受空气阻力 B. 受到的空气阻力大小不变
C. 受到的空气阻力越来越小 D. 受到的空气阻力越来越大
4. 生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微级材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为 ，手机所在平面与水平面间的夹角为 ，则下列说法正确的是
A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于
B. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力不为零
C. 高铁匀速行驶时，手机可能受到 个力作用
D. 高铁减速行驶时，手机可能受到 个力作用
二、双项选择题（共1小题；共4分）
5. 人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上做匀减速运动，如图所示。以下说法正确的是
A. 人受到重力和支持力的作用
B. 人受到的合外力为零
C. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用
D. 人受到的合外力方向与速度方向相反
三、多项选择题（共1小题；共4分）
6. 如图所示，竖直平面内有一光滑直杆 ，杆与水平方向的夹角为 ，一质量为 的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力 ，并从 端由静止释放，改变直杆和水平方向的夹角 ，当直杆与水平方向的夹角为 时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为 ，则
A. 恒力 一定沿与水平方向夹 斜向右下的方向
B. 恒力 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向夹 斜向右下的方向
C. 若恒力 的方向水平向右，则恒力 的大小为
D. 恒力 的最小值为
四、解答题（共5小题；共65分）
7. 如图所示，某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为 ，一个苹果从树冠顶端的树梢上由干受到扰动面自由下落。该同学测出苹果经过树干所用的时间为 。重力加速度取 ：则：
（1）苹果树树冠部分的高度约为多少
（2）苹果落地时的速度为多大
8. 一个小圆环瓷片最高能从 处由静止释放后直接撞击地面而不被摔坏。现让该小圆环瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑，瓷片与圆柱体之间的摩擦力是瓷片重力的 倍，如图所示。若让该装置从距地面 高处从静止开始下落，瓷片落地恰好没被摔坏。已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的 ，圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖直方向， 取 。求：
（1）瓷片直接撞击地面而不被摔坏时，瓷片着地时的最大速度；
（2）瓷片随圆柱体从静止到落地，下落总时间。
9. 如图所示，质量为 的物块在水平拉力 的作用下，从静止开始向右运动。物体与水平地面间的动摩擦因数 。求：
（1）在力 的作用下，物体在前 内的位移；
（2）在 末立即撤去力 ，再经 物体还能运动多远 （ 取 ）
10. 在地面上方，一小圆环 套在一条均匀足够长的直杆 上， 和 的质量均为 ，它们之间的滑动摩擦力 。开始时 处于 的下端， 竖直放置。在 的下方 处的空中存在一个“相互作用”区域 ，固定在空中如图中画有虚线的部分。当 进入区域 时， 就受到方向向上的恒力 作用，。区域 对杆 不产生作用力。 和 一起由静止开始下落，当 穿出区域 时速度大小为 ，不计空气阻力，重力加速度 。求：
（1）当 穿出区域 时，杆 的速度；
（2）要满足上述条件，区域 的最小高度 。
11. 如图甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角为 ，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力 作用下向上运动，推力 与小环速度 随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度 。求：
（1）小环的质量 ；
（2）细杆与地面间的夹角 。
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
3. D
4. D
【解析】高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面平衡力，B错误；高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共 个力作用，C错误；高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共 个力作用，D正确。
第二部分
5. C， D
【解析】设人的加速度大小为 ，人的加速度斜向下，将加速度分解到水平和竖直方向得：
，方向水平向右；，方向竖直向下，
水平方向受静摩擦力作用，，方向水平向右，故人受到重力、支持力和静摩擦力三个力作用。
人做匀减速运动，有牛顿定律可知，人受到的合外力方向与速度方向相反，故CD正确，AB错误。
第三部分
6. B， C， D
第四部分
7. （1）
【解析】设开始下落到达树干的上沿的时间为 ，有：
代入数据
解得：。
则：。
（2） 。
【解析】苹果落地的速度为：
8. （1）
【解析】设瓷片质量为 ，从 处下落时加速度为 ，由牛顿第二定律得 ，
解得 ，
设瓷片落地时速度为 ，则 ，
解得 。
（2）
【解析】设瓷片随圆柱体一起加速下落时的加速度为 ，，
设圆柱体落地时瓷片速度为 ，则 ，
解得 ，
设下落时间为 ，则 ，
解得 ，
瓷片继续沿圆柱体减速下落直到落地，加速度大小为 ，由牛顿第二定律得 ，
解得 ，
设下落时间为 ，则 ，
解得 ，
下落总时间 。
9. （1）
【解析】根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：
，
则物体在前 内的位移为：
（2）
【解析】物体在 末的速度为：，撤去外力后的加速度为：。
物体速度减为零的时间为：。
则 内的位移等于 内的位移，即：
10. （1）
【解析】， 一起下落做自由落体运动，进入相互作用区时速度 ，进入相互作用区后， 做“类竖直上抛”，先向下做匀减速，再向上做匀加速， 穿出 时，， 继续做匀加速运动，对 ：，即 （向上），对 ：，所以 （向下），所以 穿出区域 时 。此时 ；
（2）
【解析】要满足上述条件，区域 的最小高度 即 做“类竖直上抛”的最大高度，所以 。
11. （1）
【解析】由题图得： 内，
根据牛顿第二定律可得：前 有
后有 ，代入数据可解得：。
（2）
【解析】由（1）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. 两实心小球甲和乙由同种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落相同距离。假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关，则甲球
A. 用时较长 B. 末速度较大
C. 重力势能变化较少 D. 阻力做功较少
3. 一小球在空气中从某高处由静止开始下落， 时刻到达地面。其 图象如图。由此可以断定物体在下落过程中
A. 不受空气阻力 B. 受到的空气阻力大小不变
C. 受到的空气阻力越来越小 D. 受到的空气阻力越来越大
4. 生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微级材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为 ，手机所在平面与水平面间的夹角为 ，则下列说法正确的是
A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于
B. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力不为零
C. 高铁匀速行驶时，手机可能受到 个力作用
D. 高铁减速行驶时，手机可能受到 个力作用
二、双项选择题（共1小题；共4分）
5. 人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上做匀减速运动，如图所示。以下说法正确的是
A. 人受到重力和支持力的作用
B. 人受到的合外力为零
C. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用
D. 人受到的合外力方向与速度方向相反
三、多项选择题（共1小题；共4分）
6. 如图所示，竖直平面内有一光滑直杆 ，杆与水平方向的夹角为 ，一质量为 的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力 ，并从 端由静止释放，改变直杆和水平方向的夹角 ，当直杆与水平方向的夹角为 时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为 ，则
A. 恒力 一定沿与水平方向夹 斜向右下的方向
B. 恒力 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向夹 斜向右下的方向
C. 若恒力 的方向水平向右，则恒力 的大小为
D. 恒力 的最小值为
四、解答题（共5小题；共65分）
7. 如图所示，某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为 ，一个苹果从树冠顶端的树梢上由干受到扰动面自由下落。该同学测出苹果经过树干所用的时间为 。重力加速度取 ：则：
（1）苹果树树冠部分的高度约为多少
（2）苹果落地时的速度为多大
8. 一个小圆环瓷片最高能从 处由静止释放后直接撞击地面而不被摔坏。现让该小圆环瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑，瓷片与圆柱体之间的摩擦力是瓷片重力的 倍，如图所示。若让该装置从距地面 高处从静止开始下落，瓷片落地恰好没被摔坏。已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的 ，圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖直方向， 取 。求：
（1）瓷片直接撞击地面而不被摔坏时，瓷片着地时的最大速度；
（2）瓷片随圆柱体从静止到落地，下落总时间。
9. 如图所示，质量为 的物块在水平拉力 的作用下，从静止开始向右运动。物体与水平地面间的动摩擦因数 。求：
（1）在力 的作用下，物体在前 内的位移；
（2）在 末立即撤去力 ，再经 物体还能运动多远 （ 取 ）
10. 在地面上方，一小圆环 套在一条均匀足够长的直杆 上， 和 的质量均为 ，它们之间的滑动摩擦力 。开始时 处于 的下端， 竖直放置。在 的下方 处的空中存在一个“相互作用”区域 ，固定在空中如图中画有虚线的部分。当 进入区域 时， 就受到方向向上的恒力 作用，。区域 对杆 不产生作用力。 和 一起由静止开始下落，当 穿出区域 时速度大小为 ，不计空气阻力，重力加速度 。求：
（1）当 穿出区域 时，杆 的速度；
（2）要满足上述条件，区域 的最小高度 。
11. 如图甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角为 ，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力 作用下向上运动，推力 与小环速度 随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度 。求：
（1）小环的质量 ；
（2）细杆与地面间的夹角 。
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
3. D
4. D
【解析】高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面平衡力，B错误；高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共 个力作用，C错误；高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共 个力作用，D正确。
第二部分
5. C， D
【解析】设人的加速度大小为 ，人的加速度斜向下，将加速度分解到水平和竖直方向得：
，方向水平向右；，方向竖直向下，
水平方向受静摩擦力作用，，方向水平向右，故人受到重力、支持力和静摩擦力三个力作用。
人做匀减速运动，有牛顿定律可知，人受到的合外力方向与速度方向相反，故CD正确，AB错误。
第三部分
6. B， C， D
第四部分
7. （1）
【解析】设开始下落到达树干的上沿的时间为 ，有：
代入数据
解得：。
则：。
（2） 。
【解析】苹果落地的速度为：
8. （1）
【解析】设瓷片质量为 ，从 处下落时加速度为 ，由牛顿第二定律得 ，
解得 ，
设瓷片落地时速度为 ，则 ，
解得 。
（2）
【解析】设瓷片随圆柱体一起加速下落时的加速度为 ，，
设圆柱体落地时瓷片速度为 ，则 ，
解得 ，
设下落时间为 ，则 ，
解得 ，
瓷片继续沿圆柱体减速下落直到落地，加速度大小为 ，由牛顿第二定律得 ，
解得 ，
设下落时间为 ，则 ，
解得 ，
下落总时间 。
9. （1）
【解析】根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：
，
则物体在前 内的位移为：
（2）
【解析】物体在 末的速度为：，撤去外力后的加速度为：。
物体速度减为零的时间为：。
则 内的位移等于 内的位移，即：
10. （1）
【解析】， 一起下落做自由落体运动，进入相互作用区时速度 ，进入相互作用区后， 做“类竖直上抛”，先向下做匀减速，再向上做匀加速， 穿出 时，， 继续做匀加速运动，对 ：，即 （向上），对 ：，所以 （向下），所以 穿出区域 时 。此时 ；
（2）
【解析】要满足上述条件，区域 的最小高度 即 做“类竖直上抛”的最大高度，所以 。
11. （1）
【解析】由题图得： 内，
根据牛顿第二定律可得：前 有
后有 ，代入数据可解得：。
（2）
【解析】由（1）得 。
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