物理人教版(2019)必修第一册 4.5 牛顿运动定律的应用(含答案)

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名称 物理人教版(2019)必修第一册 4.5 牛顿运动定律的应用(含答案)
格式 docx
文件大小 1.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-01-10 09:52:57

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物理人教版(2019)必修第一册4.5 牛顿运动定律的应用
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2023届安徽省皖南八校高三上学期第二次大联考理综物理试题)如图是一小物体先从倾角为θ1=53°斜面滑下后再滑上倾角为θ2=37°的斜面运动过程的速度大小随时间变化的图像,两斜面动摩擦因数均为μ,图中v未知,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,则(  )
A.μ=0.5 B.v=8m/s
C.沿斜面下滑位移为8m D.沿斜面上滑位移为10m
(2022春·北京顺义·高一统考期末)请阅读下述文字,完成下列小题。
某次抢险救灾演习中,直升飞机向某区域定点空投物资包,物资包离开飞机可以看作自由落体运动,当物资包速度达到55m/s时自动打开降落伞,到达地面时速度减为5m/s。如果认为开始打开降落伞直至落地前物资包在做匀减速运动,加速度的大小为,降落伞与物资包视为一个整体,整体的质量为60kg,重力加速度g取。
2.自动打开降落伞时物资包距离地面的高度是(  )
A.55m B.100m C.125m D.376m
3.打开降落伞后这个整体受到的阻力大小是(  )
A.120N B.600N C.720N D.1320N
4.物资包从离开飞机到落地经历的时间约为(  )
A.4.17s B.5.5s C.7.6s D.9.67s
5.(2022春·河北·高三统考阶段练习)如图所示,一物块静置于水平地面上A点。当用水平方向的力F拉物块时,物块由A点运动到B点所用的时间为t;当仅将力F的方向改为与水平方向成53°斜向上时,物块由A点运动到B点所用的时间仍为t,则物块与地面之间的动摩擦因数为(  )
A. B. C. D.
6.(2022·全国·高一假期作业)一物块在时刻滑上一固定斜面,其运动的图线如图所示,若重力加速度及图中的、、均为已知量,则下列正确的是( )
A.斜面的倾角的余弦值
B.物块向上滑动时的加速度
C.物块沿斜面向上滑行的最大竖直高度
D.物块与斜面间的动摩擦因数
7.(2022·全国·高一假期作业)儿童游乐场里“淘气堡”生意火爆,成为了小朋友们的欢乐海洋。如图,一质量为50kg的小男孩,从斜面上端由静止沿斜面向下滑至底端后,冲入“海洋球”中,玩得非常开心。若斜面长4m,斜面与水平面夹角为37°,男孩在斜面上滑行时间为2s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则男孩与斜面间的动摩擦因数为(  )
A.0.5 B.0.4 C.0.6 D.0.2
8.(2021春·江苏·高二学业考试)静止物体受到如图所示变化的合外力作用而发生运动,则其在此期间物体运动的速度图线应为图中的(  )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(2022春·河南·高一校联考期末)如图所示,物块A与物块B叠放一起沿固定在水平地面上的粗糙斜面C加速下滑。下列说法正确的是(  )
A.A、B之间一定有摩擦力
B.A、B之间可能无弹力
C.地面对斜面的摩擦力方向向左
D.斜面对地面的压力等于A、B、C三者的总重力
10.(2022·全国·高一假期作业)如图所示,在光滑水平面上,一个小物块放在静止的小车上,物块和小车间的动摩擦因数,重力加速度。现用水平恒力F拉动小车,关于物块的加速度和小车的加速度的大小,下列选项可能正确的是(  )
A., B.,
C., D.,
11.(2022春·浙江杭州·高一校联考阶段练习)如图所示,P是斜面的一点,斜面上P点以下部分粗糙,P点上方部分是光滑的。A、B两滑块(看作质点)紧靠在一起,在沿斜面向上的恒力F作用下,从斜面底部由静止开始上滑。滑过P点前A、B间的弹力为,过P点之后A、B间弹力为,已知两滑块与斜面上P点以下部分的动摩擦因数相同,则下列正确的是(  )
A. B.
C. D.A对B的弹力是A的形变而产生的
12.(2022春·安徽·高一学业考试)如图所示,一个楔形物块M上表面水平且光滑,下表面粗糙,在粗糙斜面上加速下滑,加速度大小为。现在M上放一光滑小球m,从静止开始一起释放,在小球碰到斜面前,关于小球m的运动轨迹和物块M的加速度大小说法正确的是(  )
A.小球m的运动轨迹是竖直向下的直线
B.小球m的运动轨迹是沿斜面方向的直线
C.大于
D.等于
13.(2022春·四川成都·高一成都七中阶段练习)如图所示,轻质弹簧下端固定在水平地面上,上端叠放着两个物体A、B,系统处于静止状态。现用大小为22N的恒力竖直向上拉物体A。已知物体A的质量,物体B的质量,弹簧的劲度系数为,重力加速度g取。下列说法正确的是(  )
A.恒力作用瞬间,A、B即分离
B.物块A上升时,A、B开始分离
C.恒力作用瞬间,A的加速度大小为
D.物块A、B分离前,物块B的最大加速度大小为
14.(2022春·四川成都·高一成都七中阶段练习)如图所示,质量的空铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量的小木块(视为质点)恰好能静止在后壁上,小木块与铁箱内表面间的动摩擦因数为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,下列说法正确的是(  )
A.铁箱的加速度大小a=50.5m/s2
B.
C.由于小木块恰好能静止在后壁上,说明小木块此时处于平衡状态
D.铁箱对小木块的作用力大小为
三、解答题
15.(2022春·广东深圳·高一统考期末)如图所示为某游乐园中供小朋友玩耍的滑梯,滑梯由斜面和水平面两部分构成,斜面部分倾角为16°、长为20m,水平面部分长为8m。质量M = 25kg的小朋友乘坐滑行用具(质量m约为5kg)从斜面顶端静止下滑,滑行用具与斜面间的动摩擦因数,不计滑行用具经过斜面最低点连接处的机械能损失,忽略空气阻力,sin16° ≈ 0.28,cos16° ≈ 0.96,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小朋友在斜面上的加速度大小a1和滑到斜面底端时的速度大小v;
(2)为安全起见,滑行用具不能滑出滑梯末端,则滑行用具与滑梯水平部分的动摩擦因数μ2至少多大才符合要求?
16.(2022春·浙江杭州·高一校联考阶段练习)滑板车是很多儿童喜爱的运动工具。如图所示是某儿童在做直线滑行练习,他右脚踩在滑板上,左脚间断性地蹬地使车前进。该儿童与滑板车的总质量m=40kg,设儿童脚蹬地产生的水平向前的动力F恒为120N,儿童和滑板车受到的阻力恒为40N。儿童蹬地1s获得初速度,此后开始周期性运动,收起左脚让车自由滑行,再用脚蹬地,接着又让车自由滑行后脚蹬地……如此循环。求∶
(1)儿童减速和加速运动的加速度大小和;
(2)自由滑行的时间;
(3)儿童运动很长一段时间的平均速度。
17.(2019春·河北衡水·高三河北衡水中学校考阶段练习)如图所示,倾角α = 30°的足够长传送带上有一长L = 1.0m,质量M = 0.5kg的薄木板,木板的最右端叠放质量为m = 0.3kg的小木块。对木板施加一沿传送带向上的恒力F,同时让传送带逆时针转动,运行速度v = 1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数,木板与传送带间的动摩擦因数,取g = 10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若在恒力F作用下,薄木板保持静止不动,通过计算判定小木块所处的状态;
(2)若小木块和薄木板相对静止,一起沿传送带向上滑动,求所施恒力的最大值Fm;
(3)若F = 10N,木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内,木板相对传送带的位移是多少。
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案:
1.A
【详解】AB.小物体从倾角为53°斜面滑下时,由牛顿第二定律有
滑上倾角为37°的斜面时,由牛顿第二定律有
其中

解得

故A正确,B错误;
CD.v-t图线与横轴所围区域的面积表示物体运动的位移,所以沿斜面下滑的位移为
上滑的位移为
故CD错误。
故选A。
2.C 3.D 4.D
【解析】2.令,,自动打开降落伞时物资包距离地面的高度为h,根据位移与速度的关系有
解得
h=125m
故选C。
3.根据牛顿第二定律有
解得
f=1320N
故选D。
4.自由下落过程有
匀减速过程有
解得
故选D。
5.B
【详解】物块由A点运动到B点的时间相等,说明两种情况下加速度相同。第一种情况列牛顿第二定律
第二种情况列牛顿第二定律
联立两式解得
故选B。
6.C
【详解】B.由图可知,物体先向上减速到达最高,物块向上滑动时的加速度大小
故B错误;
A.由图可知,以后物块向下加速运动,物块向下滑动时的加速度大小
根据牛顿第二定律,物块向上滑动时
物块向下滑动时
联立解得
故A错误,D错误;
C.由图可知,物块沿斜面向上滑行的最大竖直高度
故C正确。
故选C。
7.A
【详解】根据位移时间关系
可得
小孩在斜面上运动,由牛顿第二定律有
解得
故选A。
8.B
【详解】由图可知,在0~t时间内,物体受到正方向恒定的合力,根据牛顿第二定律可知,加速度为正,物体做初速度为零的匀加速直线运动。t~2t时间内合外力方向变为负方向,大小与0~t时间内的合外力大小相等,所以物体做正方向的匀减速直线运动,根据对称性可知,2t时刻物体减速为零。
故选B。
9.AC
【详解】B.令斜面夹角为θ,对AB整体分析有
解得
若A、B之间无弹力,则A、B之间必定无摩擦力,则A仅仅受到重力作用,其加速度为g,这与整体法分析求出的加速度不符合,因此A、B之间必定有弹力,B错误;
A.根据题意AB保持相对静止,当A相对B有沿两者接触面向下运动的趋势,因此B对A有沿接触面向上的摩擦力作用,A正确;
C.由于AB有沿斜面向下的加速度,即AB整体有水平向左的分加速度,可以等效认为ABC整体有向左的平均加速度,可知地面对斜面的摩擦力方向向左,C正确;
D.由于AB有沿斜面向下的加速度,即AB整体有竖直向下的分加速度,即ABC整体处于失重状态,则斜面对地面的压力小于A、B、C三者的总重力,D错误。
故选AC。
10.AC
【详解】当m与M恰好不发生相对滑动时,两者加速度恰好相等,此时临界加速度为,
对m,根据牛顿第二定律
解得
此时拉力为

物块和小车不会发生相对滑动,两者加速度相等,且小都于

两者会发生相对滑动,m的加速度为,而M的加速度大于。
故选AC。
11.AD
【详解】ABC.令斜面倾角为,A、B质量分别为m1、m2,滑块在P点下方时,对A、B整体分析有
对A分析有
解得
滑块在P点上方时,对A、B整体分析有
对A分析有
解得
可知
A正确,BC错误;
D.根据弹力的产生条件可知,A对B的弹力是A的形变而产生的,D正确。
故选AD。
12.AC
【详解】AB.小球受到的重力与物块的支持力方向均在竖直方向上,即小球的加速度方向始终在竖直方向上,可知当静止释放小球后,在小球碰到斜面前,小球m的运动轨迹是竖直向下的直线,A正确,B错误;
CD.没有放小球前,对楔形物块M进行受力分析如图所示
则有

解得
小球后,对楔形物块M进行受力分析如图所示
则有

解得
可知,大于,C正确,D错误。
故选AC。
13.BD
【详解】AC.恒力作用瞬间,假设A、B没有分离,对A、B整体有
解得
对A分析有
解得
可知假设成立,即恒力作用瞬间,A、B不会分离,此时两者的加速度均为,AC错误;
B.没有施加恒力时,弹簧处于压缩,对A、B有
解得
当A、B刚刚分离时,两者加速度相等,两者之间的弹力恰好为0,则对A分析有
解得
对B分析有
解得
可知,A、B开始分离,物块A上升距离为
解得
B正确;
D.物块A、B分离前,对A、B分析有
分离前,弹簧的压缩量逐渐减小,可知,加速度逐渐减小,则恒力开始作用的瞬间加速度最大,根据上述,该最大加速度大小为,D正确。
故选BD。
14.BD
【详解】A.对铁箱与小木块整体有
解得
a=40m/s2
A错误;
B.小木块恰好能静止在后壁上,表明其所受摩擦力达到最大静摩擦力,对小木块进行分析有

解得
N=40N,
B正确;
C.小木块虽然恰好能静止在后壁上,但小木块有水平向右的加速度,其所受外力的合力不等于0,因此,小木块此时处于非平衡状态,C错误;
D.铁箱对小木块的作用力有摩擦力与弹力,铁箱对小木块的作用力大小等于这两个力的合力,则
解得
D正确。
故选BD。
15.(1)1.6m/s2,8m/s;(2)0.4
【详解】(1)小朋友和滑行用具为研究对象,受力分析如图所示
根据牛顿第二定律有
(M+m)gsin16°-f = (M+m)a1
其中
f = μ1FN
FN= (M+m)gcos16°
解得
a1= 1.6m/s2
在斜面轨道上做匀加速直线运动,有
v2= 2a1x
可得
v = 8m/s
(2)在水平轨道上时,受力分析如图
小朋友和滑行用具匀减速直线运动到滑梯末端静止,有
0-v2= -2a2x2
其中
解得
μ2= 0.4
所以滑行用具与滑梯水平部分的动摩擦因数至少为0.4才符合要求。
16.(1),;(2)1s;(3)1.5m/s
【详解】(1)儿童在减速过程有
儿童在加速过程有
(2)减速过程的末速度等于减速过程的初速度,则有
解得
(3)1s末的速度
2s末的速度
平均速度
17.(1)木块处于静止状态;(2)9N;(3)1s,3.25m
【详解】(1)对小木块受力分析如图甲所示
木块重力沿斜面的分力
木板对木块的最大静摩擦力
小木块处于静止状态;
(2)设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为,小木块受力如图乙所示,则

设木块和木板一起沿斜面向上滑动时所加恒力的最大值为,木板受力如图丙所示

(3)因为,所以两者发生相对滑动,由(2)知小木块
长木板
解得
根据数学知识得

分离前这段时间内,木板相对传送带的位移

答案第1页,共2页
答案第1页,共2页