4.5牛顿运动定律的应用 —【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册检测（含答案）

（一）
1．在国际单位制中，长度、质量和时间三个基本物理量的基本单位是（　　）
A．km、g和h B．km、kg和s
C．m、kg和s D．km、kg和h
2．如图所示，在光滑的水平杆上穿两个重力均为2N的球A、B。在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压短了10cm，两条线的夹角为60°，则（　　）
A．弹簧的弹力大小为0.5N
B．细线的拉力大小为
C．球C的重力为2N
D．杆对球A的支持力为
3．一物体从高为20m的地方自由落下，取当地的重力加速度g=10m/s2，则（　　）
A．物体下落的时间为3s
B．以物体落地时的速度为30m/s
C．物体全程的平均速度为10m/s
D．物体下落一半距离时速度为15m/s
4．如图，一辆货车载着一些相同的圆柱形光滑空油桶，底部一层油桶平整排列且相互紧贴，上一层只有一只桶C自由摆放在A、B桶之间。当向左行驶的货车紧急刹车时，桶C有可能脱离B而撞向驾驶室造成危险。已知重力加速度为g，要使油桶C不离开B，则货车刹车时加速度的最大值为（　　）
A． B． C． D．
5．（多选）如右图所示，用网兜把足球挂在光滑墙壁上的钉子上。在将悬绳的悬挂
点沿钉子缓慢移向钉帽的过程中（　　）
A．悬绳对足球的拉力变小 B．悬绳对足球的拉力变大
C．墙壁对足球的支持力变小 D．墙壁对足球的支持力变大
6．（多选）如图，质量相等的小球A和小球B通过轻弹簧相连，A通过轻质绳系于天花板上，系统静止，重力加速度为g。则当剪断轻绳的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．小球B的加速度大小为0
B．小球B的加速度大小为g
C．小球A的加速度大小为g
D．小球A的加速度大小为
7．如图所示，滑梯与水平地面平滑连接，滑梯的长度，倾角，质量的小孩从滑梯顶端由静止开始匀加速直线滑下，离开滑梯时的速度，取，，，求小孩对滑梯的压力及小孩下滑时受到的阻力。
8．质量为10kg的环在F=200N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F与杆的夹角也为。力F作用0.5s后撤去，环在杆上继续上滑了0.4s后，速度减为零。求：
(1)环与杆之间的动摩擦因数μ；
(2)环沿杆向上运动的总距离s。
（二）
1．如图所示，用与竖直方向成θ角（θ＜）的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力为F1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角，绳b的拉力为F2，再逆时针转过θ角固定，绳b的拉力为F3，则（　　）
A．F1B．F1=F3>F2
C．绳a的拉力先减小后增大
D．绳a的拉力一直增大
2．如图所示，用筷子夹质量为的小球，筷子与小球球心均在竖直平面内，筷子和竖直方向的夹角均为，此时小球受到的摩擦力为0，则小球与筷子间的弹力为（　　）
A． B． C． D．
3、A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量为mA>mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为(　　)
A．xA＝xB B．xA>xB
C．xA4、用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是(　　)
A．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2
B．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2
C．v＝4.5 m/s，a＝0
D．v＝7.5 m/s，a＝0
5．（多选）一水平加速度测量仪装置构造如图所示，在沿水平方向安装的固定光滑杆上套一个质量为的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定端相连，滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上的指针指在点，可通过标尺测出滑块的位移，若指针向右偏离点的距离为，则滑块的（　　）
A．加速度方向向左 B．速度方向向右
C．加速度大小为 D．加速度大小为
6．（多选）在水平面上用水平力F拉物体从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v时撤掉F，物体在水平面上滑行直到停止，物体的速度图象如图所示，撤掉F前的加速度为a1，撤掉F后的加速度为a2，物体在水平面上的摩擦力为f，则：（　　）
A．a1：a2=3：1 B．a1：a2=4：1
C．F：f=4：1 D．F：f=4：3
7、物体以14.4 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为θ＝37°的斜坡，到最高点后再滑下，如图3所示．已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15，求：
(1)物体沿斜面上滑的最大位移；
(2)物体沿斜面下滑的时间．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
8、质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图3所示的力F，F＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止，g取10 m/s2，则：
(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．
(2)物体运动过程中最大速度是多少？
(3)物体运动的总位移是多少？
参考答案（一）
1．C
长度的基本单位为米（m），质量的基本单位为千克（kg），时间的基本单位为秒（s），ABD错误，C正确。
故选C。
2．D
A．根据胡克定律可知，弹簧的弹力大小为
故A错误；
B．对A进行受力分析，根据物体的平衡条件可知
解得绳的拉力大小
故B错误；
C．对球C进行受力分析，可得球C的重力为
故C错误；
D．杆对球A的支持力为
故D正确。
故选D。
3．C
A．物体下落的时间为
选项A错误；
B．以物体落地时的速度为
v=gt=20m/s
选项B错误；
C．物体全程的平均速度为
选项C正确；
D．物体下落一半距离时速度为
选项D错误。故选C。
4．C
对C进行受力分析如下
只受到重力和A对C支持力，由于C加速度向后，故C的合外力水平向后，根据几关系可知
根据牛顿第二定律有
联立解得
故选C。
5．AC
足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图
运用合成法，根据几何知识得，绳子对球的拉力
现将悬绳的悬挂点沿钉子缓慢移向钉帽的过程中，角θ不断减小，故拉力逐渐减小，支持力也减小。故BD错误，AC正确；
故选AC。
6．AD
当剪断轻绳前，弹簧的弹力为
当剪断轻绳的瞬间
解得
AD正确，BC错误。
故选AD。
7．160N，48N
由，求出
对小孩受力如图所示
由牛顿运动定律
解得
8．(1)0.5；(2)1.8m
(1)设环做匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小分别为a1和a2，撤去力F瞬间物体的速度为v，则由
和
得
代入得
即
根据牛顿第二定律得
联立解得
(2) 所以环沿杆向上运动的总距离
参考答案（二）
1．B
对小球受力分析，受到重力和两个拉力，三力平衡，如图
通过几何关系可知，力F2垂直与细线，故
由图可知，绳a的拉力逐渐减小
故选B。
2．A
对球受力分析，筷子对小球的两个压力，小球的重力，如图所示
在竖直方向上有
解得
故选A。
3、答案　A
解析　通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力，由牛顿第二定律知：μmg＝ma得：a＝μg，可见：aA＝aB.
物体减速到零时滑行的距离最大，由运动学公式可得：
v＝2aAxA，
v＝2aBxB，
又因为vA＝vB，aA＝aB.
所以xA＝xB，A正确．
4、答案　C
解析　前3 s物体由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＝ma，解得：a＝＝ m/s2＝1.5 m/s2,3 s末物体的速度为v＝at＝1.5×3 m/s＝4.5 m/s；3 s后，力F消失，由牛顿第二定律可知加速度立即变为0，物体做匀速直线运动，所以5 s末的速度仍是3 s末的速度，即4.5 m/s，加速度为a＝0，故C正确．
5．BD
小物体受到左侧弹簧的向右的弹力，大小为kx，同时小物体还受到右侧弹簧的向右的弹力，大小也为kx，故合力为
方向水平向右。
根据牛顿第二定律有
方向水平向右
由于滑块原来静止，故速度方向向右。
选项BD正确，AC错误。
故选BD。
6．AC
AB．由图像的斜率等于加速度可知
选项A正确，B错误；
CD．由牛顿第二定律可知


解得
F：f=4：1
选项C正确，D错误。
故选AC。
7、答案　(1)14.4 m　(2) s
解析　(1)上滑时加速度大小设为a1，由牛顿第二定律得：
mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1
解得a1＝7.2 m/s2
上滑最大位移为x＝
代入数据得x＝14.4 m
(2)下滑时加速度大小设为a2，由牛顿第二定律得：
mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma2
解得a2＝4.8 m/s2
由x＝a2t2得下滑时间
t＝ ＝ s
8、解析　(1)当力F作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F时物体的速度达到最大值，撤去F后物体做匀减速直线运动．
(2)撤去F前对物体受力分析如图，有：
Fsin θ＋FN1＝mg
Fcos θ－Ff＝ma1
Ff＝μFN1
x1＝a1t
v＝a1t1，联立各式并代入数据解得
x1＝25 m，v＝5 m/s
(3)撤去F后对物体受力分析如图，有：
Ff′＝μFN2＝ma2，FN2＝mg
2a2x2＝v2，代入数据得x2＝2.5 m
物体运动的总位移：x＝x1＋x2得x＝27.5 m