高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用精品课堂检测

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用精品课堂检测，共15页。试卷主要包含了5牛顿运动定律的综合运用，8m/s2，6N，5 0，8m．假设驾驶员反应时间为0等内容，欢迎下载使用。

过关训练
一、单选题
1．一辆货车运载若干相同的、光滑圆柱形空油桶，质量均为m．如图所示，底层油桶平整排列、相互紧贴．上层只有一只桶油C，自由摆放在油桶A、B之间，且与汽车一起处于静止状态．重力加速度为g．若汽车向左加速运动时（C始终与汽车相对静止），则
A．A对C的支持力增大
B．B对C的支持力减小
C．当加速度时，B对C的支持力为
D．当加速度时，C对A、B的压力均为
【答案】C
【详解】
对C受力分析，由牛顿第二定律：
解得
AB．则当汽车向左加速时，则a变大，则FA减小，FB增加，选项AB错误；
C．当加速度时，由可得，B对C的支持力为
选项C正确；
D．当加速度时，C对B的压力为，C对A的压力为0，选项D错误．
2．如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下．下滑位移x时的速度为v，其x－v2图象如图乙所示，取g＝10 m/s2，则斜面倾角θ为( )
A．30°B．45°C．60°D．75°
【答案】A
【详解】
由匀变速直线运动的速度位移公式可得：v2=2ax，整理得：，由x-v2图象可知小物块的加速度a=5 m/s2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度：a=gsin θ，解得：，解得：θ=30°，故A正确，BCD错误．故选A．
【点睛】
本题考查了求斜面倾角问题，应用匀变速直线运动的速度位移公式求出图象的函数表达式，根据图示图象求出物体的加速度是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律可以解题．
3．某同学在水平运动的列车车厢顶部用细线悬挂一个小球研究列车的运动。某段时间内，细线偏离竖直方向一定角度并相对车厢保持静止，如图所示。关于列车的运动，下列判断正确的是（ ）
A．加速度一定向右B．加速度一定向左
C．一定向右运动D．一定向左运动
【答案】A
【详解】
AB．以小球为研究对象，分析受力情况如图所示
小球受到重力mg和细线的拉力F，由于小球的加速度水平向右，根据牛顿第二定律得知，小球的合力也水平向右，故加速度的方向向右。故A正确，B错误。
CD．根据牛顿第二定律则有
解得：
θ一定，则加速度a一定，汽车的加速度也一定，则汽车可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动。故CD错误。
故选A。
4．质量为的木块放在倾角为的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑。若用沿斜面向上的力作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间木块沿斜面上滑的距离，则推力的大小为（取）（ ）
A．42NB．6NC．21ND．36N
【答案】D
【详解】
因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知
所以
当木块在推力作用下沿斜面匀加速上滑时，由运动学公式
解得
由牛顿第二定律得
联立并代入数据解得
故选D。
5．如图所示，轻绳跨过定滑轮，下端系一质量为m1＝2kg的重物，另一端系一质量为m2＝3kg的木块，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10m/s2，在重物拉动木块运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．木块的加速度为m/s2
B．重物的加速度为7m/s2
C．重物的加速度为2.8m/s2
D．轻绳中的张力为9.6N
【答案】C
【详解】
对重物有
m1g－T＝m1a
对木块有
T－μm2g＝m2a
解得
a＝2.8m/s2
T＝14.4N
故选C。
二、多选题
6．汽车在刹车过程中，下列说法正确的是（ ）
A．汽车对地面的摩擦力大于地面对汽车的摩擦力
B．汽车对地面的摩擦力与地面对汽车的摩擦力大小相等
C．汽车对地面的摩擦力与地面对汽车的摩擦力是一对作用力和反作用力
D．汽车的速度在减小，汽车的惯性也在减小
【答案】BC
【详解】
ABC．汽车对地面的摩擦力与地面对汽车的摩擦力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，A错误，BC正确；
D．惯性只和质量有关，故汽车的速度在减小时惯性不变，D错误。
故选BC。
三、填空题
7．如图所示，物体在水平拉力F=10N的作用下，沿水平面做匀速直线运动，2s后撤去拉力，其v-t图象如图所示，则物体所受的摩擦力大小f=_______N；撤去拉力后，物体做_________直线运动（填“匀加速”或“匀减速”），加速度大小a=_______。

【答案】10 匀减速 1
【详解】
[1]匀速运动时
[2]撤去拉力后，物体在摩擦力的作用下做匀减速直线运动。
[3]由图像得
解得
8．在水平桌面上，质量为2kg的物体在5N的水平拉力作用下以1 m/s2的加速度作匀加速直线运动，当水平拉力增大到10N时，木块的加速度是__________ m/s2，当水平力再减小到2N时，木块的加速度大小是__________ m/s2，此时加速度方向与滑行方向__________。
【答案】3.5 0.5 相反
【详解】
[1]设物体所受阻力为f，当拉力为5N时，由牛顿第二定律可得
解得：
当拉力为10N时，由牛顿第二定律可得
解得：
[2] 当水平力再减小到2N时，由牛顿第二定律可得
解得：
[3]此时加速度方向与运动方向相反。
9．一个物体从倾角为的斜面下滑，如果斜面是光滑的，则物体的加速度是________；如果斜面不光滑，而物体刚好能匀速下滑，则物体与斜面间滑动摩擦系数为________。
【答案】
【详解】
[1]对于光滑斜面，受力分析由牛顿第二定律可知：
则加速度为
[2]对于粗糙斜面，当物体匀速下滑时，则有
解得：
10．如图所示，质量为m的物体放在倾角为30°的斜面上。若不计一切摩擦，物体沿斜面下滑的加速度大小为________；若物体恰好能沿着斜面匀速下滑，则物体与斜面之间的摩擦因数________。
【答案】5
【详解】
[1]若不计摩擦，则
故
[2]若物体恰好匀速下滑，则
解得。
四、解答题
11．近年来，全国广泛开展了礼让斑马线专项行动，“文明行车，礼让行人”成为了很多司机的出行共识．某汽车以12m/s的速度沿倾角为37°的斜坡向上匀速行驶，驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车停下来时距离斑马线1.8m．假设驾驶员反应时间为0.5s，汽车运动的v-t图像如图所示．若汽车和人的总质量为m=1500kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8．求：
（1）在驾驶员反应时间内，汽车行驶的位移大小;
（2）汽车在刹车过程中所用时间;
（3）若认为驾驶员急刹车时车与地面之间是滑动摩擦，求动摩擦因数μ．
【答案】（1）（2）（3）
【分析】
汽车在驾驶员的反应时间内做匀速直线运动，由匀速运动求反应时间内汽车行驶的距离，刹车后汽车做匀减速运动，根据总位移等于15m列式，求出匀减速直线运动花费的时间，再求匀减速直线运动的加速度以及摩擦因数等；
【详解】
（1）由题可知初速度为，在驾驶员反应时间内车辆仍做匀速运动，则该时间内汽车行驶的位移的大小为：；
（2）由题可知，汽车减速运动的位移为：
根据速度与位移关系可知加速度为：
则根据速度与时间关系可知刹车时间为：；
（3）由于汽车在斜面上刹车，根据牛顿第二定律有：
代入数据可以得到：．
【点睛】
本题要求同学们掌握匀变速直线运动的速度时间关系式和位移时间关系式，要知道在驾驶员反应时间内汽车做匀速运动．注意汽车刹车的末速度为0．
12．商场工作人员拉着质量m=20kg的木箱沿水平地面运动．若用F1=100的水平力拉木箱，木箱恰好做匀速直线运动；现改用F2=150N、与水平方向成53∘斜向上的拉力作用于静止的木箱上，如图所示．已知sin53∘=0.8，cs53∘=0.60，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）木箱与地面之间的动摩擦因数；
（2）F2作用在木箱上时，木箱运动的加速度大小；
（3）F2作用在木箱上4.0s时间内木箱移动的距离．
【答案】（1）μ=0.5（2）a=2.5m/s2（3）s=20m
【详解】
（1）由于木箱在水平拉力下匀速运动，根据牛顿第二定律，F1-μmg=0
解得：μ==0.5
（2）将F2沿着水平与竖直方向分解，F2沿水平和竖直方向的分量分别为
F2x=F2cs53° F2y=F2sin53°
木箱受到水平地面的支持力 FN=mg-F2y
根据牛顿第二定律，F2x-μFN=ma
解得木箱运动的加速度大小为 a=2.5 m/s2
（3）根据运动学公式，木箱的位移 x=at2=20m．
【点睛】根据二力平衡求出摩擦力的大小，之后物体就是匀加速直线运动，由匀变速直线运动的规律求解即可．
13．如图所示，一个质量为的物块静止在光滑水平面上，现用恒定拉力拉动物块，拉力方向与水平方向成角斜向上，物块运动时速度大小为，取，。求：
（1）物块运动时加速度的大小；
（2）内物块发生的位移；
（3）拉力的大小。
【答案】（1）4m/s2；（2）18m；（3）10N
【详解】
（1）物体运动3s时速度大小为12m/s，故加速度为
（2）内物块发生的位移为
（3）对物体由牛顿第二定律得
将加速度代入可得
14．机车质量为100 t，设它从停车场出发经225 m后速度达到54 km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站。机车又行驶了15s才停在站上，设机车所受的阻力保持不变.求：
（1）机车所受的阻力；
（2）机车关闭发动机前所受的牵引力。
【答案】(1)；(2)
【详解】
(1)由题知，，减速过程有
所以机车所受的阻力大小。
(2)加速过程，根据速度位移关系公式得
解得
由牛顿第二定律得
解得机车关闭发动机前所受的牵引力
15．如图所示，一个质量的物体放在水平地面上。对物体施加一个水平拉力，使物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知物体与水平地面间的动摩擦因数，取重力加速度。
（1）求物体运动的加速度大小a；
（2）求物体在时的速率v；
（3）若经过后撒去拉力F，求撤去拉力后物体可以滑行的最大距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）对物体受力分析，由牛顿第二定律有
解得
（2）由速度与时间关系可知
（3）若经过后撒去拉力F，物体受摩擦力做匀减速直线运动，设加速度为，有
可得
则减速滑行的最大距离为
16．汽车轮胎与水平路面的动摩擦因数为，一辆汽车正以的速度行驶，紧急刹车后车轮抱死，取，求：
(1)刹车后时的速度大小；
(2)刹车后还能行驶的距离；
(3)停止前最后内行驶距离。
【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)汽车的初速度大小为，汽车刹车的过程中，由牛顿第二定律有
则加速度大小为
则刹车时间为
因
汽车还未停止，有
(2)汽车刹车的位移为
(3)汽车停止前最后做末速度为零的匀减速直线运动，由逆向思维法可得
m
17．商场工作人员从静止开始推着质量m=20kg的货箱沿水平地面加速滑行．已知推力F=120N，摩擦力f=100N，g取10m/s2，求:
(1)货箱与地面之间的动摩擦因数；
(2)货箱运动的加速度大小；
(3)货箱运动4.0s时的速度和位移的大小．
【答案】(1)0.5(2)1m/s2(3)4m/s；8m
【详解】
(1)根据摩擦力方程 可知
(2)根据牛顿第二定律 可得
(3)根据匀变速速度关系可知4.0s时的速度
4.0s时的位移
答：(1)0.5(2)1m/s2(3)4m/s；8m
18．一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是，求内运动员的位移和末的速度大小。（取，结果保留一位小数）
【答案】，
【详解】
以滑雪运动员为研究对象，受力情况如图所示
将重力分解为沿垂直于山坡方向和沿山坡方向的分力，根据牛顿第二定律
且
联立可得
根据位移时间公式
联立并代入数据解得
根据速度时间公式可得速度为
19．如图所示，一个质量为的物块放在水平地面上，现在对物块施加一个大小为的水平恒力F，使物块从静止开始向右移动后立即撤去F。物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小。
（1）求撤去F时，物块的速度大小；
（2）撤去F后，物块经过多长时间停止运动？
【答案】（1）；（2）
【详解】
（1）设撤去F时物块的速度大小为v，由动能定理得

解得
（2）设撤去F后物块还能滑行的时间为t，由牛顿第二定律得

由运动学规律得

解得
20．如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求：
（1）物体加速度的大小a；
（2）物体在前内位移的大小x。
【答案】（1）3m/s2；（2）24m
【详解】
（1）根据牛顿第二定律有
a = = 3m/s2
（2）根据匀变速直线运动位移与时间的关系有
x = at2 = × 3 × 42m = 24m
21．光滑水平桌面有一个静止的物体，质量为1kg，在4N的水平拉力作用下开始运动。求：
（1）物体运动时的加速度大小；
（2）前5s内物体的位移大小。
【答案】（1）4m/s2；（2）50m
【详解】
（1）根据牛顿第二定律，物体的加速度大小为
（2）物体前5s内通过的位移大小为