4.5 牛顿运动定律的应用 课时练习-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

高一物理必修一4.5《牛顿运动定律的应用》课时练习 一、选择题 1．已知甲物体的质量是乙物体的质量的2倍，把它们放置在光滑水平面上，用一个力作用在静止的甲物体上，得到2 m/s2的加速度．如果用相同的力作用在静止的乙物体上，经过2 s，乙物体的速度是（　） A．2 m/s B．4 m/s C．6 m/s D．8 m/s 2．如图甲，t=0时，质量为M的足够长木板在水平恒力F的作用下，在水平地面上由静止开始向右运动。t=3t0时刻，一小物块（看成质点）以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。t=4t0时刻，小物块与木板的速度相同。已知t=0到t=4t0的时间内，木板速度v随时间t变化的图像如图乙所示，其中g为重力加速度大小。已知木板与地面的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（　　） A．小物块和木板间动摩擦因数为2μ B．木板所受水平恒力F的大小为4μMg C．在3t0～4t0时间内，小物块相对木板的位移大小为 D．小物块与木板的质量比为1:2 3．如图甲所示，倾角为的固定斜坡与水平地面平滑连接，物体从斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平地面上的A点（图中未画出）停下。物体在斜坡上运动的图像如图乙所示，图线为过坐标原点的抛物线且坐标原点处斜率为0，运动员在末到达斜坡底端。已知物体与斜坡、水平地面间的动摩擦因数相同，取重力加速度大小，，。下列说法正确的是（　　）。 A．物体在斜坡上运动时的加速度大小为 B．物体运动到斜坡底端时的速度大小为 C．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5 D．A点到斜坡底端的距离为 4．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行，初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面，沿传送带运动的反方向滑上传送带，选的方向为正方向，从物块滑上传送带开始计时，其运动的图像不可能是下图中的（　　） A． B．C． D． 5．如图，将一质量为m的小球靠近一面墙竖直向上抛出，图甲是小球向上运动时抓拍的频闪照片，图乙是小球下落时抓拍的频闪照片，重力加速度为g，假设小球所受的空气阻力大小不变，则可算小球所受空气阻力大约为（    ） A．0.5mg B．0.25mg C．0.2mg D．因砖的尺寸未知，无法估算 6．如图所示，一质量为的小球套在一根足够长的固定直杆上，直杆与水平面的夹角为，现小球在的沿杆向上的拉力作用下，从A点静止出发沿杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数，取重力加速度大小，若2s后撤去拉力F，则小球在上滑过程中距A点的最大距离是（　　） A． B． C．3m D． 7．一物块以一定的速度冲上倾角为的光滑斜面，用x表示物块相对出发点的位移，从冲上斜面底端开始计时，其图像如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是（    ） A．物块的初速度大小为，加速度大小为 B．该斜面的倾角为60° C．末物块的速度为零 D．物块沿斜面上滑的最大距离为10m 8．如图所示，两物体质量为，由轻绳连接绕过滑轮并由静止释放，不计滑轮质量和所有摩擦，则运动过程中（　　） A．轻绳的拉力为 B．轻绳的拉力逐渐减小 C．它们加速度的大小与成正比 D．若是一定值，则加速度大小与成正比 9．如图1所示，一长木板静止于光滑水平桌面上，时，小物块（可视为质点）以速度滑到长木板上，时刻小物块恰好滑至长木板的最右端。图2为物块与木板运动的图像，图中、、已知，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．木块运动的位移为 B．木板的长度为 C．物块与木板的质量之比为 D．物块与木板之间的动摩擦因数为 10．如图甲所示，可视为质点的小球，从固定在水平地面上的光滑斜面的正中间，以2m/s的初速度沿斜面向上运动，小球回到斜面底端时的速度大小为4m/s，此过程中小球的v-t图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．小球在斜面上运动时的加速度大小为5m/s2 B．小球在斜面上运动的时间为2s C．斜面的长度为2.5m D．斜面的高度为1.2m 11．如图甲所示，质量为m的黑色物块在水平拉力F作用下沿水平面向右运动，拉力F随时间的变化规律如图乙所示，物块运动的v − t图像如图丙所示，物块在地面上运动过程中会在地面上留下黑色痕迹。重力加速度g = 10 m/s2，以下说法正确的是（　　） A．物块与地面间的动摩擦因数为μ = 0.5，物块质量m = 1 kg B．物块在0 ~ 9 s内的平均速度大小为7 m/s C．物块在0 ~ 12 s内的平均速率为3.75 m/s D．物块在0 ~ 12 s内在地面上留下的黑色痕迹长为90 m 12．如图甲所示，光滑斜面上有固定挡板A，斜面上叠放着物块B和木板C，木板C下端位于挡板A处，整体处于静止状态。木板C受到逐渐增大的沿斜面向上的拉力F作用时，木板C的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则由图像可知（　　） A．木板C的质量为2kg B．斜面倾角等于 C．木板C和物块B两者间的动摩擦因数为 D．时，物块B和木板C发生相对滑动 二、解答题： 13．如图所示，光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是2kg，在10N的水平恒力作用下开始运动。求： （1）物体加速度a的大小； （2）物体在时速度v的大小。 14．如图甲所示，固定细杆与水平地面成α角，在杆上套有一个小环（可视为质点），时刻，小环从杆的顶端自由滑下，时，对小环施加沿杆向上的推力F，小环在推力F的作用下继续向下运动，推力大小F与小环速度大小v随时间t变化的规律如图乙所示。已知，重力加速度求： (1)小环与细杆间的动摩擦因数μ； (2)小环的质量m； (3)6s~8s时间内，推力的大小。 15．如图，在粗糙水平面上静止放置着质量为，的两个小滑块，小滑块之间用不可伸长的细线连接，滑块与水平面之间的动摩擦因数均为。在水平外力作用下，两小滑块一起沿水平面运动，。求： (1)细线对的拉力大小； (2)在时细线突然断开，还能继续运动多远。 16．如图所示，在光滑水平面上放置长度的木板B，在木板左端放置小滑块A，已知滑块A、木板B的质量分别为、，滑块与木板间动摩擦因数为，现对滑块施加水平向右的外力F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，求： (1)使滑块A与木板B发生相对滑动外力F的最小值； (2)若外力为，作用一段时间后撤去外力，滑块A恰好没有滑离木板B，求力F作用时间。 17．如图所示为货场使用的传送带的模型，足够长的传送带倾斜放置，与水平面夹角为。货物与传送带之间的动摩擦因数，可视为质点的货物质量。 (1)传送带静止，货物以的初速度从A端滑上传送带，货物刚滑上传送带时的加速度为多大？ (2)在（1）中，从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？ (3)传送带以大小为的恒定速率顺时针转动，货物以的初速度从A端滑上传送带，货物再次滑回A端，此过程，货物在传送带上留下的划痕总长度为多少？ (4)为保证货物在传送带上不下滑，在其他条件不变的情况下，可调节传送带与水平方向的夹角θ。应满足怎么的条件？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 一、选择题： 1、 D 2、 C 3、D 4、C 5、A 6、B 7、D 8、D 9、C 10、D 11、A 12、C 二、非选择题： 13．（1）；（2） 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 则物体加速度a的大小为 （2）根据匀变速直线运动规律可得，物体在时速度v的大小为 14．(1) (2)1kg (3) 【详解】（1）在0~2s时间内，由F-t图像和v-t图像可知，小环的加速度 根据牛顿第二定律有 解得 （2）在2s~6s时间内，由v-t图像可知，小环做匀速运动，根据力的平衡有 解得 （3）在6s~8s时间内，小环沿杆向上的加速度 根据牛顿第二定律有 解得 15．(1)8N (2)9m 【详解】（1）对两滑块整体进行分析，根据牛顿第二定律有 对进行分析，根据牛顿第二定律有 解得a=2m/s2，T=8N （2）3s时刻，根据速度公式有 结合上述解得 细线突然断开后，对进行分析，根据牛顿第二定律有 利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 解得x=9m 16．(1)12N (2) 【详解】（1）设滑块A与木板B恰好发生相对滑动，对整体分析有 对B分析有 联立解得 （2）外力F作用时，对A分析有 撤去外力F后，对A分析有 对B分析有 撤去外力时，滑块A和木板B的速度分别为， 最后滑块A和木板B恰好共速时有 根据位移关系有 联立解得，外力的作用时间为 17．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）设货物刚滑上传送带时加速度为，货物受力如图所示 根据牛顿第二定律得，沿传送带方向 又 联立解得 （2）在（1）中，从货物滑上传送带开始计时，到最高点所时间 位移为 再返回到A点过程，根据牛顿第二定律 解得 根据匀变速直线运动规律 解得 故从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了 （3）货物速度与传送带速度相等前，货物都会做加速度为 匀减速直线运动，所用时间为 位移为 传送带向上运动的位移为 故货物向上超前传送带5m，之后再以加速度 做匀减速直线运动到最高点，所用时间为 沿传送带向上滑的位移 传送带向上运动的位移为 故货物向上落后传送带1m，故向上运动时货物在传送带上留下的划痕长度为5m，之后货物以加速度 做匀加速直线运动到出发点，位移为 根据运动学规律 解得 传送带向上运动的位移为 货物向下运动时向下超前传送带，故货物在传送带上留下的划痕总长度为。 （4）为保证货物在传送带上不下滑，当货物向上运动至速度与传送带速度相等时，必须满足 解得 $$