4.5 牛顿运动定律的应用 同步练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高一物理牛顿运动定律同步练习，通过“基础夯实-能力提升”分层设计，以模型进阶为主线，实现从单一应用到综合问题的知识巩固，适配新授课差异化教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础夯实|牛顿定律基本应用、斜面模型|以竖直上抛、恒力运动等单一过程题为主，强化受力分析与运动学公式结合，培养运动与相互作用观念| |能力提升|连接体、传送带、板块模型及综合应用|通过多对象（如P、Q叠放）、多过程（如传送带往返运动）问题，结合选择与计算题，深化模型建构与科学推理能力|

2026-2027学年度上学期高一课时作业 牛顿运动定律的应用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础夯实 一、牛顿运动定律的基本应用 1．将质量为的小球以初速度竖直向上抛出，上升的最大高度为，小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度取，则小球从抛出到回到抛出点过程中，上升时间与下落时间之比为（    ） A． B． C． D． 2．一重为的物体在竖直向上的恒力作用下从空中点自静止开始运动。经过一段时间，撤去，之后又经过一段同样的时间，物体恰返回点，则（　　） A． B． C． D． 3．如图，光滑水平面上，质量为m的物块在水平力F＝kt（k为大于零的常数）作用下，由静止开始运动。忽略一切阻力，则该过程中物块的速度v随时间t变化的图像、速度v随位移x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，质量为1kg的物块放置在水平地面上。0时刻用大小为8N、方向水平向右的恒力F作用在物块上，使物块由静止开始运动。已知物块在0~2s内运动的位移大小为10m，取重力加速度大小。下列说法正确的是（    ） A．物块的加速度大小为 B．第2s末物块的速度大小为5m/s C．物块与地面间的动摩擦因数为0.3 D．若在第2s末撤去恒力F，则物块继续运动2.5s后静止 5．将小球以初速度竖直向上抛出，经过一段时间小球的速度大小为v，方向竖直向下。运动过程中小球所受空气阻力大小为重力的一半，重力加速度为g，则小球在空中运动时间为（　　） A． B． C． D． 二、斜面模型 6．如图所示，质量为、倾角为的斜面静止放在水平地面上，一质量为的木块恰能沿斜面匀速下滑。现用平行于斜面向上的力推木块，使其匀速上滑。已知重力加速度为，上述两种过程中斜面均保持静止，则（　　） A．推力大小为 B．以上两种过程中，地面与斜面间均无摩擦力 C．和木块匀速下滑相比，匀速上滑时地面对斜面的支持力减小了 D．在木块下滑过程中，若对其施加水平向左推力，斜面对地面压力为 7．如图所示，足够长的倾角为的斜面固定在水平面上，一质量为m的物块恰能静止在斜面上的A点，物块与斜面间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现对物块施加沿斜面向上的拉力F，经时间t，物块匀加速运动至B点（图中未标出）；撤去拉力F后，物块继续运动，再经时间2t到达C点，此时速度大小为经过B点时速度的。已知重力加速度为g，物块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A．物块与斜面间的动摩擦因数 B．拉力F的大小为 C．A、B两点间的距离是B、C两点间距离的3倍 D．物块从A点开始运动到最终停下所需要的时间为7t 能力提升 三、连接体模型 8．如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为m=2kg，P与Q间的动摩擦因数为μ1=0.3，Q与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2，当水平向右的外力F=12N作用在Q物体上时，下列说法正确的是（　　） A．Q对P的摩擦力方向水平向左 B．水平面对Q的摩擦力大小为2N C．P与Q之间的摩擦力大小为4N D．P与Q发生相对滑动 9．如图，A、B、C三个小球的质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统静止，现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线瞬间，以下说法正确的是（　　） A．A、B间轻绳的拉力为2mg B．B、C间轻弹簧的弹力为mg C．A、B、C球的加速度的大小均为g D．B球的加速度大小为2g 四、传送带模型 10．如图所示水平传送带以恒定速率v顺时针转动，现将一货物无初速地放在传送带的左端A处，则货物的速度v随时间t、位移x的变化规律的图像中不可能的是（　　）    A． B．   C．     D．     五、板块模型 11．质量为m0＝20kg、长为L＝5m的木板放在水平地面上，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ1＝0.15。质量为m＝10kg的小铁块（可视为质点），以v0＝4m/s的速度从木板的左端水平冲上木板（如图所示），小铁块与木板间的动摩擦因数为μ2＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2。则下列判断正确的是（　　） A．木板一定静止不动，小铁块不能滑出木板 B．木板一定静止不动，小铁块能滑出木板 C．木板一定向右滑动，小铁块不能滑出木板 D．木板一定向右滑动，小铁块能滑出木板 12．某物体做直线运动的v-t图像如图所示，据此判断下图（F表示物体所受合力，s表示物体的位移）四个选项中正确的是（　　） A． B． C． D． 13．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g取。现用水平恒力F拉动小车，关于质量为的物块加速度和质量为的小车加速度的大小（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），下列选项可能正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 六、牛顿运动定律的综合应用 14．如图甲所示为一位滑雪爱好者，人与装置的总质量为，在倾角为的雪坡上，以的初速度沿斜坡匀加速直线滑下。他运动的图像如图乙所示。g取，，。求： (1)滑雪者受到雪面的支持力大小； (2)滑雪者受到的阻力大小。 15．如图所示，长为的水平传送带以的速度逆时针转动，一个质量为的小木块以一定的初速度从传送带左侧水平向右滑上传送带。已知小木块与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计传送带转动轮大小。 (1)若小木块初速度，求小木块经多长时间离开传送带； (2)若小木块初速度，求小木块离开传送带时的速度。 16．如图，倾角θ=37°，足够长的粗糙斜面固定在水平面上。质量为2kg的木板B用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与物块A相连。已知木板B与斜面间的动摩擦因数μ=0.25；重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，（假设A运动过程中不与地面或滑轮接触且B运动过程中始终不脱离斜面）。求： (1)当物块A质量多大时，木板B恰能沿斜面匀速下滑； (2)若物块A的质量为2kg，求绳子拉力的大小； (3)若物块A的质量为2kg，求木板B的加速度大小。 17．如图所示，一正方体木块放在一长木板的左端，长木板放在水平地面上，某时刻有的水平拉力作用在木块上，木块开始做匀加速直线运动，已知木块的质量，长木板的质量，木块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，木块可看作质点。 (1)求开始运动时木块和长木板的加速度； (2)当木块运动3s时撤去拉力F（木块还没有掉下长木板），求撤去F前木块在长木板上运动的距离； (3)在木块运动3s时撤去F后，木块和长木板继续运动，最终木块恰好停在长木板的右端，求长木板的长度。 试卷第6页，共7页 试卷第5页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年8月19日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A C C B C B C B C 题号 11 12 13 答案 A B C 1．A 【详解】由动能定理，上升过程满足有 代入数据，解得 上升加速度为 上升时间 下落加速度为 下落时间由位移公式 解得 上升时间与下落时间之比 故选A。 2．A 【详解】恒力作用时的加速度向上，大小 撤掉恒力后的加速度为向下的g，则 联立解得 故选A。 3．C 【详解】AB．根据牛顿第二定律 又因为 解得 所以，加速度随时间增大，图线的斜率表示加速度，则图线的斜率增大，故AB错误； CD．图线的斜率为 其中， 所以斜率 所以图线的斜率减小，故C正确，D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．物块由静止开始做匀加速直线运动，有 解得，选项A错误； B．由，解得第2s末物块的速度大小，选项B错误； C．对物块受力分析有 解得，选项C正确； D．撤去恒力后，物块的加速度大小 物块继续运动的时间，选项D错误。 故选C。 5．B 【详解】上升阶段：合力为重力（）与空气阻力（）之和，方向向下，故加速度为，方向向上 当速度减为0时有 解得上升时间 下落阶段：合力为重力（）减去空气阻力（），方向向下，加速度为，方向向下 由速度公式 从最高点速度0加速到，时间 总时间 故选B。 6．C 【详解】A．木块恰能沿斜面匀速下滑时,根据平衡条件有 用沿斜面向上的力推木块，使之能匀速上滑时，根据平衡条件 解得，故A错误； BC．木块匀速下滑时，以木块和斜面为研究对象，根据平衡条件可知， 木块匀速上滑时，以木块和斜面为研究对象，根据平衡条件可知， 则有，故B错误，C正确； D．在木块下滑过程中，若对其施加水平向左推力，将力沿斜面和垂直斜面方向分解，可知此时木块与斜面间的弹力增大，沿斜面向上的摩擦力增大，同时木块受到推力沿斜面向上的分量，故此时木块必定减速，加速度沿斜面向上，对整体受力分析，由于整体具有竖直向上的加速度，故地面对斜面的支持力必定大于，根据牛顿第三定律可知此时斜面对地面压力大于，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A． 质量为m的物块恰能静止在斜面上，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据平衡条件有 解得 故A错误； B．设物块在B点的速度为，根据题意，在C点的速度为 撤去拉力F后，根据加速度定义 由牛顿第二定律 联立解得 施加拉力F时，加速度为 根据牛顿第二定律 联立解得 故B正确； C．根据交变速直线运动平均速度公式， 解得， 解得 故C错误； D．撤去拉力后到停止运动的时间为 物块从A点开始运动到最终停下所需要的时间为 故D错误。 故选B。 8．C 【详解】AD．假设P与Q相对静止一起向右做匀加速直线运动，以P与Q为整体，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得整体加速度 对P有 可知假设成立。由于P相对Q有向左滑的趋势，故Q对P的摩擦力方向向右，故AD错误； B．水平面对Q的摩擦力大小，故B错误； C．由A选项可知P与Q之间的摩擦力大小，故C正确。 故选C。 9．B 【详解】剪断细线前，A、B、C受力情况如图： 因为剪断细线前，A、B、C均处于平衡状态，根据平衡条件：对C有，对B有，对A有 BC．剪断细线瞬间，对于C，由于弹簧不能发生突变，所以剪断瞬间弹簧弹力不发生变化仍为mg，C受力情况不变，加速度为零，故B正确，C错误。 AD．轻绳的拉力可以突变，剪断细线后，A、B球通过轻绳连接，具有相同的加速度。对A、B整体，受力如图： 由牛顿第二定律，可得 对A进行分析，由牛顿第二定律，可得，故AD错误。 故选B。 10．C 【详解】AB．将一货物无初速地放在传送带的左端A处，货物受到水平向右的摩擦力，开始做初速度为零的匀加速运动，货物到达B处的速度小于等于传送带的速度，货物可能一直做加速度运动也可能先做加速运动后做匀速运动，图像可能是一条过原点的倾斜直线，也可能先是一条过原点的倾斜直线再是水平直线，故AB正确，不符合题意； CD．根据 可知货物加速阶段速度与位移不成正比，匀速阶段速度不变，图像可能是弯曲图线，也可能先是弯曲图线再是水平直线，故C错误，符合题意；D正确不符合题意。 故选C。 11．A 【详解】小铁块与木板的最大静摩擦力为 木板与地面间的最大静摩擦力为 因为，所以木板一定静止不动； 根据牛顿第二定律可得小铁块在木板上滑行的加速度大小为 假设小铁块未滑出木板，则小铁块在木板上运动的距离为 故假设成立，小铁块不能滑出木板。 故选A。 12．B 【详解】AB．根据图像的斜率表示加速度可知，在内与内质点的加速度大小相等，方向都为正方向，故质点所受合力大小相等，方向为正方向；在内加速度大小保持不变，方向为负方向，故质点所受合力大小不变，方向为负方向，A错误，B正确； CD．根据图像可知，内质点先沿正方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，内质点先沿负方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，再结合图像与横轴所围成面积的意义表示位移可知，内质点的位移不断增大，末位移达到最大值， 内质点返回向出发点运动，末返回到出发点，CD错误。 故选B。 13．C 【详解】若两个物体恰好要发生相对滑动，此时，则根据牛顿第二定律，对物块， 解得 对小车 解得 若，二者一起做匀加速直线运动，则它们一起运动的加速度小于等于 若，则二者都做匀加速直线运动，则物块加速度等于，小车的加速度大于 故选C。 14．(1) (2) 【详解】（1）滑雪者在斜坡上受力如图所示： 建立如图所示的直角坐标系，沿y轴方向有 （2）由图像可得滑雪者的加速度大小 根据牛顿第二定律得 解得 15．(1) (2)，方向向左 【详解】（1）小木块在传送带上相对传送带运动时，由牛顿第二定律得 解得 若小木块初速度，则小木块向右减速到速度为0通过的位移大小为 可知小木块从传送带右端离开，设小木块从传送带右端离开时的速度大小为，根据运动学公式可得 解得 则小木块离开传送带经历的时间为 （2）若小木块初速度，则小木块向右减速到速度为0通过的位移大小为 可知小木块向右减速到速度为0，之后反向加速运动；设加速至与传送带共速时，向左运动的距离为，则有 小木块与传送带共速后，一起做匀速直线运动，所以小木块离开传送带时的速度大小为，方向向左。 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）当木板B恰能沿斜面匀速下滑时，对木板B由平衡条件得 对物块A由平衡条件得 解得 （2）若物块A的质量为2kg，因为 所以物块A拉着木板B一起加速运动，木板B由牛顿第二定律可得 对物块A由牛顿第二定律可得 联立解得绳子拉力的大小为 （3）由（2）问可得木板B的加速度大小 17．(1)2m/s2  方向水平向右   1m/s2  方向水平向右 (2)4.5m (3)4.95m 【详解】（1）开始运动时，对木板根据牛顿第二定律，有 可得木块的加速度为 方向水平向右； 对长木板，根据牛顿第二定律，有 解得长木板的加速度为 方向水平向右； （2）撤去F前木块在长木板上运动的距离 （3）撤去F时，木块的速度为 木板的速度为 此后木块的加速度 当两者共速时 解得， 则 长木板的总长度 答案第8页，共8页 答案第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $