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

4.5牛顿运动定律的应用（同步作业基础版） 一、单选题 1．如下图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如下图所示，以下说法正确的是（　　） A．2~4秒，物体做匀速直线运动 B．2~4秒，物体受到的摩擦力是3N C．0~2秒，物体没有被推动，是因为推力小于摩擦力 D．4~6秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 2．如图所示,相互接触的两物块放在光滑的水平面上,质量分别为和,且.现对两物块同时施加相同的水平恒力.设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为,则(   ) A．物块的加速度为 B．物块的加速度为 C． D．可能为零 3．两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比m1∶m2＝l∶2，速度之比v1∶v2＝2∶1。当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的最大距离为s2。设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则（　　） A．s1∶s2＝1∶2 B．s1∶s2＝1∶1 C．s1∶s2＝2∶1 D．s1∶s2＝4∶1 4．如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架顶端，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有弹起。当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小和方向为（重力加速度为g）（    ） A．g，竖直向上 B．，竖直向上 C．0 D．，竖直向下 5．如图甲所示，一物体沿倾角为θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始运动，同时受到水平向右的风力作用，水平风力的大小与风速成正比。物体在斜面上运动的加速度a与风速v的关系如图乙所示，则（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2）（　　） A．当风速为3 m/s时，物体沿斜面向下运动 B．当风速为5 m/s时，物体与斜面间无摩擦力作用 C．当风速为5 m/s时，物体开始沿斜面向上运动 D．物体与斜面间的动摩擦因数为0.025 6．如图甲，传送带与水平面的夹角为，逆时针运行速度恒为，现将质量为的物块轻放到顶端上，物块从顶端到底端的过程中图像如图乙所示，物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为，则物块（　　） A．在时间内所受摩擦力大小为，方向沿斜面向下 B．在时间内所受摩擦力大小为，方向沿斜面向上 C．在后所受摩擦力大小为，方向沿斜面向下 D．在后所受摩擦力大小为，方向沿斜面向上 7．如图所示，质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上运动，在三个阶段的运动中，线上拉力的大小（　　） A．始终不变 B．由小变大 C．由大变小 D．由大变小再变大 8．一座大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯的简化模型如图甲所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯的加速度a随时间t的变化如图乙所示。图甲中有一质量为M的乘客站在电梯里，电梯对乘客的支持力为F。根据a-t图像可以判断力F大小不变且F<Mg的时间段为（　　） A．1~8 s内 B．8~9 s内 C．15~16 s内 D．16~23 s内 9．如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则（   ） A．物块可能匀速下滑 B．物块仍以加速度a匀加速下滑 C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑 10．滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（     ） A．加速度小 B．经过A点的速度较大 C．在A、B之间的运动时间较长 D．在A、B之间的平均速度较小 二、多选题 11．某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动。现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5。设皮带足够长，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．邮件与皮带发生相对滑动的时间0.2s B．邮件与皮带发生相对滑动的时间因未知皮带长度，不能求解 C．邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件对地的位移大小为0.1m D．邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件对皮带的位移大小为0.2m 12．如图所示，在光滑的水平桌面上放一质量为mA=5kg的物块A，A的上方放一质量mB=3kg的滑块B，用一轻绳一端拴在物块A上，另一端跨过光滑的定滑轮拴接一质量mC=4kg的物块C，其中连接A的轻绳与水平桌面平行。现由静止释放物块C，在以后的过程中，A与B之间没有相对滑动且A、B始终没有离开水平桌面（重力加速度g取10m/s2）。则下列说法正确的是（　　） A．A的加速度大小为 B．A的加速度大小为5m/s2 C．A对B的摩擦力大小为15N D．A对B的摩擦力大小为10N 13．如图所示，轻质细线一端固定在质量为的物体上，另一端绕过光滑的滑轮悬挂质量为的物体。初始时用手托住使整过系统处于静止状态，此时离地面的高度为，某时刻将手拿掉、从静止开始运动（），则（　　） A．绳子对物体的拉力大于物体所受的重力 B．物体落地前的加速度 C．物体刚落地时的速度大小为 D．整个过程中物体上升的最大高度为 14．如图所示，光滑水平面上的小车在水平拉力F的作用下向右加速运动时，物块与竖直车厢壁相对静止，不计空气阻力，若已知物块与车厢壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，小车质量为M，物块质量为m，重力加速度为g，则小车运动一段时间后，下列说法正确的是（　　） A．若将力F大小变为，物块将沿车厢壁下滑 B．若将力F大小变为，物块将沿车厢壁下滑 C．若将力F撤去，物块将受到三个力的作用 D．若将力F撤去，物块将做平抛运动 15．某快递公司为了提高效率，使用电动传输机输送快件如图所示，水平传送带长度，始终保持恒定速度运行，在传送带上A处轻轻放置一快件（可视为质点），快件与传送带之间的动摩擦因数，快件由静止开始加速，与传送带共速后做匀速运动到达处，忽略空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．快件先受滑动摩擦力作用，后受静摩擦力作用 B．快件在传送带上先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动 C．快件与传送带的相对位移为0.25m D．快件由A到的时间为5s 16．带滑轮的平板C放在水平桌面上，小车A通过绕过滑轮的轻绳与物体B相连，如图所示，A、C间及绳与滑轮间摩擦力不计，C与桌面间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、C质量均为m，小车A运动时平板C保持静止，物体B的质量M可改变，则正确的是（重力加速度为g）（　　） A．当时，C受到桌面的摩擦力大小为 B．无论μ值为多大，C都会保持静止 C．当时，C受到桌面的摩擦力大小为 D．在M改变时，保持C静止必须满足 三、解答题 17．冬天下大雪后容易发生交通事故。究其原因，主要是大雪覆盖路面后，被车轮挤压，部分的雪融化为水，在严寒的天气下，又马上结成了冰。汽车在光滑的冰面上行驶，制动后难以停下。据测定，汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7，与冰面间的动摩擦因数只有0.1。对于没有安装防抱死（ABS）系统的普通汽车，在规定的速度下紧急制动后，车轮立即停止转动，汽车在普通的水平路面上滑行才能停下。那么，汽车以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，紧急制动后滑行的距离是多少？ 18．如图，物体A置于水平面上，通过细线与B相连，细线水平，滑轮光滑，已知，，求： （1）若水平面光滑，B物体的加速度及细线的拉力； （2）若物体A的加速度，求A与水平面之间的动摩擦因数以及细线的拉力。    19．北京时间7月28日上午，东京奥运会赛艇女子四人双桨决赛在海之森水上竞技场进行，中国组合以6分05秒13，刷新世界最佳成绩，夺得本届奥运会中国军团的第十枚金牌。如图所示，在比赛开始加速阶段，运动员通过拉桨使赛艇从静止开始加速，已知加速阶段，每个桨对水向前的推力F为227.5N，其作用时间为，然后桨叶垂直离开水面，直到再次拉桨，整个周期的时间为1.5s。已知该运动员的平均体重为，赛艇的质量，在整个运动过程中受到水的平均阻力为，求： （1）第一次拉桨结束赛艇获得的速度大小及这段时间内的位移； （2）若某次比赛中因为有队伍抢航，第二次拉桨结束时裁判用铃声终止比赛，则此后赛艇自由滑行至速度减小为零时离出发点的距离。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D A D A D C B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AC AD AC BD BC AD 1．D 【详解】A．由v-t图象可知，2s～4s内物体运动的速度均匀增大，做的是匀加速直线运动，不是匀速直线运动，故A错误； B．因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关，所以，2~4s物体受到的摩擦力与4s~6s内物体受到的滑动摩擦力相等，结合图像可知，滑动摩擦力的大小是2N，故B错误； C．由v-t图象可知，0~2s内物体的速度为0，即静止，处于平衡状态，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，二力大小相等，故C错误； D．由v-t图象可知，4s~6s内物体运动的速度4m/s不变，即做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A、由于没有摩擦力，且，故两者会一块运动，对整体由牛顿第二定律： ，解得：，故A错误，B正确； C、再对B受力分析，由牛顿第二定律：   代入加速度解得：，由于，故不可能为零，故CD错误． 点睛：由于没有摩擦力，且后面的物体质量小，故两者能一块运动，加速度相同，先整体分析得到加速度，之后再隔离单独对A或B受力分析，都能得到两物块之间的相互作用力的大小． 3．D 【详解】两汽车都做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据速度位移公式有 则 s1∶s2=v12:v22=4∶1 故选D。 4．D 【详解】当框架对地面压力为零瞬间，框架受重力和弹簧的弹力处于平衡，则有 隔离对小球分析，根据牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下。 故选D。 5．A 【详解】D．由题图乙得物体做加速度逐渐减小的加速运动，物体的加速度方向不变，当风的初速度为零时，加速度为a0＝4 m/s2，沿斜面方向有 a＝gsin θ－μgcos θ 解得 μ＝0.25 选项D错误； ABC．物体沿斜面方向开始加速下滑，随着速度的增大，水平风力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，则加速度逐渐减小，但加速度的方向不变，物体仍然加速运动，直到速度为5 m/s时，物体的加速度减为零，此后物体将做匀速运动，A正确，BC错误。 故选A。 6．D 【详解】AB．在时间内所受摩擦力为滑动摩擦力，所以摩擦力大小为，物体相对传送带向上运动，所以摩擦力方向沿斜面向下，故AB错误； CD．在后两者相对静止，受到的摩擦力为静摩擦力，根据平衡可知，摩擦力大小等于重力沿斜面向下分力，方向沿斜面向上，故C错误，D正确。 故选D。 7．A 【详解】试题分析：先对整体进行受力分析求出整体加速度，再对进行受力分析，根据牛顿第二定律求出细线上的弹力，的加速度和整体加速度相同． 设物体与接触面的动摩擦力因数为，在水平面上运动时有，对m1进行受力分析则有，所以，在斜面上有对进行受力分析则有，，解得，竖直向上运动运动时有，对进行受力分析则有：，解得，所以绳子的拉力始终不变，A正确． 8．D 【详解】0~9s内电梯加速上升，对人由牛顿第二定律可得 故 15~24s内电梯减速上升，对人由牛顿第二定律可得 故 其中16~23s内加速度大小恒定，电梯对乘客的支持力F大小不变。 故选D。 9．C 【详解】设斜面倾角为θ，物块质量为m，物块与斜面间的动摩擦因数为μ。根据牛顿第二定律可知 且 若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则物块的加速度大小为 故选C。 10．B 【详解】A．设斜面的倾角为，滑块上滑阶段，根据牛顿第二定律有 滑块下滑阶段，根据牛顿第二定律有 可得 频闪照片中相邻两滑块间的时间间隔相同，根据 可知图甲中滑块加速度大，是上滑阶段；图乙中滑块加速度小，是下滑阶段，故A错误； B．根据动力学公式 故图甲中滑块经过A点的速度较大，故B正确； C．根据动力学公式 图甲中滑块加速度大，则图甲中滑块在A、B之间的运动时间较短，故C错误。 D．根据 可知图甲中滑块在A、B之间的运动时间较短，平均速度较大，故D错误。 故选B。 11．AC 【详解】AB．邮件与皮带共速前一直发生相对滑动，根据公式有 代入数据，有 故A正确；B错误； C．接上一选项分析，有 故C正确； D．邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件对皮带的位移大小为 故D错误。 故选AC。 12．AD 【详解】AB．对C物体，由牛顿第二定律可知 对AB整体，由牛顿第二定律可知 联立代入数据解得 故A正确，B错误； CD．对B物体进行受力分析，A对B的摩擦力为 故C错误，D正确。 故选AD。 13．AC 【详解】A．将手拿掉后，m2加速上升，则绳子对物体的拉力大于物体所受的重力，故A正确； B．对两物体的整体，由牛顿第二定律 解得 a=5m/s2 故B错误； C．物体m1刚落地时，m2的速度大小为 故C正确； D．m1落地后，m2向上做上抛运动，还能上升的高度为 则整个过程中物体上升的最大高度为 0.4m+0.2m=0.6m 故D错误。 故选AC。 14．BD 【详解】AB．设F的大小为F0时物块恰好与车厢壁相对静止，有 物块与车厢壁之间的弹力大小为 则对物块与车厢壁之间的摩擦力，有 联立解得 由于 此时物块仍然与车厢壁相对静止，由于 此时物块将沿车厢壁下滑，A错误，B正确； CD．将力F撤去后，物块只受重力作用，向右做平抛运动，C错误，D正确。 故选BD。 15．BC 【详解】AB．由题意知，快件在传送带上先受滑动摩擦力做匀加速直线运动，速度与传送带相等后后做匀速直线运动，不受摩擦力，故A错误，B正确； C．快件匀加速直线运动的加速度大小为 快件匀加速直线运动的时间为 快件与传送带的相对位移为 故C正确； D．快件匀速直线运动的时间为 快件由A到的时间为 故D错误。 故选BC。 16．AD 【详解】AC．当时，将BC看作一个整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律得：加速度 绳子的拉力 则绳子对C的作用力大小 方向与水平面成45°斜向下，对C受力分析，C处于静止状态，受力平衡，水平方向有 故A正确，C错误； BD．A、B两个物体做匀加速运动，根据牛顿第二定律得 则绳子的拉力 根据A中分析可知，绳子对C的作用力在水平方向的分量 竖直分量 要使C保持静止，则有 则 因为 所以 故B错误，D正确。 故选AD。 17．98m 【详解】在普通路面时 在结冰路面时 解得 18．（1），15N；（2）0.5，22.5N 【详解】（1）对B分析可知，B受重力和细线的拉力作用，由牛顿第二定律有 对A分析可知，A受重力、支持力和细线的拉力作用，由牛顿第二定律有 联立解得 ， （2）若A的加速度时，对整体进行分析，由牛顿第二定律有 又 解得 对A，由牛顿第二定律有 解得 19．（1）3m/s，0.75m；（2）17.5m 【详解】（1）拉桨时赛艇的加速度为 解得 拉桨结束时获得的速度 位移 （2）没拉桨时赛艇做减速运动，加速度为 再经过1s时赛艇的速度 此过程赛艇的位移 第二次拉桨结束时赛艇的速度 第二次拉桨过程赛艇的位移 第二次拉桨结束后赛艇的位移 故最终赛艇离出发点的距离 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $