高中物理人教版 (2019)必修 第一冊5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用精品課堂檢測

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用精品課堂檢測，共15頁。試卷主要包含了5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合運(yùn)用，8m/s2，6N，5 0，8m．假設(shè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間為0等內(nèi)容，歡迎下載使用。
過關(guān)訓(xùn)練
一、單選題
1．一輛貨車運(yùn)載若干相同的、光滑圓柱形空油桶，質(zhì)量均為m．如圖所示，底層油桶平整排列、相互緊貼．上層只有一只桶油C，自由擺放在油桶A、B之間，且與汽車一起處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度為g．若汽車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)（C始終與汽車相對靜止），則
A．A對C的支持力增大
B．B對C的支持力減小
C．當(dāng)加速度時(shí)，B對C的支持力為
D．當(dāng)加速度時(shí)，C對A、B的壓力均為
【答案】C
【詳解】
對C受力分析，由牛頓第二定律：
解得
AB．則當(dāng)汽車向左加速時(shí)，則a變大，則FA減小，F(xiàn)B增加，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；
C．當(dāng)加速度時(shí)，由可得，B對C的支持力為
選項(xiàng)C正確；
D．當(dāng)加速度時(shí)，C對B的壓力為，C對A的壓力為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
2．如圖甲所示，小物塊從足夠長的光滑斜面頂端由靜止自由滑下．下滑位移x時(shí)的速度為v，其x－v2圖象如圖乙所示，取g＝10 m/s2，則斜面傾角θ為( )
A．30°B．45°C．60°D．75°
【答案】A
【詳解】
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式可得：v2=2ax，整理得：，由x-v2圖象可知小物塊的加速度a=5 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，小物塊的加速度：a=gsin θ，解得：，解得：θ=30°，故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選A．
【點(diǎn)睛】
本題考查了求斜面傾角問題，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)圖示圖象求出物體的加速度是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律可以解題．
3．某同學(xué)在水平運(yùn)動(dòng)的列車車廂頂部用細(xì)線懸掛一個(gè)小球研究列車的運(yùn)動(dòng)。某段時(shí)間內(nèi)，細(xì)線偏離豎直方向一定角度并相對車廂保持靜止，如圖所示。關(guān)于列車的運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（ ）
A．加速度一定向右B．加速度一定向左
C．一定向右運(yùn)動(dòng)D．一定向左運(yùn)動(dòng)
【答案】A
【詳解】
AB．以小球?yàn)檠芯繉ο?，分析受力情況如圖所示
小球受到重力mg和細(xì)線的拉力F，由于小球的加速度水平向右，根據(jù)牛頓第二定律得知，小球的合力也水平向右，故加速度的方向向右。故A正確，B錯(cuò)誤。
CD．根據(jù)牛頓第二定律則有
解得：
θ一定，則加速度a一定，汽車的加速度也一定，則汽車可能向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，也可能向左做勻減速運(yùn)動(dòng)。故CD錯(cuò)誤。
故選A。
4．質(zhì)量為的木塊放在傾角為的足夠長斜面上，木塊可以沿斜面勻速下滑。若用沿斜面向上的力作用于木塊上，使其由靜止開始沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間木塊沿斜面上滑的距離，則推力的大小為（?。? ）
A．42NB．6NC．21ND．36N
【答案】D
【詳解】
因木塊能沿斜面勻速下滑，由平衡條件知
所以
當(dāng)木塊在推力作用下沿斜面勻加速上滑時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
解得
由牛頓第二定律得
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得
故選D。
5．如圖所示，輕繩跨過定滑輪，下端系一質(zhì)量為m1＝2kg的重物，另一端系一質(zhì)量為m2＝3kg的木塊，木塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g＝10m/s2，在重物拉動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．木塊的加速度為m/s2
B．重物的加速度為7m/s2
C．重物的加速度為2.8m/s2
D．輕繩中的張力為9.6N
【答案】C
【詳解】
對重物有
m1g－T＝m1a
對木塊有
T－μm2g＝m2a
解得
a＝2.8m/s2
T＝14.4N
故選C。
二、多選題
6．汽車在剎車過程中，下列說法正確的是（ ）
A．汽車對地面的摩擦力大于地面對汽車的摩擦力
B．汽車對地面的摩擦力與地面對汽車的摩擦力大小相等
C．汽車對地面的摩擦力與地面對汽車的摩擦力是一對作用力和反作用力
D．汽車的速度在減小，汽車的慣性也在減小
【答案】BC
【詳解】
ABC．汽車對地面的摩擦力與地面對汽車的摩擦力是一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反，A錯(cuò)誤，BC正確；
D．慣性只和質(zhì)量有關(guān)，故汽車的速度在減小時(shí)慣性不變，D錯(cuò)誤。
故選BC。
三、填空題
7．如圖所示，物體在水平拉力F=10N的作用下，沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，2s后撤去拉力，其v-t圖象如圖所示，則物體所受的摩擦力大小f=_______N；撤去拉力后，物體做_________直線運(yùn)動(dòng)（填“勻加速”或“勻減速”），加速度大小a=_______。

【答案】10 勻減速 1
【詳解】
[1]勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)
[2]撤去拉力后，物體在摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
[3]由圖像得
解得
8．在水平桌面上，質(zhì)量為2kg的物體在5N的水平拉力作用下以1 m/s2的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水平拉力增大到10N時(shí)，木塊的加速度是__________ m/s2，當(dāng)水平力再減小到2N時(shí)，木塊的加速度大小是__________ m/s2，此時(shí)加速度方向與滑行方向__________。
【答案】3.5 0.5 相反
【詳解】
[1]設(shè)物體所受阻力為f，當(dāng)拉力為5N時(shí)，由牛頓第二定律可得
解得：
當(dāng)拉力為10N時(shí)，由牛頓第二定律可得
解得：
[2] 當(dāng)水平力再減小到2N時(shí)，由牛頓第二定律可得
解得：
[3]此時(shí)加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。
9．一個(gè)物體從傾角為的斜面下滑，如果斜面是光滑的，則物體的加速度是________；如果斜面不光滑，而物體剛好能勻速下滑，則物體與斜面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)為________。
【答案】
【詳解】
[1]對于光滑斜面，受力分析由牛頓第二定律可知：
則加速度為
[2]對于粗糙斜面，當(dāng)物體勻速下滑時(shí)，則有
解得：
10．如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為30°的斜面上。若不計(jì)一切摩擦，物體沿斜面下滑的加速度大小為________；若物體恰好能沿著斜面勻速下滑，則物體與斜面之間的摩擦因數(shù)________。
【答案】5
【詳解】
[1]若不計(jì)摩擦，則
故
[2]若物體恰好勻速下滑，則
解得。
四、解答題
11．近年來，全國廣泛開展了禮讓斑馬線專項(xiàng)行動(dòng)，“文明行車，禮讓行人”成為了很多司機(jī)的出行共識．某汽車以12m/s的速度沿傾角為37°的斜坡向上勻速行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)正前方15m處的斑馬線上有行人，于是剎車禮讓，汽車停下來時(shí)距離斑馬線1.8m．假設(shè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間為0.5s，汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示．若汽車和人的總質(zhì)量為m=1500kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8．求：
（1）在駕駛員反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，汽車行駛的位移大小;
（2）汽車在剎車過程中所用時(shí)間;
（3）若認(rèn)為駕駛員急剎車時(shí)車與地面之間是滑動(dòng)摩擦，求動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
【答案】（1）（2）（3）
【分析】
汽車在駕駛員的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由勻速運(yùn)動(dòng)求反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離，剎車后汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)總位移等于15m列式，求出勻減速直線運(yùn)動(dòng)花費(fèi)的時(shí)間，再求勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度以及摩擦因數(shù)等；
【詳解】
（1）由題可知初速度為，在駕駛員反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車輛仍做勻速運(yùn)動(dòng)，則該時(shí)間內(nèi)汽車行駛的位移的大小為：；
（2）由題可知，汽車減速運(yùn)動(dòng)的位移為：
根據(jù)速度與位移關(guān)系可知加速度為：
則根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系可知?jiǎng)x車時(shí)間為：；
（3）由于汽車在斜面上剎車，根據(jù)牛頓第二定律有：
代入數(shù)據(jù)可以得到：．
【點(diǎn)睛】
本題要求同學(xué)們掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系式和位移時(shí)間關(guān)系式，要知道在駕駛員反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)．注意汽車剎車的末速度為0．
12．商場工作人員拉著質(zhì)量m=20kg的木箱沿水平地面運(yùn)動(dòng)．若用F1=100的水平力拉木箱，木箱恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；現(xiàn)改用F2=150N、與水平方向成53°斜向上的拉力作用于靜止的木箱上，如圖所示．已知sin53°=0.8，cs53°=0.60，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）F2作用在木箱上時(shí)，木箱運(yùn)動(dòng)的加速度大??；
（3）F2作用在木箱上4.0s時(shí)間內(nèi)木箱移動(dòng)的距離．
【答案】（1）μ=0.5（2）a=2.5m/s2（3）s=20m
【詳解】
（1）由于木箱在水平拉力下勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)1-μmg=0
解得：μ==0.5
（2）將F2沿著水平與豎直方向分解，F(xiàn)2沿水平和豎直方向的分量分別為
F2x=F2cs53° F2y=F2sin53°
木箱受到水平地面的支持力 FN=mg-F2y
根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)2x-μFN=ma
解得木箱運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a=2.5 m/s2
（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，木箱的位移 x=at2=20m．
【點(diǎn)睛】根據(jù)二力平衡求出摩擦力的大小，之后物體就是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解即可．
13．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為的物塊靜止在光滑水平面上，現(xiàn)用恒定拉力拉動(dòng)物塊，拉力方向與水平方向成角斜向上，物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小為，取，。求：
（1）物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大??；
（2）內(nèi)物塊發(fā)生的位移；
（3）拉力的大小。
【答案】（1）4m/s2；（2）18m；（3）10N
【詳解】
（1）物體運(yùn)動(dòng)3s時(shí)速度大小為12m/s，故加速度為
（2）內(nèi)物塊發(fā)生的位移為
（3）對物體由牛頓第二定律得
將加速度代入可得
14．機(jī)車質(zhì)量為100 t，設(shè)它從停車場出發(fā)經(jīng)225 m后速度達(dá)到54 km/h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站。機(jī)車又行駛了15s才停在站上，設(shè)機(jī)車所受的阻力保持不變.求：
（1）機(jī)車所受的阻力；
（2）機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受的牽引力。
【答案】(1)；(2)
【詳解】
(1)由題知，，減速過程有
所以機(jī)車所受的阻力大小。
(2)加速過程，根據(jù)速度位移關(guān)系公式得
解得
由牛頓第二定律得
解得機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受的牽引力
15．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量的物體放在水平地面上。對物體施加一個(gè)水平拉力，使物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取重力加速度。
（1）求物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；
（2）求物體在時(shí)的速率v；
（3）若經(jīng)過后撒去拉力F，求撤去拉力后物體可以滑行的最大距離x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】
（1）對物體受力分析，由牛頓第二定律有
解得
（2）由速度與時(shí)間關(guān)系可知
（3）若經(jīng)過后撒去拉力F，物體受摩擦力做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為，有
可得
則減速滑行的最大距離為
16．汽車輪胎與水平路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，一輛汽車正以的速度行駛，緊急剎車后車輪抱死，取，求：
(1)剎車后時(shí)的速度大??；
(2)剎車后還能行駛的距離；
(3)停止前最后內(nèi)行駛距離。
【答案】(1)；(2)；(3)
【詳解】
(1)汽車的初速度大小為，汽車剎車的過程中，由牛頓第二定律有
則加速度大小為
則剎車時(shí)間為
因
汽車還未停止，有
(2)汽車剎車的位移為
(3)汽車停止前最后做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由逆向思維法可得
m
17．商場工作人員從靜止開始推著質(zhì)量m=20kg的貨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)貨箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
(2)貨箱運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?br>(3)貨箱運(yùn)動(dòng)4.0s時(shí)的速度和位移的大?。?br>【答案】(1)0.5(2)1m/s2(3)4m/s；8m
【詳解】
(1)根據(jù)摩擦力方程 可知
(2)根據(jù)牛頓第二定律 可得
(3)根據(jù)勻變速速度關(guān)系可知4.0s時(shí)的速度
4.0s時(shí)的位移
答：(1)0.5(2)1m/s2(3)4m/s；8m
18．一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角，如圖所示，滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)是，求內(nèi)運(yùn)動(dòng)員的位移和末的速度大小。（取，結(jié)果保留一位小數(shù)）
【答案】，
【詳解】
以滑雪運(yùn)動(dòng)員為研究對象，受力情況如圖所示
將重力分解為沿垂直于山坡方向和沿山坡方向的分力，根據(jù)牛頓第二定律
且
聯(lián)立可得
根據(jù)位移時(shí)間公式
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得
根據(jù)速度時(shí)間公式可得速度為
19．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為的物塊放在水平地面上，現(xiàn)在對物塊施加一個(gè)大小為的水平恒力F，使物塊從靜止開始向右移動(dòng)后立即撤去F。物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，取重力加速度大小。
（1）求撤去F時(shí)，物塊的速度大??；
（2）撤去F后，物塊經(jīng)過多長時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)？
【答案】（1）；（2）
【詳解】
（1）設(shè)撤去F時(shí)物塊的速度大小為v，由動(dòng)能定理得

解得
（2）設(shè)撤去F后物塊還能滑行的時(shí)間為t，由牛頓第二定律得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得

解得
20．如圖所示，用的水平拉力，使質(zhì)量的物體由靜止開始沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求：
（1）物體加速度的大小a；
（2）物體在前內(nèi)位移的大小x。
【答案】（1）3m/s2；（2）24m
【詳解】
（1）根據(jù)牛頓第二定律有
a = = 3m/s2
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系有
x = at2 = × 3 × 42m = 24m
21．光滑水平桌面有一個(gè)靜止的物體，質(zhì)量為1kg，在4N的水平拉力作用下開始運(yùn)動(dòng)。求：
（1）物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；
（2）前5s內(nèi)物體的位移大小。
【答案】（1）4m/s2；（2）50m
【詳解】
（1）根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度大小為
（2）物體前5s內(nèi)通過的位移大小為