《7 用牛顿运动定律解决问题（二）》（同步训练）高中物理必修1-苏教版-2024-2025学年

《7用牛顿运动定律解决问题（二）》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体在水平面上以恒定速度运动，下列哪个物理量描述了物体受到的合外力？A.动能B.动量C.力矩D.力2、一个质量为m的物体在水平面上受到一个水平向右的拉力F，同时受到一个水平向左的摩擦力f。如果物体从静止开始加速运动，下列哪个选项正确描述了物体所受的加速度？A.a=F-f/mB.a=F+f/mC.a=F/mD.a=f/m3、一辆汽车在水平路面上以恒定速度行驶，突然发现前方有障碍物，驾驶员紧急刹车。在刹车过程中，汽车所受的摩擦力是：A.向前的摩擦力B.向后的摩擦力C.向上的摩擦力D.向下的摩擦力4、一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力是水平向右的拉力F，另一个力是水平向左的摩擦力f。若物体保持静止状态，则下列说法正确的是：A.拉力F大于摩擦力fB.拉力F小于摩擦力fC.拉力F等于摩擦力fD.无法确定拉力F和摩擦力f的大小关系5、一个物体在水平面上以恒定速度运动，突然受到一个沿运动方向的力F作用。根据牛顿第二定律，以下哪个选项是正确的？A.物体的加速度与力F成正比，与物体的质量成反比B.物体的加速度与力F成反比，与物体的质量成正比C.物体的加速度与力F成反比，与物体的质量成反比D.物体的加速度与力F成正比，与物体的质量无关6、一个物体在光滑水平面上受到一个斜向上的力F，力的大小不变，但方向逐渐改变。以下哪个选项是正确的？A.物体的水平加速度逐渐增大B.物体的水平加速度逐渐减小C.物体的水平加速度保持不变D.物体的水平加速度先增大后减小7、一物体在水平面上受到一个水平推力F的作用，同时受到一个与推力方向相反的摩擦力f，物体在水平方向上做匀速直线运动。下列说法正确的是：A.物体所受的合外力为零，故加速度为零。B.摩擦力f大于推力F，故物体做减速运动。C.物体所受的合外力不为零，故加速度不为零。D.摩擦力f小于推力F，故物体做加速运动。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、一个质量为2kg的物体，以5m/s的速度水平向右运动，突然受到一个大小为10N、方向与速度方向成30°角向左的力作用。不计空气阻力，该物体在力的作用下一秒后的速度为：A.3.2m/sB.4.2m/sC.5.2m/sD.6m/s2、一个质量为3kg的物体，从静止开始沿斜面向上运动，斜面与水平面的夹角为30°，物体受到的摩擦力为2N。不计空气阻力，求物体在斜面上运动2秒后的速度。A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s3、一个物体在水平地面上受到三个力的作用：F1、F2和F3，物体处于静止状态。已知F1和F2的大小分别为5N和3N，且F1与F2的夹角为60°。关于F3的大小和方向，以下说法正确的是（）A.F3的大小为2N，方向与F1相同B.F3的大小为2N，方向与F1相反C.F3的大小为7N，方向与F2相同D.F3的大小为7N，方向与F2相反三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：一物体从静止开始沿水平面加速运动，已知物体所受的合外力为10N，物体的质量为2kg。求：（1）物体在2秒末的速度；（2）物体在5秒内通过的距离。第二题：一物体在水平面上以恒定速度运动，受到的合外力为零。现将该物体放在一个光滑的斜面上，物体从斜面底端开始沿斜面向上运动。（1）请画出物体在斜面上运动时的受力分析图。（2）根据牛顿第二定律，写出物体在斜面上运动时受到的合外力F的表达式。（3）假设斜面的倾角为θ，物体的质量为m，重力加速度为g，求物体沿斜面向上运动时，其加速度a的大小。（4）如果斜面的长度为L，求物体从斜面底端到顶端所用的时间t。第三题：一物体在水平面上以恒定速度v1向右运动，突然受到一个向左的力F作用，物体开始减速，经过一段时间t后速度减为零。已知物体质量为m，动摩擦因数为μ，重力加速度为g。（1）求物体受到的摩擦力大小；（2）求物体在减速过程中受到的加速度大小；（3）求物体减速过程中所经历的距离。第四题：一物体在水平面上受到三个力的作用：F1=10N，方向向东；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。物体处于静止状态。现要使物体开始运动，以下哪种力的方向和大小合适？A.F4=5N，方向向南B.F4=25N，方向向南C.F4=25N，方向向北D.F4=5N，方向向北第五题：一质量为m的物体在水平面上受到一水平拉力F的作用，开始时物体静止，经过一段时间后物体以速度v匀速运动。已知物体受到的摩擦力为f，不计空气阻力。（1）求物体受到的合外力大小；（2）求物体所受摩擦力与拉力F的比值；（3）若要使物体以更大的速度v’匀速运动，需要施加的拉力F’是多少？《7用牛顿运动定律解决问题（二）》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个物体在水平面上以恒定速度运动，下列哪个物理量描述了物体受到的合外力？A.动能B.动量C.力矩D.力答案：D解析：当物体以恒定速度运动时，根据牛顿第一定律，物体所受的合外力为零。因此，描述物体受到的合外力的物理量是力。动能和动量描述的是物体的运动状态，而力矩描述的是力对物体转动的影响，与本题无关。2、一个质量为m的物体在水平面上受到一个水平向右的拉力F，同时受到一个水平向左的摩擦力f。如果物体从静止开始加速运动，下列哪个选项正确描述了物体所受的加速度？A.a=F-f/mB.a=F+f/mC.a=F/mD.a=f/m答案：A解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度a等于合外力F除以物体的质量m。在本题中，物体受到的合外力是拉力F与摩擦力f的差值，即F-f。因此，加速度a=(F-f)/m。选项A正确描述了物体所受的加速度。选项B和D均错误，因为它们没有考虑到摩擦力的作用。选项C只考虑了拉力的作用，没有考虑到摩擦力。3、一辆汽车在水平路面上以恒定速度行驶，突然发现前方有障碍物，驾驶员紧急刹车。在刹车过程中，汽车所受的摩擦力是：A.向前的摩擦力B.向后的摩擦力C.向上的摩擦力D.向下的摩擦力答案：B解析：当汽车紧急刹车时，摩擦力是地面施加给轮胎的，方向总是与物体的相对运动方向相反。由于汽车在刹车时是向前运动的，所以摩擦力的方向是向后的，这是使汽车减速直至停止的原因。因此，正确答案是B，向后的摩擦力。4、一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力是水平向右的拉力F，另一个力是水平向左的摩擦力f。若物体保持静止状态，则下列说法正确的是：A.拉力F大于摩擦力fB.拉力F小于摩擦力fC.拉力F等于摩擦力fD.无法确定拉力F和摩擦力f的大小关系答案：C解析：当物体保持静止状态时，根据牛顿第一定律（惯性定律），物体所受的合外力为零。这意味着拉力F和摩擦力f必须大小相等且方向相反，以保持物体的平衡状态。因此，正确答案是C，拉力F等于摩擦力f。5、一个物体在水平面上以恒定速度运动，突然受到一个沿运动方向的力F作用。根据牛顿第二定律，以下哪个选项是正确的？A.物体的加速度与力F成正比，与物体的质量成反比B.物体的加速度与力F成反比，与物体的质量成正比C.物体的加速度与力F成反比，与物体的质量成反比D.物体的加速度与力F成正比，与物体的质量无关答案：A解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度a与作用在它上面的合外力F成正比，与它的质量m成反比，即F=ma。因此，选项A正确。6、一个物体在光滑水平面上受到一个斜向上的力F，力的大小不变，但方向逐渐改变。以下哪个选项是正确的？A.物体的水平加速度逐渐增大B.物体的水平加速度逐渐减小C.物体的水平加速度保持不变D.物体的水平加速度先增大后减小答案：C解析：在光滑水平面上，物体受到的斜向上力F分解为水平分量和竖直分量。水平分量导致物体产生水平加速度，而竖直分量不会影响水平加速度。因为力F的大小不变，所以水平分量也不变，因此物体的水平加速度保持不变，选项C正确。7、一物体在水平面上受到一个水平推力F的作用，同时受到一个与推力方向相反的摩擦力f，物体在水平方向上做匀速直线运动。下列说法正确的是：A.物体所受的合外力为零，故加速度为零。B.摩擦力f大于推力F，故物体做减速运动。C.物体所受的合外力不为零，故加速度不为零。D.摩擦力f小于推力F，故物体做加速运动。答案：A解析：根据牛顿第一定律，当物体受到的合外力为零时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。本题中，物体在水平方向上做匀速直线运动，说明物体所受的合外力为零，因此加速度为零。选项A正确。选项B、C、D都与题意不符。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、一个质量为2kg的物体，以5m/s的速度水平向右运动，突然受到一个大小为10N、方向与速度方向成30°角向左的力作用。不计空气阻力，该物体在力的作用下一秒后的速度为：A.3.2m/sB.4.2m/sC.5.2m/sD.6m/s答案：B.4.2m/s解析：首先，我们可以利用牛顿第二定律，计算出物体受到的合外力：F合=F-Ff=10N-2kg*10m/s²*sin(30°)=10N-10N*0.5=5N然后，我们可以计算出物体在力的作用下的加速度：a=F合/m=5N/2kg=2.5m/s²由于物体在力的作用下速度变化了2.5m/s，而时间t=1s，所以物体的最终速度为：v=v0+at=5m/s+2.5m/s²*1s=7.5m/s但是，由于力的方向与速度方向成30°角，我们需要根据向量分解来计算物体在力的方向上的分速度：v_x=v*cos(30°)=7.5m/s*√3/2=6.25m/sv_y=v*sin(30°)=7.5m/s*1/2=3.75m/s由于物体在水平方向上的速度没有变化，所以物体在力的作用下一秒后的速度为：v=√(v_x²+v_y²)=√(6.25m/s)²+(3.75m/s)²)=√(39.0625+14.0625)=√53.125≈4.2m/s2、一个质量为3kg的物体，从静止开始沿斜面向上运动，斜面与水平面的夹角为30°，物体受到的摩擦力为2N。不计空气阻力，求物体在斜面上运动2秒后的速度。A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s答案：A.2m/s解析：首先，我们可以计算出物体在斜面上受到的合外力：F合=m*g*sin(30°)-Ff=3kg*10m/s²*0.5-2N=15N-2N=13N然后，我们可以计算出物体在斜面上的加速度：a=F合/m=13N/3kg=4.33m/s²由于物体从静止开始运动，我们可以使用匀加速直线运动的公式来计算物体在2秒后的速度：v=v0+at=0+4.33m/s²*2s=8.66m/s然而，这个速度是物体在斜面上的速度，而不是斜面与水平面之间的速度。由于斜面与水平面的夹角为30°，我们可以利用三角函数来计算出物体在斜面与水平面之间的速度：v=v*cos(30°)=8.66m/s*√3/2≈7.5m/s由于这个速度大于物体在斜面上的速度，所以我们可以得出结论，物体在斜面上运动2秒后的速度应该小于7.5m/s，因此答案是A.2m/s。3、一个物体在水平地面上受到三个力的作用：F1、F2和F3，物体处于静止状态。已知F1和F2的大小分别为5N和3N，且F1与F2的夹角为60°。关于F3的大小和方向，以下说法正确的是（）A.F3的大小为2N，方向与F1相同B.F3的大小为2N，方向与F1相反C.F3的大小为7N，方向与F2相同D.F3的大小为7N，方向与F2相反答案：B解析：由于物体处于静止状态，根据牛顿第一定律，物体所受合力为零。因此，F1、F2和F3的合力为零。由F1和F2的夹角为60°，可以知道F1和F2的合力大小为：F合=√(F1²+F2²+2F1F2cos60°)

=√(5²+3²+2×5×3×0.5)

=√(25+9+15)

=√49

=7N因此，F3的大小必须为7N，以抵消F1和F2的合力。由于F1和F2的合力方向与F1的方向相同，而物体要保持静止，F3必须与F1和F2的合力方向相反，因此F3的方向与F1相反。所以，选项B正确。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：一物体从静止开始沿水平面加速运动，已知物体所受的合外力为10N，物体的质量为2kg。求：（1）物体在2秒末的速度；（2）物体在5秒内通过的距离。答案：（1）物体在2秒末的速度为v=at，其中a是加速度，t是时间。根据牛顿第二定律F=ma，可以求得加速度a=F/m=10N/2kg=5m/s²。因此，物体在2秒末的速度v=5m/s²×2s=10m/s。（2）物体在5秒内通过的距离可以用匀加速直线运动的位移公式s=1/2at²计算。将加速度a=5m/s²和时间t=5s代入公式，得到s=1/2×5m/s²×(5s)²=1/2×5m/s²×25s²=62.5m。解析：（1）首先，根据牛顿第二定律计算出物体的加速度。由于物体的质量已知，可以直接使用公式F=ma计算加速度。然后，使用匀加速直线运动的速度公式v=at计算物体在2秒末的速度。（2）对于物体在5秒内通过的距离，使用匀加速直线运动的位移公式s=1/2at²进行计算。将已知的加速度和时间代入公式，即可得到物体在5秒内通过的距离。第二题：一物体在水平面上以恒定速度运动，受到的合外力为零。现将该物体放在一个光滑的斜面上，物体从斜面底端开始沿斜面向上运动。（1）请画出物体在斜面上运动时的受力分析图。（2）根据牛顿第二定律，写出物体在斜面上运动时受到的合外力F的表达式。（3）假设斜面的倾角为θ，物体的质量为m，重力加速度为g，求物体沿斜面向上运动时，其加速度a的大小。（4）如果斜面的长度为L，求物体从斜面底端到顶端所用的时间t。答案：（1）受力分析图如下：↑||---F_gravity---|||---N---|---F_friction---|||---F_tension---|||----------------|其中，F_gravity表示重力，N表示斜面对物体的支持力，F_friction表示摩擦力（在此假设斜面光滑，故摩擦力为零），F_tension表示斜面对物体的拉力。（2）根据牛顿第二定律，物体在斜面上运动时受到的合外力F为：F=m*a（3）物体在斜面上受到的合外力F等于重力沿斜面方向的分力，即：F=m*g*sin(θ)由牛顿第二定律，合外力等于质量乘以加速度，所以：m*g*sin(θ)=m*a解得加速度a的大小为：a=g*sin(θ)（4）物体沿斜面向上运动时，其初速度为v0（由题意知物体在水平面上以恒定速度运动，因此v0不为零），加速度为a，斜面长度为L，根据运动学公式：L=v0*t+(1/2)*a*t^2将a=g*sin(θ)代入上式，得到：L=v0*t+(1/2)*g*sin(θ)*t^2解这个方程得到时间t，由于题目中没有给出初速度v0，因此无法直接解出时间t的具体值。需要更多的信息来求解时间t。解析：（1）受力分析图已如上所示，显示了物体在斜面上受到的各个力。（2）牛顿第二定律表达了力和加速度之间的关系，合外力F等于质量m乘以加速度a。（3）物体在斜面上受到的合外力是重力沿斜面方向的分力，通过牛顿第二定律计算得到加速度a。（4）由于题目没有给出初速度v0，无法直接计算时间t。第三题：一物体在水平面上以恒定速度v1向右运动，突然受到一个向左的力F作用，物体开始减速，经过一段时间t后速度减为零。已知物体质量为m，动摩擦因数为μ，重力加速度为g。（1）求物体受到的摩擦力大小；（2）求物体在减速过程中受到的加速度大小；（3）求物体减速过程中所经历的距离。答案：（1）物体受到的摩擦力大小为Ff=μmg；（2）物体在减速过程中受到的加速度大小为a=Ff/m=μg；（3）物体减速过程中所经历的距离为s=v12/(2a)=v12/(2μg)。解析：（1）由于物体在水平面上运动，受到的摩擦力大小等于动摩擦因数与物体所受重力大小的乘积，即Ff=μmg；（2）根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即Ff=ma，代入Ff=μmg，得到a=Ff/m=μg；（3）根据初速度、末速度和加速度，可以使用运动学公式s=(v1+v2)/2*t，其中v2=0，代入v1、t和a的值，得到s=v12/(2a)=v12/(2μg)。第四题：一物体在水平面上受到三个力的作用：F1=10N，方向向东；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。物体处于静止状态。现要使物体开始运动，以下哪种力的方向和大小合适？A.F4=5N，方向向南B.F4=25N，方向向南C.F4=25N，方向向北D.F4=5N，方向向北答