广西专版2024-2025学年新教材高中物理第4章运动和力的关系5牛顿运动定律的应用课后训练新人教版必修第一册

5牛顿运动定律的应用课后·训练提升合格考过关检验一、选择题(第1~4题为单选题,第5题为多选题)1.一个物体在水平恒力F的作用下,由静止起先在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t速度变为v。假如要使物体的速度变为2v,下列方法正确的是()A.将水平恒力增加到2F,其他条件不变B.将物体的质量减小一半,其他条件不变C.物体的质量不变,水平恒力和作用时间都增加到原来的2倍D.将时间增加到原来的2倍,其他条件不变答案D解析由牛顿其次定律得F-μmg=ma,所以a=Fm-μg,由v=at得v=Fm2.用30N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平面上的质量为20kg的物体,力F作用3s后消逝。则第5s末物体的速度和加速度大小分别是()A.v=4.5m/s,a=1.5m/s2B.v=7.5m/s,a=1.5m/s2C.v=4.5m/s,a=0D.v=7.5m/s,a=0答案C解析力F作用下a=Fm=3020m/s2=1.5m/s2,3s末的速度v=at=4.5m/s;3s后撤去拉力,则3.物体放在光滑水平面上,在水平恒力F作用下由静止起先运动,经时间t通过的位移是x。假如水平恒力变为2F,物体仍由静止起先运动,经时间2t通过的位移是()A.x B.2xC.4x D.8x答案D解析当水平恒力为F时,由牛顿其次定律得,F=max=12at2=当水平恒力为2F时,由牛顿其次定律得,2F=ma'x'=12a'(2t)2=联立得,x'=8x。4.两个质量分别为m1、m2的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示,假如它们分别受到水平推力2F和F,则A、B之间弹力的大小为()A.m2m1+mC.m1+2m2m答案C解析依据牛顿其次定律对整体有2F-F=(m1+m2)a,则a=Fm1+m2,方向水平向右;对物体B有FN-F=m2a,得F5.如图所示,质量为m的小球置于倾角为θ的斜面上,被一个竖直挡板拦住。现用一个水平力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,重力加速度为g,忽视一切摩擦,以下说法正确的是()A.斜面对小球的弹力为mgB.斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为maC.若增大加速度a,斜面对小球的弹力肯定增大D.若增大加速度a,竖直挡板对小球的弹力肯定增大答案AD解析对小球受力分析如图所示,把斜面对小球的弹力FN2进行正交分解,竖直方向有FN2cosθ=mg,水平方向有FN1-FN2sinθ=ma,所以斜面对小球的弹力为FN2=mgcosθ,选项A正确。由于FN2=mgcosθ与a无关,故当增大加速度a时,斜面对小球的弹力不变;FN1=ma+mgtanθ,挡板对小球的弹力FN1随二、计算题6.在科技创新活动中,小华同学依据磁体同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)。在光滑水平面AB上(如图乙所示),机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m=1kg的小滑块从A点由静止起先做匀加速直线运动。小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F,小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率不变),最高能到达C点。机器人用速度传感器测量小滑块在ABC过程的瞬时速度大小,记录见下表。求:t/s00.20.4…2.22.42.6…v/(m·s-1)00.40.8…3.02.01.0…(1)机器人对小滑块作用力F的大小;(2)斜面的倾角α的大小。答案(1)2N(2)30°解析(1)小滑块从A到B过程中,有a1=Δv1Δ由牛顿其次定律得F=ma1=2N。(2)小滑块从B到C过程中a2=Δv2Δ由牛顿其次定律得mgsinα=ma2则α=30°。等级考素养提升一、选择题(第1~4题为单选题,第5~7题为多选题)1.竖直上抛物体受到的空气阻力Ff大小恒定,物体上升到最高点所需时间为t1,从最高点再落回抛出点所需时间为t2,上升时加速度大小为a1,下降时加速度大小为a2,则()A.a1>a2,t1<t2 B.a1>a2,t1>t2C.a1<a2,t1<t2 D.a1<a2,t1>t2答案A解析上升过程中,由牛顿其次定律,得mg+Ff=ma1 ①设上上升度为h,则h=12a1t1下降过程,由牛顿其次定律,得mg-Ff=ma2 ③h=12a2t2由①②③④得,a1>a2,t1<t2,选项A正确。2.一物块从粗糙斜面底端,以某一初速度起先向上滑行,到达某位置后又沿斜面下滑究竟端,则物块在此运动过程中()A.上滑时的摩擦力大小小于下滑时的摩擦力大小B.上滑时的摩擦力大小等于下滑时的摩擦力大小C.上滑时的加速度小于下滑时的加速度D.上滑的时间大于下滑的时间答案B解析设斜面倾角为θ,物块受到的摩擦力Ff=μmgcosθ,物块上滑与下滑时的滑动摩擦力大小相等,选项A错误,B正确;上滑时的加速度a上=gsinθ+μgcosθ,下滑时的加速度a下=gsinθ-μgcosθ,由此可知,上滑时的加速度大于下滑时的加速度,选项C错误;由t=2xa,位移x相等,a上>a下,所以t上<t3.(2024·湖南衡阳市第五中学高二学业考试)第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性实力,为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥,歼-20新型的抗荷服能帮助飞行员最大承受9倍重力加速度(指飞机的加速度)。假设某次垂直飞行测试试验中,歼-20加速达到50m/s后离地,而后起先竖直向上飞行试验,该飞机在10s内匀加速到3060km/h,匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5km。假设加速阶段所受阻力恒定,约为重力的15,g取10m/s2。已知该歼-20质量为20t,忽视战机因油耗等导致质量的改变。下列说法正确的是(A.本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5sB.加速阶段系统的推力为1.84×106NC.加速阶段飞行员已经晕厥D.飞机在匀速阶段爬上升度为14.25km答案B解析加速阶段,初速度v0=50m/s,末速度v=3060km/h=850m/s,依据v=v0+at,解得加速度a=80m/s2=8g,所以飞行员不会晕厥,选项C错误;依据牛顿其次定律得F-F阻-mg=ma,则推力F=F阻+ma+mg=1.84×106N,选项B正确;加速阶段上升的高度x=v0t+12at2=4500m,则匀速上升距离为x'=(18500-4500)m=14km,选项D错误;匀速飞行时间t=x'v=4.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为(A.8 B.10C.14 D.18答案B解析设这列车厢的节数为n,P、Q挂钩西边有k节车厢,每节车厢的质量为m,由牛顿其次定律可知Fkm=23F(n-k5.如图所示,a、b、c为三个质量均为m的物块,物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上,物块c放在b上。现用水平拉力作用于a,使三个物块一起水平向右匀速运动。各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g。下列说法正确的是()A.该水平拉力大于轻绳的弹力B.物块c受到的摩擦力大小为μmgC.当该水平拉力增大为原来的1.5倍时,物块c受到的摩擦力大小为0.5μmgD.剪断轻绳后,在物块b向右运动的过程中,物块c受到的摩擦力大小为μmg答案ACD解析三物块一起做匀速直线运动,由平衡条件得,对a、b、c系统有F=3μmg,对b、c系统有FT=2μmg,则F>FT,即水平拉力大于轻绳的弹力,故选项A正确;c做匀速直线运动,处于平衡状态,则c不受摩擦力,故选项B错误;当水平拉力增大为原来的1.5倍时,F'=1.5F=4.5μmg,由牛顿其次定律得,对a、b、c系统有F'-3μmg=3ma,对c有Ff=ma,解得Ff=0.5μmg,故选项C正确;剪断轻绳后,b、c一起做匀减速直线运动,对b、c系统,由牛顿其次定律得2μmg=2ma',对c有Ff'=ma',解得Ff'=μmg,故选项D正确。6.如图所示,一倾角θ=37°的足够长的斜面固定在水平地面上。当t=0时,滑块以初速度v0=10m/s沿斜面对上运动。已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是()A.滑块始终做匀变速直线运动B.t=1s时,滑块速度减为零,然后在斜面上向下运动C.t=2s时,滑块恰好又回到动身点D.t=3s时,滑块的速度大小为4m/s答案BD解析设滑块上滑时的加速度大小为a1,由牛顿其次定律可得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得a1=10m/s2,上滑时间t1=v0a1=1s,上滑的距离x1=12v0t1=5m,因mgsinθ>μmgcosθ,滑块上滑到速度为零后,向下运动,选项B正确;设滑块下滑时的加速度大小为a2,由牛顿其次定律可得mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2,经1s,滑块下滑的距离x2=12a2t22=1m<5m,滑块未回到动身点,选项C错误;因上滑和下滑过程中的加速度不同,故滑块全程不是匀变速直线运动,选项A错误;t=3s时,x3=12×2×22m=4m<5m,滑块沿斜面对下运动,此时的速度7.如图所示,在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体,B的质量是A的2倍,B受到的水平向右的恒力FB=2N,A受到的水平向右的变力FA=(9-2t)N,t的单位是s。从t=0起先计时,则()A.A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的5B.t>4s后,B物体做匀加速直线运动C.t=4.5s时,A物体的速度为零D.t>4.5s后,A、B的加速度方向相反答案ABD解析对于A、B整体,据牛顿其次定律有FA+FB=(mA+mB)a,设A、B间的作用力为F,则对B据牛顿其次定律可得F+FB=mBa,解得F=mBFA+FBmA+mB-FB=16-4t3N。当t=4s时,F=0,A、B两物体起先分别,此后B做匀加速直线运动,而A做加速度渐渐减小的加速运动;当二、计算题8.某探讨性学习小组利用力传感器探讨小球与竖直挡板间的作用力,试验装置如图所示,已知斜面倾角为45°,光滑小球的质量m=3kg,力传感器固定在竖直挡板上。(1)当整个装置静止时,力传感器的示数是多少?(2)当整个装置向右做匀加速直线运动时,力传感器示数为36N,此时装置的加速度大小是多少?(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,力传感器示数恰好为0,此时