人教版新教材高中物理第四章运动和力的关系第5节 牛顿运动定律的应用同步测试.docx
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人教版新教材高中物理第四章运动和力的关系第5节牛顿运动定律的应用同步测试
第四章运动和力的关系
第5节牛顿运动定律的应用
一、单项选择题
1.静止在光滑水平地面上的物体的质量为1kg,在水平恒力F推动下开始运动,2s末它的速度达到4m/s,则F的大小为( )
A.2NB.1N
C.4ND.8N
2.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()
A.方向向左,大小不变
B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变
D.方向向右,逐渐减小
3.一质量为3kg的小车静止在水平地面上。
从某时刻开始,对小车施加一个21N的水平拉力,使小车做直线运动。
已知小车在前3s内前进了9m,在此过程中(g取10m/s2)( )
A.小车加速度的大小是1m/s2
B.小车加速度的大小是2m/s2
C.动摩擦因数是0.6
D.摩擦力的大小是21N
4.一架无人机质量为2kg,运动过程中空气阻力大小恒定.该无人机从地面由静止开始竖直向上运动,一段时间后关闭动力,其v-t图象如图所示,g取10m/s2.下列判断正确的是( )
A.无人机上升的最大高度为72m
B.6~8s内无人机下降
C.无人机的升力大小为28N
D.无人机所受阻力大小为4N
5.如图所示,水平地面上有两个完全相同的木块A、B,在水平推力F作用下运动,用FAB代表A、B间的相互作用力( )
A.若地面是完全光滑的,则FAB=F
B.若地面是完全光滑的,则FAB=
F
C.若地面的动摩擦因数为μ,则FAB=F
D.若地面的动摩擦因数为μ,则FAB=2F
6.元宵节期间人们燃放起美丽的焰火以庆祝中华民族的传统节日,按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在4s末到达离地面100m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案。
假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是v0,上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k倍,g=10m/s2,那么v0和k分别等于( )
A.40m/s,0.5B.40m/s,0.25C.50m/s,0.25D.50m/s,0.5
7.在粗糙程度相同的水平地面上,物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动,4s后撤去外力F。
运动的速度v与时间t的关系如图所示,取
,由图象可知()
A.在2s~4s内,力F=0
B.在0~2s内,力F逐渐变大
C.物块与地面间的动摩擦因数为0.2
D.0—6s内物块运动的总位移为16m
8.如图所示,一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上,质量分别为mA=1kg和mB=2kg的物块A、B放在长木板上,A、B与长木板间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平拉力F拉A,取重力加速度g=10m/s2.改变F的大小,B的加速度大小可能为()
A.1m/s2B.2.5m/s2
C.3m/s2D.4m/s2
9.某物体质量为1kg,在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动,其速度-时间图像如图所示,根据图像可知( )
A.物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力
B.物体在第3s内所受的拉力等于1N
C.物体在第2s内所受的拉力为零
D.在0~3s内,物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反
10.如图所示,某时刻将质量为10kg的货物轻放在匀速运动的水平传送带最左端,当货物与传送带速度恰好相等时,传送带突然停止运动,货物最后停在传送带上。
货物与传送带间的动摩擦因数为0.5,货物在传送带上留下的划痕长为10cm,重力加速度取10m/s2,则货物( )
A.总位移为10cm
B.运动的总时间为0.2s
C.与传送带由摩擦而产生的热量为5J
D.获得的最大动能为5J
二、多项选择题
11.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量为70kg的工人站在地面上,通过定滑轮将30kg的建筑材料拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,g取l0m/s2,下列说法中,正确的是( )
A.若将材料缓慢上拉,则绳子对材料的拉力为300N
B.若将材料缓慢上拉,则人对地面的压力为700N
C.若将材料以a=1m/s2的加速度加速上拉,则人对地面的压力为370N
D.若人始终未离开地面,则材料上升的加速度不可能
m/s2
12.如图所示,一物块在t=0时刻以初速度
滑上一倾角
的足够长固定斜面,经过时间1s速度变为0,重力加速度g=10m/s2,则()
A.物块沿斜面向上滑行的最大距离为16.0m
B.物块沿斜面向上滑行的最大距离为4.0m
C.物块与斜面间的动摩擦因数
D.物块与斜面间的动摩擦因数
13.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,一水平传送带装置示意图如下,绷紧的传送带AB始终保持恒定的速率v=1m/s运行,一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2m,则( )
A.行李刚开始运动时的加速度大小为1m/s2
B.行李从A运动到B的时间为2s
C.行李在传送带上滑行痕迹的长度为1m
D.如果提高传送带的运行速率,行李从A处传送到B处的最短时间可能为2s
14.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系如甲图所示;物块的运动速度v与时间t的关系如乙图所示,6s后的速度图象没有画出,g取10m/s2.下列说法正确的是()
A.滑动时受的摩擦力大小是3N
B.物块的质量为1.5kg
C.物块在6-9s内的加速度大小是2m/s2
D.物块前6s内的平均速度大小是4.5m/s
15.图甲中,质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块。
当木板受到随时间t均匀变化的水平拉力F作用时,其加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示。
取g=10m/s2,则( )
A.滑块的质量m=2kg
B.0〜6s内,滑块做匀加速直线运动
C.当F=8N时,滑块的加速度大小为1m/s2
D.滑块与木板间的动摩擦因数为0.1
三、填空题
16.放在水平桌面上的静止木块,质量为0.1kg,在水平方向受到大小为0.06N的拉力,木块和桌面间的滑动摩擦力大小是0.02N,则木块的加速度大小为_____m/s。
通过0.2m所用的时间为_____s。
17.水平地面上有一质量为
的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为
,该物体的运动速度随时间变化的图像如图所示,则物体受到的拉力F的大小为_________N;物体与地面之间的动摩擦因数
为__________.
18.如图所示,在光滑的水平地面上有一个长为L,质量为4kg的木板A,在木板的左端有一个质量为2kg的小物体B,A、B之间的动摩擦因数为µ=0.2。
(1)当对B施加水平向右的力F=5N作用时,求:
A的加速度_______m/s2,B的加速度__________m/s2。
(2)当对B施加水平向右的力F=10N作用时,求:
A的加速度_______m/s2,B的加速度__________m/s2。
四、解答题
19.如图,物体质量为m=2kg,静置于水平面上,它与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,用大小为
、方向与水平方向夹角θ=45°的拉力F拉动物体,拉动4s后,撤去拉力F,物体最终停下来,取g=10m/s2,试求:
(1)物体前4s运动的加速度是多大?
(2)撤去拉力F后,物体还需多长时间静止?
20.疫情之下,无人机已成为战疫“超级神器”,人们可利用它搭载扩音器进行空中防控宣传。
如图所示,某品牌无人机质量m=10kg(搭载的扩音器质量可忽略),从地面竖直升空,先加速到v=3m/s,之后立即减速,最后悬停在距地面h=3m的高度。
若无人机在运动过程中受到的空气阻力大小恒为f=10N,且加速减速阶段均可看成匀变速直线运动,整个运动过程中无人机始终能保持水平状态,求:
(1)若上升过程中,加速和减速阶段的加速度大小相等,则此加速度的大小为多少;
(2)该无人机最大制动力为210N,则下降过程中无人机的最大制动加速度大小为多少;
(3)无人机从3m高悬停处下降到地面,且到达地面时速度恰好为0,则此过程的最短时间为多少。
21.如图所示,倾角为α=37°的斜面固定在水平地面上,一质量m=1kg的小滑块以速度v0=5m/s从底端滑上斜面.经0.5s时的速度为零,斜面足够长.g取10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)1s时的位移.
22.如图所示,质量
的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力
.当小车向右运动的速度达到
时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为
的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数
,小车足够长.求:
(1)放上小物块后,小物块及小车的加速度各为多大?
(2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放在小车上开始,经过
小物块通过的位移大小为多少?
(取
)
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
A
B
D
B
C
C
A
D
D
二、多项选择题
11
12
13
14
15
ACD
BD
AD
BCD
CD
三、填空题
16.0.41
17.8.40.34
18.
13
四、解答题
19.【答案】
(1)3m/s2;
(2)3s
【解析】
(1)以物体为研究对象,对其受力分析,由牛顿第二定律得
联立代入数据解得
(2)4s末物体的速度为
撤去拉力后,对物体受力分析,由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得
故撤去拉力F后,物体还需3s时间才能静止。
20.【答案】
(1)a1=3m/s2;
(2)a2=12m/s2;(3)
【解析】
(1)设上升过程中加速度大小为a1,最大速度为v1,根据运动学公式得
解得a1=3m/s2
(2)设向上为正方向则有Fmax+f-mg=ma2
解得a2=12m/s2
(3)若要降落时间最短,则以最大加速度a3加速下降,再以最大加速度a2减速至0,向下加速阶段,设向下为正方向mg-f=ma3
解得a3=9m/s2
根据运动学公式得
解得
21.【答案】
(1)0.5
(2)1m
【解析】
(1)小滑块沿斜面向上做匀减速运动,根据速度时间关系:
可得加速度大小为:
由牛顿第二定律得
带入数据解得:
μ=0.5
(2)前0.5s小滑块运动的位移大小为:
,
方向沿斜面向上
小滑块向下做匀加速运动的加速度为a2,则:
带入数据解得:
后0.5s内小滑块的位移大小为:
,
方向沿斜面向下
所以1s时的位移大小为x=x1﹣x2=1m
方向:
沿斜面向上
22.【答案】
(1)2
(2)
(3)
【解析】
(1)小物块的加速度
,
小车的加速度
.
(2)由
得
(3)在开始
内小物块的位移
.
最大速度
在接下来的
内小物块与小车相对静止,一起做加速运动且加速度
这
内的位移
,
通过的总位移
.
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