人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用当堂达标检测题
展开这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用当堂达标检测题,共14页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
高一物理必修一4.5《牛顿运动定律的应用》课时综合练习
一、选择题:
1、如图所示,质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是( )
A.斜面对物块的支持力大小为 B.斜面对物块的摩擦力大小为
C.斜面对物块作用力的合力大小为 D.物块所受的合力大小为
2、在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据。刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹。在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14m。假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7,g=10m/s2。则汽车开始刹车时的速度为( )
A.7m/s B.10m/s C.14m/s D.20m/s
3、质量m=2kg、初速度v0=8m/s的物体沿着粗糙水平地面向右运动,物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还受到一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用,设水平向右为拉力的正方向,且物体在t=0时刻开始运动,g取10m/s2,则以下结论正确的是( )
A.0~1s内,物体的加速度大小为2m/s2
B.1~2s内,物体的加速度大小为2m/s2
C.0~1s内,物体的位移为7m
D.0~2s内,物体的总位移为10m
4、如图总质量为400kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动,若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度,关于热气球,下列说法正确的是( )
A.所受浮力大小为4830N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s
D.以5m/s的速度匀速上升时所受空气阻力大小为200N
5、用一水平力F拉静止在水平面上的物体,在外力F从零开始逐渐增大的过程中,物体的加速度a随外力F变化的关系如图所示,g取10 m/s。则下列说法错误的是( )
A.物体与水平面间的滑动摩擦力为7N
B.物体的质量为2kg
C.物体与水平面间的动摩擦因数为0.3
D.当F为5N时,物体受到水平面的作用力大小为
6、在很多游泳景点都建有山坡滑道,如图甲是某景点的山坡滑道图片,为了研究滑行者在滑道斜坡的滑行情况,技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图。AC是滑道的竖直高度,D点是AC竖直线上的一点,且有AD =DE=10m,滑道AE可视为光滑,∠A=30°, 滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下直线滑动,g取10m/s2,则( )
A.滑道AE的长度为10m
B.滑行者在滑道AE上滑行的加速度a = 5m/s2
C.滑行者在滑道AE上滑行的时间为2s
D.滑行者滑到E点时的速度为10m/s
7、如图(a)所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,一物体在水平推力的作用下沿斜面向上运动,逐渐增大,物体的加速度随之改变,其加速度随变化的图像如图(b)所示。根据图(b)中所提供的信息,下列判断不正确的是( )
A.若斜面光滑,可求得物体的质量
B.若斜面光滑,可求得斜面的倾角
C.若斜面粗糙,增大物体的质量后重复前面的实验,得到的图像斜率保持不变;
D.若斜面粗糙,换一质量为原质量两倍的另一物体重复刚才的实验,得到图像的纵坐标截距保持不变
8、新冠肺炎疫情期间,无人机发挥着非常重要的作用(图甲),可利用无人机空投药品,将药品送到隔离人员手中。在某次无人机竖直送货中,无人机的质量M=1.5 kg,货物的质量m=1 kg,无人机与货物间通过轻绳固定在无人机下端。无人机从地面开始加速上升一段时间后关闭动力,其运动v-t图像如图乙所示。无人机所受阻力恒定,不考虑货物受到的阻力,g取10 m/s2,下列判断正确的是( )
A.无人机上升的最大高度为36 m
B.无人机所受阻力大小为3 N
C.无人机所受的升力大小为30 N
D.加速阶段绳的拉力大小为12 N
9、如图甲所示,一质量为m的滑块放在粗糙的水平面上,滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ。现给滑块一水平向右的初速度v0= 6m/s,同时给滑块一水平向左的恒力F = 4N,若以滑块的出发点为原点,取向右的方向为正方向,在电脑上描绘出滑块速度随时间的变化规律如图乙所示,取g = 10m/s2下列说法正确的是( )
A.滑块的质量为4kg
B.滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.2
C.3s末滑块返回到出发点
D.4s末滑块加速度大小为1m/s2
10、如图所示,水平传送带AB以v=200cm/s的速度匀速运动,A、B相距11m。一物体(可视为质点)从A点由静止放于传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为 ( )
A.5.5s B.11s C.6s D.s
11、如图甲所示,用黏性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为mA=1kg、mB=2kg,当A、B之间产生拉力且大于0.3N时A、B将会分离。t=0时刻开始对物块A施加一水平推力F1,同时对物块B施加同一方向的拉力F2,使A、B从静止开始运动,运动过程中F1、F2方向保持不变,F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析,正确的是( )
A.t=2.0s时刻A、B之间作用力大小为0.6N
B.t=2.0s时刻A、B之间作用力为零
C.t=2.5s时刻A对B的作用力方向向左
D.从t=0时刻到A、B分离,它们运动的位移为5.4 m
12、(多选)如图所示,在货车车厢底板上紧密地平整排列着一层油桶,且油桶与车厢前后挡板紧挨着,上面一层只有一只油桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,所有油桶的规格相同,货车载着油桶一起在平直公路上匀速行驶。从某一时刻起货车开始刹车做匀减速运动,重力加速度为g,在刹车过程中,下列说法正确的是 ( )
A.若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶A对C的支持力减小
B.若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶B对C的支持力减小
C.若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶A对C支持力的增加量大于桶B对C支持力的减小量
D.当货车刹车的加速度大小超过g时,桶C就会脱离B而运动到A的左边,甚至撞击前挡板
二、非选择题:
13、如图所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动。某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若人和滑板的总质量m=60.0 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,取重力加速度g=10 m/s2。
(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?
(2)若由于场地的限制,水平滑道BC的最大长度L=20.0 m,则斜坡上A、B两点间的距离应不超过多少?
14、如图所示,一质量的物体放在水平地面上,作用在物体上的拉力与水平面成,当时物体恰好做匀速直线运动,(,,g=10m/s2)。求:
(1)物体与水平面的动摩擦因数;
(2)当力增大为时,物体运动的加速度;
(3)物体沿水平面运动的最大加速度。
15、如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F=10 N,方向平行于斜面向上,经时间t=4.0 s绳子突然断了(已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,g取10 m/s2),求:
(1)绳断时物体的速度大小;
(2)绳子断后物体沿斜面上升的最大位移的大小。
16、如图所示,传送带与地面的倾角θ=37°,A到B的长度为L=7.25m,传送带以v0=5 m/s的速度逆时针转动。在传送带上端A无初速放一个质量为m=1kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求物体从A运动到传送带速度相同时的位移?
(2)求物体从A运动到B所需的时间是多少?
(3)若物体在传送带上可以留下划痕,求划痕的长度?
17、滑雪是很多人喜欢的运动项目,通过雪地输送带将滑雪者送到山坡雪道顶端,如图1所示。如图2所示,ABC为一简化的雪道模型,AB段为长倾角的山坡雪道,BC段为水平雪道,AB与BC平滑相连。一位质量(含装备)的滑雪者从山坡雪道顶端A处从静止开始自由滑下,到达底端后进入水平雪道。已知雪橇与水平雪道和山坡雪道之间的动摩擦因数均为,忽略空气阻力,g取,,。
(1)如果滑雪者没有任何助力动作。求:
①滑雪者在山坡雪道下滑时的加速度大小;
②为了使滑雪者利用雪橇与雪道间的摩擦停下来,水平雪道BC的长度x至少为多长;
(2)为了能较快的停下,滑雪者在滑到山坡雪道上的P点时,开始通过调整身体的动作来增加阻力直到B点,进入水平雪道后不再增加阻力。若滑雪者在山坡雪道上增加的阻力为人对雪道压力的倍,进入水平雪道后经停下,求滑雪者开始调整身体动作的位置P与B的距离
参考答案:
一、选择题:
1、A.对物块受力分析可知,沿垂直斜面方向根据平衡条件,可得支持力为故A错误;
B.斜面对物块的摩擦力大小为故B正确
CD.因物块沿斜面加速下滑,根据牛顿第二定律得
可知
则斜面对物块的作用力为
故CD错误。 故选B。
2、【详解】根据牛顿第二定律有,解得加速度根据速度位移公式有
代入数据解得,故C正确,ABD错误。故选C。
3、【详解】A.0~1s内,物体的加速度大小a1==m/s2=4m/s2,A错误;
B.1~2s内物体的加速度大小a2==m/s2=2m/s2,B正确;C.由题图可得物体运动的v-t图像,故0~1s内物体的位移为x1=m=6m,C项错误;D.0~2s内物体的总位移x=x1+x2=[6+]m=11m,D错误。故选B。
4、【详解】A.根据牛顿第二定律得F浮-mg=ma解得F浮=4200N ,A错误;
B.根据牛顿第二定律得F浮-mg=ma
加速上升过程中,加速度减小,所受空气阻力增大,B错误;
C.如果加速度保持不变,从地面开始上升10s后的速度为5m/s。因为上升过程中空气阻力增大,加速度减小,所以,从地面开始上升10s后的速度一定小于5m/s,C错误;
D.以5m/s的速度匀速上升时,根据平衡条件得F浮=mg+f 解得f=200N
D正确。故选D。
5、【详解】A.由图知,F1=7N时,物体刚开始运动,则物体与水平面间的最大静摩擦力为7N,最大静摩擦力大于滑动摩擦力,故A错误,符合题意;
BC.令F2=14N
根据
解得m=2kg 故BC正确,不符合题意;
D.当F为5N时,物体静止,受到静摩擦力
水平面的支持力N=20N
物体受到水平面的作用力大小为故D正确,不符合题意。
6、【详解】A.由图中几何关系可知 AC=AD+CD A错误;
B.由几何知识知滑道AE与水平面的夹角为60°,对滑行者,由牛顿第二定律得
可得滑行者在滑道AE上滑行的加速度 故B错误;
C.由 解得 C正确
D.由 解得D错误。 故选C
7、【详解】AB.若斜面光滑,对物体受力分析,受推力、重力和支持力,如图所示
轴方向,由牛顿第二定律有,轴方向,由平衡条件有,从图(b)中取两点、代入解得,,则可求物体的质量和斜面的倾角,故AB不符合题意;C.若斜面粗糙,对物体受力分析,在轴方向,由牛顿第二定律有
,解得,可知,增大物体的质量后重复前面的实验,得到的图像斜率改变,故C错误,符合题意;D.由C分析可知,换一质量为原质量两倍的另一物体重复刚才的实验,得到图像的纵坐标截距保持不变,故D正确,不符合题意。故选C。
8、【解析】由v-t图线与t轴所围图形面积表示位移
知无人机上升的最大高度大小为x=×7×12 m=42 m,A错误;
无人机减速上升的加速度大小为a2= m/s2=12 m/s2,
设无人机所受阻力大小为f,对整体由牛顿第二定律有f+(m+M)g=(m+M)a2,
解得f=5 N,B错误;
无人机加速上升的加速度大小为a1=m/s2=2 m/s2,
设无人机所受的升力大小为F,则有F-(M+m)g-f=(M+m)a1,解得F=35 N,C错误;
对货物由牛顿第二定律,加速阶段绳的拉力大小为FT-mg=ma1,
解得FT=12 N,D正确。
9、【详解】ABD.由v—t图像可知加速度大小a1 = 3m/s2,a2 = 1m/s2
两个过程分别受力分析,根据牛顿第二定律得F + μmg = ma1
F - μmg = ma2 联立解得 m = 2kg μ = 0.1 AB错误、D正确;
C.由v—t图像可知,滑块先向右匀减速,再向左匀加速,v—t图像面积为物体的位移,2 ~ 3s内的位移大小小于0 ~ 2s内位移大小,故3s末滑块未返回到出发点,C错误。
故选D。
10、【详解】开始时物体在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得
解得物体的加速度为 所以物体加速的时间为
此时间内物体的位移为
此后物体做匀速直线运动,所用时间为
故所求时间为 故选C。
11、【详解】D.设t时刻A、B分离,由乙图可知,分离之前A、B物体受到的合力不变,故以相同加速度a共同加速,以整体为研究对象,据牛顿第二定律可得,加速度为分离时对B由牛顿第二定律可得F2-N=mBa其中解得F2=2.7N结合F2的变化规律可得,经历时间为
根据位移公式可得,整体的位移大小为,D正确;
AB.当t=2s时,F2=1.8N,对B据牛顿第二定律可得F2+N=mBa解得B受到的压力大小为N=0.6N,A正确,B错误;
C.当t=2.5s时,F2=2.25N,对B据牛顿第二定律可得F2+N=mBa解得B受到的压力大小为N=0.15N>0
即A对B的作用力方向向右,C错误。故选AD。
12、【详解】ABC.对C进行受力分析,如图所示,根据几何关系可知,A和B对C的支持力与竖直方向的夹角均为30°,当C处于静止状态时,根据平衡条件,在水平方向上有FBsin30° =FAsin30° ①
在竖直方向上有FAcos30°+FBcos30° =mg ②联立①②解得FA=FB =mg ③
设货车刹车的加速度大小为a,对C,在水平方向上根据牛顿第二定律有 FBsin30° -FAsin30°=ma ④
在竖直方向上根据平衡条件有FAcos30°+FBcos30° =ma ⑤
联立④⑤解得FA =mg+ma ⑥ FB =mg-ma ⑦
比较③⑥⑦可知则桶A对C的支持力增大,则桶B对C的支持力减小,且桶A对C支持力的增加量等于桶B对C支持力的减小量,故AC错误,B正确;
D.当桶B对C的支持力为零时,筒C恰好脱离B,设此时货车的加速度大小为a,根据牛顿第二定律mgtan30°=ma解得a=g
所以当货车刹车的加速度大小超过g时,桶C就会脱离B而运动到A的左边,甚至撞击前挡板,故D正确。 故选BD。
二、非选择题:
13、【解析】 (1)人和滑板在斜坡上的受力分析,建立直角坐标系。设人和滑板在斜坡上滑下的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得mgsin θ-Ff=ma1
FN-mgcos θ=0,其中Ff=μFN联立解得人和滑板滑下的加速度大小为
a1=g(sin θ-μcos θ)=2.0 m/s2。
(2)人和滑板在水平滑道上的受力分析。由牛顿第二定律得FN′-mg=0,Ff′=ma2
其中Ff′=μFN′联立解得人和滑板在水平滑道上运动的加速度大小为
a2=μg=5.0 m/s2
设人从斜坡上滑下的最大距离为LAB,整个运动过程中由匀变速直线运动公式得v=2a1LAB,0-v=-2a2L 联立解得LAB=50.0 m。
14、【详解】(1)当时物体恰好做匀速直线运动,对物体进行分析受力,其受力示意图如下所示
根据平衡条件可得
联立解得
(2)当力增大为时,分析可知拉力沿竖直方向的分力小于重力。故物体沿水平方向做匀加速直线运动。则竖直方向根据平衡条件,有
水平方向根据牛顿第二定律,有带入数据联立可得
(3)分析可知,当地面对物块的支持力为零时,物块的加速最大,此时地面对物体的摩擦力也为零。故物体受力示意图如下
故有
联立解得
15、【详解】(1)物体向上运动过程中,受拉力F、斜面支持力FN、重力mg和摩擦力Ff,如图甲所示,
设物体向上运动的加速度为a1,根据牛顿第二定律有:F-mgsin θ-Ff=ma1;FN=mgcos θ;Ff=μFN解得a1=2.0 m/s2则t=4.0 s时物体的速度大小v1=a1t=8.0 m/s
(2)绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,受力如图乙所示.
根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向上运动的过程有:mgsin θ+Ff=ma2;FN=mgcos θ;Ff=μFN 代入数值联立解得a2=8.0 m/s2.做匀减速运动的位移为x2==4.0 m.
16、【详解】(1)开始阶段,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得a1=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
物体加速至与传送带速度相等时需要的时间为,发生的位移为;
(2)因1.25m<7.25m,即物体加速到5m/s时仍未到达B点,由于μ<tanθ,则继续加速,有
mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2,则LAB-s1=υ0t2+a2t22,解得t2=1s,t2′=-6s(舍去)
故物体经历的总时间t=t1+t2=1.5s;
(2)物体加速至传送带的速度时,传送带前进的位移为s1=v0t1=2.5m,而物体的位移s2=1.25m
物体相对于传送带向上前进的距离为Δs1=s1-s2=1.25m,物体的速度大于传送带的速度后,传送带前进s3=v0t2=5m,物体前进的位移为s4=6m,物体相对于传送带向下滑行Δs2=s4-s3=1m,所以物体在传送带上划痕的长为Δs1=1.25m。
17、【详解】(1)①滑雪者在山坡雪道下滑时受重力、支持力和摩擦力作用,由牛顿第二定律可得
所以加速度
②根据匀变速运动位移速度公式可得滑雪者在B点的速度
滑雪者在水平雪道上滑行的合外力为f=μmg
滑雪者加速度
滑雪者做匀减速运动,所以为了使滑雪者利用雪橇与雪道间的摩擦停下来,根据位移速度公式得水平雪道BC的长度即水平雪道BC的长度x至少为215m;
(2)由(1)可知:滑雪者到达P点的速度
由(1)可知:滑雪者在B点的速度
对滑雪者在PB段应用牛顿第二定律可得
滑雪者加速度故根据匀变速运动规律可得
联立求得x1=20m
相关试卷
这是一份高中5 牛顿运动定律的应用同步测试题,共6页。试卷主要包含了单选题,多选题,解答题等内容,欢迎下载使用。
这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用优秀同步训练题,文件包含45牛顿运动定律的应用解析版docx、45牛顿运动定律的应用原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共16页, 欢迎下载使用。
这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用优秀同步训练题,文件包含45牛顿运动定律的应用解析版docx、45牛顿运动定律的应用原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共16页, 欢迎下载使用。