物理必修 第一册5 牛顿运动定律的应用课后测评

人教版（2019）必修第一册《4.5 牛顿运动定律的应用》同步练习

一 、单选题（本大题共10小题，共60分）

1.（6分）飞机的起飞过程是从静止出发，在直跑道上加速前进，等达到一定速度时离地．已知飞机加速前进的路程为，所用的时间为假设这段运动为匀加速直线运动，用表示加速度，表示离地时的速度，则

A.  ，  B.  ， 
C.  ，  D.  ， 

2.（6分）物体静止于光滑水平面上，某时刻在物体上施加一个水平向东的力，且的大小逐渐减小到零，关于此过程中物体的运动情况，下列说法不正确的是
 

A. 物体的加速度逐渐减小到零 B. 物体向东做减速运动
C. 物体的速度变化得越来越慢 D. 当减小到零时，物体向东的速度最大

3.（6分）下列几种物理现象的解释中，正确的是

A. 运动员接篮球时手臂有弯曲回收动作，其作用是减小篮球的动量变化量
B. 砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻
C. 在推车时推不动是因为推力的冲量为零
D. 船舷常常悬挂旧轮胎，是为了延长作用时间，减小作用力

4.（6分）某高速公路上的限速标志如图所示，标明小汽车在高速公路上行驶最高速度不得超过已知驾驶员的反应时间为，各种路面与轮胎间的动摩擦因数如表．

根据以上资料，通过计算判断：雨天汽车行驶在高速公路上的安全距离最接近
 

A.  B.  C.  D.

5.（6分）在创建文明城市过程中，我市开始大力推行文明交通“车让人”行动，如图所示，以的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，有一位老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线。该车减速时的加速度大小为，则下列说法中正确的是

A. 如果驾驶员立即刹车制动，则时，汽车离停车线的距离为
B. 如果在距停车线处开始刹车制动，汽车能在停车线处停下
C. 如果驾驶员的反应时间为，汽车刚好能在停车线处停下
D. 如果驾驶员的反应时间为，汽车刚好能在停车线处停下

6.（6分）质量不等但有相同动能的两物体，在摩擦系数相同的水平地面上滑行直到停止，则下列说法中正确的有

A. 质量大的物体滑行距离大 B. 质量小的物体滑行距离大
C. 滑行距离与质量无关 D. 无法判断

7.（6分）质量为的物体在一水平面上运动，如图、分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的图象，则拉力与摩擦力大小之比为
 

A. ： B. ： C. ： D. ：

8.（6分）如图所示、两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数，与之间的动摩擦因数已知物体的质量，物体的质量，重力加速度取现对物体施加一个水平向右的恒力，为使物体与物体相对静止，则恒力的最大值是物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
 

A.  B.  C.  D.

9.（6分）如图所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带。现将质量为的物体和质量的物体轻放在纸带上。两物体可视为质点，物体初始位置数据如图，，与纸带间的动摩擦因数分别为、取。则下列说法错误的是 
 

A. 物体离开纸带前匀加速下滑，物体静止不动
B. 物体离开纸带后匀速下滑，物体匀加速下滑
C. 两物体同时由静止释放后，物体滑离纸带需要的时间是
D. 两物体同时由静止释放后，物体经到达水平面上

10.（6分）如图所示，在一有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落加速穿过磁场的过程中
 

A. 进入磁场时加速度可能小于，离开磁场时加速度可能大于，也可能小于
B. 进入磁场时加速度大于，离开时小于
C. 进入磁场和离开磁场，加速度都大于
D. 进入磁场和离开磁场，加速度都小于

二 、简答题（本大题共1小题，共6分）

11.（6分）为欢庆北京冬奥会，学校举行冰上比赛，一小组同学参加冰上滑板游戏，木板放在水平冰面上，儿童坐在静止的木板上，如图甲所示。已知儿童质量和木板质量均为，木板与冰面间的动摩擦因数，儿童与木板间的动摩擦因数。现对木板施加水平向有的推力，随时间变化的图像如图乙所示。为保证儿童安全，当儿童即将与木板发生相对滑动时撤去推力。取。 
 
经多长时间，撤去推力？ 
求撤去推力时，木板的速度大小。

三 、多选题（本大题共1小题，共6分）

12.（6分）多选如图甲所示，在粗糙水平面上，物块在水平向右的外力的作用下做直线运动，其速度时间图像如图乙所示，下列判断正确的是 
 
 

A. 在内，外力不断增大 B. 在内，外力大小恒定
C. 在内，外力不断减小 D. 在内，外力大小恒定

四 、计算题（本大题共2小题，共24分）

13.（12分）如图甲所示，点距水平地面的高度，地面上的点位于点的正下方，现从点将质量的小球以的速度水平向右抛出， 取。 
 

若不计空气阻力，求小球从抛出至落到水平面的时间及小球落地点距点的距离；

若小球抛出的同时还受到如图乙所示的恒定水平风力，要使小球恰落在点，求作用在小球上的风力大小。

14.（12分）年月日时分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。如图所示为长征五号系列运载火箭其箭体长度米，火箭起飞质量为吨，初始的推力是千牛。求： 
火箭竖直向上起动时的加速度为多少？ 
随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，其加速度将如何变化？忽略空气阻力
 

答案和解析

1.【答案】A;

【解析】解：根据匀加速直线运动位移时间公式得： 
      
     
  根据速度时间公式得： 
    
故选：。 
由题意可知这段运动为匀加速运动，又已知飞机加速前进的路程为，所用时间为，可根据匀变速直线运动的基本公式解题． 
该题是匀变速直线运动基本公式的直接应用，难度不大，属于基础题．
 

2.【答案】B;

【解析】解：、物体静止于光滑水平面上，根据牛顿第二定律得 ，则当逐渐减小到零时，物体的加速度逐渐减小到零，故A正确。  
、由于方向与速度方向相同，则加速度方向与速度方向相同，所以物体向东做加速运动，当减小到零时，物体向东做匀速直线运动，速度达到最大，故B不正确，D正确。  
C、物体的加速度逐渐减小，则物体的速度变化得越来越慢，故C正确。  
本题选不正确的，故选：。 
先根据的变化情况，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况，再根据加速度与速度方向关系判断物体的速度变化情况。 
解决本题的关键要能根据牛顿第二定律确定加速度的变化情况。要知道加速度减小，并不意味着速度减小，当加速度与速度同向时速度仍然增大。
 

3.【答案】D;

【解析】解：、运动员接篮球时手臂有弯曲回收动作，其作用是减小篮球增加运动员与篮球的作用时间，从而减小作用力，避免运动员受到伤害，故A错误．  
B、用橡皮锤击钉子，橡皮锤与钉子接触时形变量比较大，延长了作用时间，使作用力减小，所以不要橡皮锤钉钉子，故B错误．  
C、冲量，作用力与时间都不是，则冲量不等于；在推车时推不动是因为推力小于阻力，故C错误；  
D、船舷常常悬挂旧轮胎，是因为旧轮胎有一定的弹性，能延长作用时间，减小作用力，故D正确；  
故选：． 
力与时间的乘积是力的冲量；应用冲量的计算公式与动量定理分析答题． 
此题主要考查了冲量计算公式、动量定理的应用；在动量的变化或冲量一定的情况下，延长力的作用时间可以减小力的大小．
 

4.【答案】B;

【解析】解：汽车的最高速度为 
在反应时间内，汽车仍做匀速直线运动，通过的最大距离为： 
刹车过程，汽车做匀减速直线运动 
 
解得： 
则总位移大小为，接近 
故ACD错误，B正确； 
故选：。 
当汽车在湿沥青路面上行驶时，动摩擦因数最小，刹车时滑行的距离最大，根据运动学求出反应时间内汽车通过的距离，由动能定理求出刹车后滑行的距离，再求解安全距离最接近的值． 
本题一抓住在反应时间内，汽车仍保持原来的运动状态；二要会选择数据，同等条件下，动摩擦因数越小，汽车滑行的距离越大，根据动摩擦因数最小的情况求解安全距离
 

5.【答案】D;

【解析】

如果驾驶员立即刹车制动，则汽车停止运动时经过的时间，运动的距离，时汽车离停车线的距离为，如果在距停车线处开始刹车制动，汽车停车的位置将超过停车线，选项错误；

C.如果驾驶员的反应时间为，汽车停下时运动的位移，则汽车停下时将越过停车线，选项错误；

D.如果驾驶员的反应时间为，汽车停下时运动的位移，则汽车刚好能在停车线处停下，选项正确。

故选。
 

6.【答案】B;

【解析】解：方法一 
设木块的质量为，与地面间动摩擦因数为，滑行的距离为，根据动能定理，有 
 
解得 
 
故滑行距离与木块的质量有关，质量越大，滑行的距离越小； 
故选B。 
方法二 
设木块的质量为，与地面间动摩擦因数为，滑行的距离为 
对木块受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，合力等于摩擦力，故 
   ① 
根据牛顿第二定律，有 
      ② 
由①②两式解得 
       ③ 
根据速度位移关系公式，有 
     ④ 
   ⑤ 
由③④⑤两式得到 
 
故滑行距离与木块的质量有关，质量越大，滑行的距离越小； 
故选：。 
对木块运动的过程运用动能定理直接列式，求出位移表达式分析；也可以先对木块受力分析，求出合力，再根据牛顿第二定律求得加速度，再结合运动学公式求出位移表达式分析。 
对于动力学问题，有时既可以用牛顿运动定律结合运动学公式求解，也可以用动能定理求解，选择动能定理求解可以不涉及加速度和时间，较为简洁。
 

7.【答案】B;

【解析】解：物体不受水平拉力时，加速度大小为：； 
物体受到水平拉力作用时加速度大小为：； 
根据牛顿第二定律得： 
； 
， 
可得：：：故ACD错误，B正确． 
故选： 
由图象可求得物体的加速度，由牛顿第二定律可求得合力，不受水平拉力作用时物体的合力即为摩擦力． 
图象在物理学中具有非常重要的地位，本题将图象与牛顿第二定律相结合，解答的关键是理解图象的意义和斜率的意义，是道好题．
 

8.【答案】B;

【解析】解：当作用在物体上时，、恰好不滑动时，、间的静摩擦力达到最大值，对物体，有：  
 
对整体，有：  
；  
由上述各式联立解得：  
 
故选：。 
物体与刚好不发生相对滑动的临界条件是、间的静摩擦力达到最大值，可以先对受力分析，再对整体受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解． 
本题关键抓住恰好不滑动的临界条件，然后灵活地选择研究对象，运用牛顿第二定律列式求解．
 

9.【答案】B;

【解析】对、受力分析，根据受力情况判断物体的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学求出运动的时间。解决本题的关键能够正确地对物体进行受力分析，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解。 
 
对分析，因为，由牛顿第二定律得的加速度为：，所以物体离开纸带前匀加速下滑； 
对：，知能与纸带保持相对静止，因为对纸带的最大摩擦力大于重力沿斜面方向上的分力，则物体能保持静止，故正确，错误； 
C.两物体同时静止释放，在滑离纸带前，做匀加速直线运动，与纸带处于静止，根据得，故物体滑离纸带需要的时间是，故正确； 
D.当物体滑离纸带后，物体与纸带向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：，根据得，则两物体同时由静止释放后，物体经到达水平面上，故正确。 
本题选错误的，故选。 

 

10.【答案】D;

【解析】解：设闭合线圈在磁场中受到的安培力大小为 
  、进入磁场时，若，由牛顿第二定律，得，因，则； 
     离开磁场时，线圈速度增大，安培力增大，但加速运动， 
     若，则，即离开磁场时加速度不可能大于故错误． 
  、根据项中分析，进入磁场时加速度都小于故、均错误． 
  、加速穿过磁场，，故正确 
故选： 
闭合线圈从上方下落加速穿过磁场，重力大于安培力．离开磁场时，速度增大，安培力增大．用安培力和牛顿第二定律分析解决问题． 
本题关键在于审题要清楚，把握加速穿过磁场这个条件，再运用牛顿定律分析．
 

11.【答案】解：（1）当木板与儿童之间的摩擦力达到最大时，二者将要发生相对滑动，此时加速度为a，有μ2mg=ma 
代入数据，解得a=2m/ 
对木板与儿童整体分析，有F=2μ1mg=2ma 
代入数据，解得F=120 N 
由图线可知 
解得t=6s 
当时间经过6 s时，推力刚好达到120 N，即经过6 s时撤去推力。 
（2）木板与地面之间的最大静摩擦力=2μ1mg 
代入数据解得：=40 N 
则在2 s后木板开始滑动，则在2s～6s内，设水平向左为正方向 
根据动量定理可得IF=2μ1mg•t=2mv 
其中 
解得v=4 m/s。 
答：（1）经6s撤去推力； 
（2）撤去推力时，木板的速度大小为 4m/s。;

【解析】 
对木板与儿童整体分析，由牛顿第二定律求出水平推力，结合图像求出； 
由动量定理求木板的速度。 
本题以板块模型和图像为素材创设学习探索问题情境，着重考查学生的理解能力、模型建构能力和推理论证能力。考查的学科核心素养为物理观念和科学思维，要求学生能够运用牛顿第二定律和动量定理等来分析和解决问题。
 

12.【答案】BC;

【解析】 
在速度时间图象中，某一点纵坐标代表此时刻的瞬时速度；某点切线的斜率代表该时刻的加速度，向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负．结合牛顿第二定律判断受力情况． 
本题是为速度--时间图象的应用要明确斜率和面积的含义，并结合牛顿第二定律解题，属于基础题． 
 
、在内，直线的斜率不变，加速度不变，由牛顿第二定律得：，可知外力是恒力，故错误． 
、在内，速度不变，物体做匀速直线运动，加速度等于零，，故外力的大小恒定，故正确． 
、在内，斜率越来越大，说明加速度越来越大，所以物体做加速度增大的减速运动， 
 由牛顿第二定律得：，得 ，、不变，增大，减小，故正确，错误； 
故选：。 
 

 

13.【答案】解：竖直方向： 
可得：   
水平方向：  
距离点： 
小球在竖直方向上仍做自由落体运动，下落的时间仍为 
小球在水平方向上做匀减速直线运动，设加速度大小为。 
小球恰落在点时水平位移为，则： 
解得：   
根据牛顿第二定律得风力大小为：;

【解析】根据平抛运动的规律得到小球从抛出至落到水平面的时间及小球落地点距点的距离； 
若小球抛出的同时还受到如图乙所示的恒定水平风力，小球在竖直方向为自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动，得到小球在水平方向的加速度，由牛顿第二定律的作用在小球上的风力大小。 

 

14.【答案】解：（1）根据牛顿第二定律可得：F-mg=ma，解得a=2.24m/ 
（2）根据牛顿第二定律可得：F-mg=ma，解得a=，随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，其加速度将逐渐增大 
答：（1）火箭竖直向上起动时的加速度为2.24m/； 
（2）随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，其加速度将逐渐增大。;

【解析】 
根据牛顿第二定律求得火箭竖直向上启动时的加速度大小； 
根据牛顿第二定律表示出加速度的大小，根据火箭质量的变化即可求得加速度的变化。 
此题主要考查了牛顿第二定律，利用好即可求得。