人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用课后作业题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用课后作业题，共14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。
一、单选题
1．如图所示，两个质量分别为m1=1kg、m2=2kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=15N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）
A．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是45N
B．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是15N
C．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为25m/s2
D．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7.5m/s2
2．某物体由静止开始运动，它所受到的合外力方向不变，大小随时间变化的规律如图所示，则在0～t0这段时间（ ）
A．物体做匀加速直线运动
B．物体在t0时刻速度最小
C．物体在t0时刻加速度最大
D．物体作变加速运动，运动速度越越大
3．一个质量为m1的小孩沿粗杆攀爬至顶端后，沿杆以加速度a下滑，此过程中与杆的摩擦力为Ff，若杆的质量为m2，则下滑时杆对地面的压力为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．质量为20kg的物体静止在光滑的水平面上，现用30N的水平外力F拉该物体，力F作用3s后消失，则第5s未物体的速度和加速度分别是（ ）
A．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2
C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝0
5．如图所示，光滑水平面上，质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度系数为k，原长为L0，则此时木块A、B间的距离为：（ ）
A．B．C． D．
6．一间新房即将建成，现要封顶，若要求下雨时落至房顶的雨滴能最快地淌离房顶（假设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动），则必须要设计好房顶的高度，下列四种情况中最符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
7．如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管向下滑．已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取10 m/s2，那么该消防队员( )
A．下滑过程中的最大速度为4 m/s
B．加速与减速过程的时间之比为1∶2
C．加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2∶7
D．加速与减速过程的位移之比为1∶4
8．游乐场中有一种螺旋滑梯，其竖直高度为H，滑行的轨迹长度为L。游人沿此螺旋滑梯无摩擦地滑下，从螺旋滑梯最高点无初速滑到地面所经历的时间为，已知沿轨迹方向的加速度大小不变，则滑到底端时的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
9．如图所示，轻杆与竖直支架间的夹角为θ，轻杆末端固定的质量为m的小球随小车一起沿水平方向运动，重力加速度大小为g，则以下判断正确的是（ ）
A．轻杆对小球的作用力的大小可能为mg
B．轻杆对小球的作用力的方向一定是沿着杆向上的方向
C．若小球随小车一起沿水平方向做匀加速运动，则加速度大小一定为gtanθ
D．若小球随小车一起沿水平方向做匀加速运动，则轻杆对小球的作用力的大小一定大于mg
10．如图甲所示，一辆遥控小车静止在水平面上，现用遥控器启动小车， 使它从静止开始运动，小车运动的速度与时间关系的 v﹣t 图象如图乙所示．已 知小车的质量 m=2kg，小车与水平面间的动摩擦因数 u=0.2，重力加速度，g 取
10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）
A．小车位移 x=1m 时的速度大小为 2m/s
B．小车在前 2s 时间内的牵引力大小为 6N
C．小车在后 2s 时间内的牵引力大小为 5N
D．小车在后 2s 内的位移大小为 5m
11．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，时，滑块以的初速度从斜面的底端A滑上斜面，时滑块正好通过B点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小g取，，。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块能在斜面上滑行的最远距离为2.25m
B．A、B两点间的距离为2m
C．时滑块通过B点的加速度大小为
D．时滑块通过B点的速度大小为1m/s
12．如图所示，质量相等且为m的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用劲度系数为k的轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块向右一起做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的伸长量为
B．拉力F的大小为2μmg
C．撤去拉力F瞬间，P的加速度为2μg
D．撤去拉力F瞬间，Q的加速度为μg
三、解答题
13．某同学练习控制一质量为2kg的无人机垂直升降，运动过程中受到的空气阻力大小恒为4N，方向与运动方向相反，无人机能够获得的最大升力为36N。某次飞行练习，无人机从地面上由静止开始以最大升力竖直向上起飞，4s后无人机出现故障突然失去升力，排除故障后无人机重新获得最大升力，当无人机停止下落时离地面的高度为27m。已知重力加速度g=10m/s2。求：
（1）突然失去升力时距离地面的高度；
（2）无人机上升的最大高度；
（3）该同学排除故障所用的时间。
14．固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图所示，取重力加速度=10m/s2.求物体的质量及斜面倾角。

15．如图所示，倾角为的无限长斜面上PQ部分粗糙，且长为3L，其余部分都光滑。质量均为m的四个小物块（可视为质点）置于斜面，每相邻两物块间有一长为L且平行于斜面的轻杆，每根杆的上端与物块粘连而下端与物块不粘连，各物块与斜面PQ段动摩擦因数均为。A、B、C、D同时由静止释放时A恰在P点，最终四个物块均能通过Q点。重力加速度为g，求：
（1）A在PQ段运动刚达到最大速度时的位置；
（2）物块D刚过P点时，杆对物块D的弹力；
（3）从开始运动到C过P点，经历多长时间。
参考答案：
1．C
【详解】AB．对整体研究，由牛顿第二定律得
解得
对研究
得
故AB错误；
C．在突然撤去F1的瞬间，弹簧弹力不变，对研究，由牛顿第二定律得
解得
C正确；
D．在突然撤去F2的瞬间，弹簧弹力不变，对研究，由牛顿第二定律得
解得
D错误；
故选C。
2．D
【详解】AD．由图看出，合外力F减小，则由牛顿第二定律得知加速度a减小，加速度与速度同向，物体做变加速运动，速度越来越大，故A错误，D正确；
BC．由于a与v同向，物体的速度增大，在t0时刻加速度为零，速度最大，故BC错误。
故选D。
3．C
【详解】以小孩为研究对象，根据牛顿运动定律可得
；
以杆为研究对象，根据平衡条件可得
可得
由牛顿第三定律得
C正确，ABD错误。
故选C。
4．C
【详解】3s内，由牛顿第二定律可得
3s末的速度为
由于水平面光滑，3s后物体做匀速直线运动，加速度为0，故第5s未物体的速度和加速度分别是
v＝4.5m/s，a＝0
故选C。
5．B
【详解】对物块A单独受力分析有，弹簧弹力，因此弹簧的形变量，因此AB之间的距离为
6．C
【详解】设房顶宽为2b，斜面倾角为θ。
雨滴下滑的加速度
a=gsinθ
则由

联立解得
t＝
可见，当θ＝45°时，t最小。
故选C。
7．B
【详解】AB．下滑过程中最大的速度即为加速阶段的末速度，减速阶段的初速度，设为v，则
可求的加速过程
减速阶段
又因为
可求的加速时间为1s，减速时间为2s，v=8m/s，A 错误，B正确；
C．由题意可得
故加速与减速过程中摩擦力大小之比为l:7，C错误；
D．加速与减速过程的位移之比为1:2，D错误。
故选B。
8．B
【详解】将螺旋分割成很多小段，每一小段近似为一个斜面，斜面倾角为，则有，物体做加速度大小不变的运动，在每小段上都可以看成匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有
即
则
故ACD错误，B正确。
故选B。
9．AD
【详解】AB．当小车做匀速运动时，轻杆对小球的作用力的大小为mg，方向竖直向上，故轻杆对小球的作用力的方向不一定是沿着杆向上的方向，选项A正确，B错误；
C．若小球随小车一起沿水平方向做匀加速运动，当轻杆对小球的作用力的方向沿着杆向上时，此时小车的加速度大小为gtanθ，故选项C错误；
D．若小球随小车一起沿水平方向做匀加速运动，则轻杆对小球的作用力的大小为，故选项D正确；
故选AD。
10．BCD
【详解】小车在0-2s内的位移x1＝×2×2m＝2m，加速度a1＝m/s2＝1m/s2，小车位移x=1m时速度，故A错误．根据牛顿第二定律得，F1-μmg=ma1，解得牵引力F1=μmg+ma1=0.2×20+2×1N=6N，故B正确．小车在后2s内的加速度a2＝ m/s2＝0.5m/s2，根据牛顿第二定律得，F2-μmg=ma2，解得牵引力F2=μmg+ma2=0.2×20+2×0.5N=5N，故C正确．根据速度时间图线围成的面积知，小车在后2s内的位移x2＝×(2+3)×2m＝5m，故D正确．故选BCD．
点睛：本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，知道图线围成的面积表示位移，图线的斜率表示加速度．
11．AD
【详解】A．根据题意，滑块沿斜面向上运动时，由牛顿第二定律有
解得加速度大小为
由运动学公式可得，滑块滑到最高点的时间为
此时距A点最远，由运动学公式可得，最远距离为
故A正确；
BCD．根据题意，块沿斜面向下运动时，由牛顿第二定律有
解得滑块下滑时加速度大小为
时滑块已经下滑了
由运动学公式可得，滑块的速度大小为
由运动学公式可得，滑块下滑的距离为
则A、B两点间的距离为
故BC错误，D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】
A．滑块Q向右做匀速直线运动，根据平衡条件可得
弹簧的伸长量为
故A错误；
B．两滑块向右一起做匀速直线运动，对两滑块受力分析，可得拉力F的大小为
故B正确；
C．撤去拉力F瞬间，弹簧弹力不发生突变，P的加速度为
故C正确；
D．撤去拉力F瞬间，弹簧弹力不发生突变，滑块Q受力不变，加速度为零，故D错误。
故选BC。
13．（1）48m；（2）72m；（3）4.5s
【详解】（1）对无人机受力分析可知无人机在加速起飞阶段有
无人机在有升力阶段上升的高度
解得
（2）失去升力时的速度为
无人机在失去升力向上减速阶段有
此阶段所用时间
无人机上升的最大高度
（3）无人机在失去升力下落阶段有
此时的速度
无人机在恢复升力后减速下落阶段有
无人机发生的总位移
该同学排除故障所用时间
14．，
【详解】由图可得，内物体的加速度为
由牛顿第二定律可得
2s后有速度不变，处于平衡状态
联立，并将，代入解得
，
15．（1）A离P点为L处；（2）杆对物块D的力为零；（3）
【详解】（1）A在PQ段运动刚达到最大速度时，满足
解得
即B刚滑至PQ段时，故A离P点为L处。
（2）D刚过P点时A刚离开Q点，则B、C、D整体有
则
沿斜面向上，对D分析
得
即杆对物块D的力为零。
（3）A过P点后，整体匀加速下滑
则
又
得
B过P点后，由（1）知整体匀速下滑，所以
所以