新教材2021-2022学年人教版物理必修第一册课时检测：4.4牛顿运动定律的应用含解析

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课时跟踪检测(十九) 牛顿运动定律的应用

1．用 30 N 的水平外力 F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为 20 kg 的物体，力 F作

用3 s 后消失。则第 5 s 末物体的速度和加速度的大小分别是(　　)

A．v＝4．5 m/s，a＝1．5 m/s2

B．v＝7．5 m/s，a＝1．5 m/s2

C．v＝4．5 m/s，a＝0

D．v＝7．5 m/s，a＝0

解析：选C　力 F作用下 a＝＝ m/s2＝1．5 m/s2，3 s 末的速度 v＝at＝4．5 m/s,3 s

后撤去拉力后 F＝0，a＝0，物体做匀速运动，故 C正确。

2．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>t2

C．a1<a2，t1<t2 D．a1<a2，t1>t2

解析：选A　上升过程中，由牛顿第二定律，得

mg＋Ff＝ma1　①

设上升高度为 h，则 h＝a1t12　②

下降过程，由牛顿第二定律，得

mg－Ff＝ma2　③

h＝a2t22　④

由①②③④得，a1>a2，t1<t2，A正确。

3．[多选]如图所示，总质量为 460 kg 的热气球，从地面刚开始

竖直上升时的加速度为 0．5 m/s2，当热气球上升到 180 m 时，以

5 m/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 g＝10 m/s2。关于热

气球，下列说法正确的是(　　)

A．所受浮力大小为 4 830 N

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 10 s 后的速度大小为 5 m/s

D．以 5 m/s 匀速上升时所受空气阻力大小为 230 N

解析：选AD　热气球从地面刚开始竖直上升时 v＝0，空气阻力 Ff＝0。由 F浮－mg＝

ma，得 F浮＝m(g＋a)＝4 830 N，故选项 A正确；最终热气球匀速上升，说明热气球加速

运动的过程中空气阻力逐渐增大，故选项 B错误；热气球做加速度减小的加速运动，故热

气球上升 10 s 后的速度小于 5 m/s，选项 C错误；匀速上升时 F浮－mg－Ff′＝0，计算得

Ff′＝230 N，选项 D正确。

4．如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO、bO、cO，

其下端都固定于底部圆心 O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面

的夹角依次是 30°、45°、60°。若有三个小孩同时从 a、b、c处开始下滑(忽

略阻力)，则(　　)

A．a处小孩最先到 O点

B．b处小孩最后到 O点

C．c处小孩最先到 O点

D．a、c处小孩同时到 O点

解析：选D　当滑板与水平面的夹角为 θ时，小孩从滑板顶端滑下的过程，有＝gt2sin

θ，解得 t2＝，当 θ＝45°时，t最小，当 θ＝30°和60°时，sin 2θ的值相同，故只有 D项正确。

5．用相同材料做成的 A、B两木块的质量之比为 3∶2，初速度之比为 2∶3，它们在

同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们(　　)

A．滑行中的加速度之比为 2∶3

B．滑行的时间之比为 1∶1

C．滑行的距离之比为 4∶9

D．滑行的距离之比为 3∶2

解析：选C　根据牛顿第二定律可得 μmg＝ma，所以滑行中的加速度大小 a＝μg，所

以加速度之比为 1∶1，A错误；根据公式 t＝，可得＝＝，B错误；根据公式 v2＝2ax 可得

＝＝，C正确，D错误。

6．如图所示，一条足够长且不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳的右端

与一质量为 12 kg 的重物相连，重物静止于地面上，左侧有一质量为 10 kg 的猴子，

从绳子的另一端沿绳子以大小为 5 m/s2的加速度竖直向上爬，取 g＝10 m/s2，

则下列说法正确的是(　　)

A．绳上的拉力大小为 50 N

B．重物不会离开地面

C．2 s 末重物上升的高度为 5 m

D．重物的加速度大小为 3．2 m/s2

解析：选C　对猴子受力分析，受到重力和绳子的拉力，根据牛顿第二定律可得 F－

mg＝ma′，解得 F＝ma′＋mg＝10×(5＋10)N＝150 N，故 A错误。对重物受力分析可知，

绳子对重物的拉力 150 N 大于自身的重力 120 N，所以重物要离开地面，故 B错误。对重

物由牛顿第二定律可得 F－Mg＝Ma，解得 a＝＝ m/s2＝2．5 m/s2，D错误。2 s 末重物

上升的高度 h＝at2＝×2．5×22 m＝5 m，C正确。

7．[多选]如图所示，质量为 m＝1．0 kg 的物体在水平力 F＝5 N 的作用下，以 v0＝10

m/s 的速度向右匀速运动，倾角为 θ＝37°的斜面与水平面在 A点用极小的光滑圆弧相连。

物体与水平面、斜面间的动摩擦因数相同，物体到达 A点后撤去水平力 F，再经过一段时

间物体到达最高点 B点。g取10 m/s2，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8。则(　　)

A．A、B两点间的距离为 5 m

B．A、B两点间的距离为 6 m

C．从 A点算起，经 1 s 物体到达最高点

D．从 A点算起，经 2 s 物体到达最高点

解析：选AC　物体匀速运动时，F＝μmg

解得 μ＝0．5

在斜面上上滑的加速度

a＝

＝gsin 37°＋μgcos 37°

＝10 m/s2

则A、B两点间的距离为

xAB＝＝ m＝5 m

选项 A正确，选项 B错误；从 A点算起，经 t＝＝ s＝1 s，物体到达最高点，选项 C

正确，选项 D错误。

8．如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成 θ＝37°角。一装潢

工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持

竖直向上，大小为 10 N，刷子的质量为 m＝0．5 kg，刷子可视为质点，刷

子与天花板间的动摩擦因数 μ＝0．5，天花板长为 L＝4 m，sin 37°＝0．6，cos 37°＝

0．8，g取10 m/s2。试求：

(1)刷子沿天花板向上运动时的加速度大小；

(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。

解析：(1)以刷子为研究对象，受力分析如图所示

设杆对刷子的作用力为 F，天花板对刷子的滑动摩擦力为 Ff，弹力为 FN，刷子所受重

力为 mg，由牛顿第二定律得

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