【精准解析】高中物理必修1课时分层作业17牛顿运动定律的应用

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课时分层作业(十七)　牛顿运动定律的
应用
(时间：40 分钟　分值：100 分)
(15 分钟　50 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分)
1．用 30 N 的水平外力 F拉一静止在光滑的水平面上质量为 20 kg 的物体，
力F作用 3秒后消失，则第 5秒末物体的速度和加速度分别是(　　)
A．
v
＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2
B．
v
＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2
C．
v
＝4.5 m/s，a＝0
D．
v
＝7.5 m/s，a＝0
C　[由牛顿第二定律知前 3秒内 F＝ma1即a1＝
F
m
＝
3
0
2
0
m/s2＝1.5 m/s2；3秒
末物体速度
v
＝a1·t＝1.5 m/s2×3 s＝4.5 m/s；3秒后 F消失，物体所受合外力为零，
则a2＝0；物体做匀速直线运动，故选项 C正确．]
2.如图所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两
个水平方向力的作用，其中水平向右的力 F1＝5 N，水平向左
的力 F2＝10 N，当 F2由10 N 逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小是 (　　)
A．逐渐减小　　　　　 B．逐渐增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
C　[F2由10 N 减到 5 N 的过程中 F合＝F2－F1＝ma，a方向沿 F2方向且逐
渐减小；当 F2<5 N 后，F合＝F1－F2＝ma，a方向沿 F1方向且逐渐增大；故加速
度先减小后反向增大，选项 C正确．]
3．质量为 1 kg 的物体，受水平恒力作用，由静止开始在光滑的水平面上做
加速运动，它在 t s 内的位移为 x m，则 F的大小为 (　　)
A.
2
x
t
2
B.
2
x
2
t
－
1
C.
2
x
2
t
＋
1
D.
2
x
t
－
1
A　[由x＝
1
2
at2得：a＝
2
x
t
2
m/s2，对物体由牛顿第二定律得：F＝ma＝1×
2
x
t
2
N
＝
2
x
t
2
N，故A正确．]
4．(多选)如图所示，质量为 m2的物体 2放在正沿平直轨
道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连
接质量为 m1的物体 1，与物体 1相连接的绳与竖直方向成 θ
角，则(　　)
A．车厢的加速度为 gtan θ
B．绳对物体 1的拉力为
m
1
g
c
o
θ
C．底板对物体 2的支持力为(m2－m1)g
D．物体 2所受底板的摩擦力为 m2gsin θ
AB　[对物体 1受力分析知，mgtan θ＝ma，得a＝gtan θ，故选项 A正确；
绳的拉力设为 F，则有 F·cos θ＝m1g，F＝
m
1
g
c
o
θ
，故选项 B正确；对物体 2受力分
析知，竖直方向上，F＋FN＝m2g，得FN＝m2g－
m
1
g
c
o
θ
，选项 C错误；水平方向上
f＝m2a＝m2gtan θ，故选项 D错误．]
5．某消防队员从一平台上跳下，下落 2 m 后双脚触地，接着他用双腿弯曲的
方法缓冲，使自身重心又下降了 0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力
估计为(　　)
A．自身所受重力的 2倍
B．自身所受重力的 5倍
C．自身所受重力的 8倍
D．自身所受重力的 10 倍
B　[消防队员下落 H＝2 m 后末速度为
v
，由运动学公式
v
2＝2gH；缓冲减速
下降了 h＝0.5 m；由运动学公式得 0－
v
2＝－2ah 而a＝
g
H
h
；由牛顿第二定律得缓
冲过程 FN－mg＝ma，解得 N＝mg＋ma＝m
(
1
＋
H
h
)
g＝5mg，故选项 B正确．]
6．(多选)如图所示，光滑斜面 CA、DA、EA 都以 AB 为底
边．三个斜面的倾角分别为 75°、45°、30°.物体分别沿三个斜面
由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是(　　)
A．物体沿 DA 滑到底端时具有最大速率
B．物体沿 EA 滑到底端所需时间最短
C．物体沿 CA 下滑，加速度最大
D．物体沿 DA 滑到底端所需时间最短
CD　[设底边 AB 长为 L，则倾角为 θ的斜面长度为 x＝
L
c
o
θ
；由牛顿第二定
律得，物体沿斜面下滑时加速度 a＝gsin θ，故当 θ＝75°时加速度最大，故选项 C
正 确 ； 由
v
2＝2ax 可得，物体沿斜面滑到底端时的速度为
v
＝
2
a
x
＝
2
g
i
n
θ
·
L
c
o
θ
＝
2
g
L
t
a
n
θ
，当θ＝75°时，
v
最大，选项 A错误；由 x＝
1
2
at2得，
t＝
2
x
a
＝
2
L
c
o
θ
g
i
n
θ
＝
2
L
g
i
n
θ
c
o
θ
＝
4
L
g
i
n
2
θ
，当θ＝45°时，t最小，选项 B错误，
选项 D正确．]
二、非选择题(14 分)
7．楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成 θ＝37°，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 F＝10 N，刷子的质量为 m＝0.5
kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数 μ＝0.5，天花板长为 L＝4 m，取
sin 37°＝0.6，试求：
(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；
(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，分析受力情况，作出受 力图，
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