《【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册课后提升练》4.5牛顿运动定律的应用（解析版）

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人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习

4.5 牛顿运动定律的应用（解析版）

一、选择题（本题共 3小题，每小题 6分，满分 18 分。在每小题给出的四个选项中,有一个或一个

以上选项符合题目要求,全部选对的得 3分,选不全的得 3分,有选错或不答的得 0分。）

1.如图,质量为 5 kg 的物体,在F=20 N 的水平拉力作用下,沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动,已知桌

面与物体间的动摩擦因数 μ=0.2,则物体在运动过程中受到的滑动摩擦力和加速度大小分别为(　　)

A.20 N 和4 m/s2 B.10 N 和2 m/s2

C.30 N 和6 m/s2 D.20 N 和2 m/s2

【答案】B　

【解析】依题意,物体相对于地面向右运动,受到地面的滑动摩擦力方向向左。物体在水平面上运

动,F 也在水平方向,则物体对地面的压力大小等于物体的重力,即FN=mg,所以物体受到的滑动摩擦力

大小为:f=μFN=μmg=0.2×50 N=10 N,

由牛顿第二定律可得:F-f=ma

所以有:a=

F-f

=2 m/s2,故选 B。

2. 一物块以一定的初速度从斜面底端开始沿粗糙的斜面上升,上升至最高点后又从斜面上滑下,物体

运动的 v-t 图象如图所示。g取10 m/s2,则由此可知斜面的倾角为(　　)

A.60° B.37° C.30° D.53°

【答案】C　

【答案】设斜面的倾角为 α,上升过程,由题中图象知 a上=6 m/s2,根据牛顿第二定律,mg sin α+μmg cos

α=ma 上,下降过程,由题中图象知 a下=4 m/s2,根据牛顿第二定律,mg sin α-μmg cos α=ma 下,联立两式可

得α=30°。

3. 已知雨滴下落时受到的空气阻力与速度大小成正比,若雨滴从空中由静止下落,下落过程中所受重

力保持不变,下落过程中加速度用 a表示,速度用 v表示,下落距离用 s表示,落地前雨滴已做匀速运动,

下列图象中可以定性反映雨滴运动情况的是(　　)

【答案】BC　

【答案】当雨滴刚开始下落时,阻力 f较小,远小于雨滴的重力 G,即f<G,故雨滴做加速运动;由于雨滴

下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,根据牛顿第二定律知,加速度逐渐减小,故当速

度达到某个值时,阻力 f会增大到与重力 G相等,即f=G,此时雨滴受到平衡力的作用,将保持匀速直线

运动,故物体先做加速度逐渐减小的变加速直线运动,最后做匀速直线运动。故 B、C正确,A、D错误。

二、非选择题（本题共 9小题，满分 72 分）

4. （8分）如图所示,质量 m=2.6 kg 的金属块放在水平地板上,在与水平方向成 θ=37°角斜向上、大小

为F=10 N 的拉力作用下,以速度 v=5.0 m/s 向右做匀速直线运动。(cos 37°=0.8,sin 37°=0.6,取g=10

m/s2)求:

(1)金属块与地板间的动摩擦因数;

(2)若在运动过程的某一时刻保持力 F的大小不变,突然将力的方向变为水平向右,这一时刻金属块的

加速度大小为多少?

(3)若在匀速直线运动中的某一时刻撤去力 F,金属块再经过多长时间停下来?

【答案】见解析

【答案】(1)设地板对金属块的支持力为 FN,金属块与地板间的动摩擦因数为 μ,因为金属块做匀速直

线运动,所以有

F cos θ=μFN

mg=F sin θ+FN

解得:μ=

Fcos 37 °

mg-Fsin 37 °

26 −6

=0.4

(2)由牛顿第二定律得

F-μmg=ma1

a1=-

m/s2≈-0.15 m/s2

负号表示加速度方向与速度方向相反,大小为 0.15 m/s2

(3)撤去力 F后

μmg=ma2

a2=4 m/s2

由t=

t=1.25 s

5. （8分）如图所示,一块磁铁放在铁板 ABC 上的 A处,其中 AB 长为 1 m,BC 长为 0.8 m,BC 与水平

面间的夹角为 37°,磁铁与铁板间的引力为磁铁重力的 0.2 倍,磁铁与铁板间的动摩擦因数 μ=0.25,现在

给磁铁一个水平向左的初速度 v0=4 m/s。不计磁铁经过 B处的机械能损失。(g=10 m/s2)则:

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