《45 牛顿运动定律的应用》同步练习与答案解析

《4.5牛顿运动定律的应用》同步练习

一、单选题

1.一质量为2kg的物体，在竖直向上的拉力/作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，

第2s内的位移为3m,已知重力加速度圻10m/s2,不计空气阻力，则拉力/大小为

A.2NB.4NC.12ND.24N

2.在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号的装有焰火的

礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达离地面100m的最高点时炸开，构成各种美丽的图

案。假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是如上升过程中所受的平均阻力大小始终是

自身重力的4倍，那么％和〃分别等于（重力加速度度10m/s2）（）

A.50m/s,1.25B.40m/s,0.25

C.50m/s,0.25D.80m/s,1.25

3.一物块以某一初速度从倾向。=30。的固定斜面底端上.滑，到达最大高度处后又返回斜

面底端，已知物块下滑时间是上滑时间的3倍，取G=1.73,则物块与斜面间的动摩擦因

数为（）

A.0.1B.0.29C.0.46I）.0.58

4.质量为勿的物体在恒力/,'作用下，在1时间内由静止开始运动了距离s,则以下说法中

正确的是（）.

A.该物体在2/；力作用下，21时间内运动了8s的距离

B.该物体的质量为丝时，仍在"力作用下，在《时间内运动了s距离

C.若保持勿、F不变,在2t时间内物体运动了2s

D.该物体在2厂的力作用下，在时间内运动了4s的距离

5.C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用£机，航程可达

4075-5555公里,于2017年5月5日成功首质量为7.2X104kg的某型飞机,起飞时

滑行的距离为2.1X10'm,离地的速度为70m/s,若该过程可视为匀加速直线运动，设£

机受到的阻力恒为长机重力的0.05倍，重力加速度g取lOm/s?。匕机在起飞过程中，下列

说法正确的是

A.平均速度为45m/s

B.加速度大小为1.5m/s2

C.在跑道上滑行的时间为60S

D.发动机产生的推力为8.4X10%

6.如图所示给滑块一初速度将使它沿倾角30°的光滑斜面向上做匀减速运动，若重力加速

度为g,则当滑块速度大小减为三时，滑块运动的时间可能是

二、多选题

7.在倾角为30"的光滑斜面顶端，先让一物体从静止开始滑动，经过1秒钟再让另一物体

也在顶端从静止开始滑动，则两物体之间的速度差和距离将()

A.速度差逐渐增大B.速度差保持恒定

C.距离逐渐拉开D.距离保持恒定

8.如图所示，质量为勿=1.0kg的物体在水平力Q5N的作用下，以%=10m/s向右匀

速运动。倾角为〃=37°的斜面与水平面在力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，物体到达力点后撤去水平力F,再经过一段时间物体到达最高点

6点。g取10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8。()

A.尔分间距离为5m

B.A,H间距离为6m

C.从力点募起，经1s物体到达最高点

D.从力点算起，经2s物体到达最高点

9.某人在距离地面某高度处以5m/s的初速度竖自.向上抛出一质量为2kg的小球，小球抛

出后经过一段时间落到地面上。若以抛出时刻为计时起点，小球运动的图像如图所示，

QI.5s时，小球落到地面上。设小球运动过程中所受阻力大小不变，则

A.小球•宜做匀变速直线运动

B.小球抛出点离地面高度为3.55m

C.小球运动过程中所受阻力大小为0.4N

D.当地重力加速度大小为lOWs?

10.滑沙是一项新兴的娱乐活动，如图所示是某滑沙场滑道的简化示意图，倾斜滑道/应和

足够长水平滑道比顺滑连接，/道的长度£=22.5m,倾角6=53。，游客乘坐滑沙橇从滑道

的顶点1由静止滑下，沙战与两滑道的动摩擦因数〃=0.5,(sin53o=0.8,cos53o=0.6),

则游客

A.在a'滑道上的加速度为5m/s2

B.滑道6点的速度为20m/s

C.在水平滑道成'上运动的时间为3s

D.在a'滑道上对滑沙橇的作用力是自身重力的1.5倍

11.弹簧测力计挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2kg的物体。当升降机在竖直方向运

动时,弹簧测力计的示数始终是16N,如果从升降机的速度大小为3m/s时开始计时，则经过2

s,升降机的位移大小可能是(g取10m/s2)()。

A.2mB.4mC.10mD.12m

12.如图所示，一倾角为37°的固定斜面足够长，一物块由斜面底端以10m/s的速度冲上

斜面，上升的最大高度为3m,当运动过程中物块的速度大小为4m/s时，(sin37°=0.6,

cos37°=0.8)取丑10m/s3可能的高度为

A.0.6mB.0.8mC.2.4mD.2.52m

三、解答题

13.如图所示，质量为2kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦

因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平而成37°角的斜向上

的拉力尸=5N的作用.取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8.求：

(1)物体与地面间的摩擦力大小：

(2)物体的加速度大小：

(3)若经过5s撤去拉力E物体还能滑行多远？

【答案】(1)3.4N(2)0.3m/s2(3)0.5625m

14.如图所示.质量为60kg的滑雪运动员,在斜坡顶端从静止开始匀加速下滑100m到达坡

底，用时10s,斜面与水平面间的夹角为37°,假设运动员与水平地面间的动摩擦因数.2,

求：(已知sin37。=0.6,cos37°=0.8)

(1)运动员到达坡底时的速度v大小；

⑵运动员与斜面之间的动摩擦因数从：

(3)运动员能在水平面上运动的距离内。

15.质量为勿的铁块静止在水平面上，在铁块上施加胫直向上的恒力伫2〃仔恒力"作用时

间t时突然反向，铁块再运动•段时间后返回地面。已知重力加速度为g.求：

(1)恒力U反向后，铁块返回地面的时间；

(2)铁块上升的最大高度。

《4.5牛顿运动定律的应用》同步练习

一、单选题

1.一质量为2kg的物体，在竖直向上的拉力/作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，

第2s内的位移为3m,已知重力加速度圻10m/s2,不计空气阻力，则拉力厂大小为

A.2NB.4NC.12ND.24N

【答案】D

【解析】根据位移时间公式/=得，第2s内的位移：

2

X.,=—Gti-—ar=—x«x22--x«xI2=3m

22-2'22

解得物体的加速度为：

a=2m/sz,

根据牛顿第二定律得：Amg^a,解得：

我陪m年2Q+2X2N=24N.

故ABC错误；D止确。

2.在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号的装有焰火的

礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达离地面100m的最高点时炸开，构成各种美丽的图

案。假设礼花弹从炮筒中短直射出时的初速度是如上升过程中所受的平均阻力大小始终是

自身重力的A倍,那么孙和4分别等于(重力加速度支lOm/s')()

A.50m/s,1.25B.40m/s,0.25

C.50m/s,0.25D.80m/s,1.25

【答案】C

【解析】上升过程中所受的平均阻力根据牛顿第二定律得:

a=----------=(k+Dg

m

根据得：

2

«==12.5m/s2

所以

Fi>=aZ=50m/s

而

(/r+1)支12.5m/sJ

所以

k=0.25。

A.50m/s,1.25,与结论不相符，选项A错误:

B.40m/s,0.25,与结论不相符,选项B错误:

C.50m/s,0.25,与结论相符,选项C正确:

D.80m/s,1.25,与结论不相符，选项D错误:

3.一物块以某一初速度从倾指q=30。的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜

面底端，已知物块下滑时间是上滑时间的3倍，取6=1.73,则物块与斜而间的动摩擦因

数为（）

A.0.1B.0.29C.0.46I).0.58

【答案】C

【解析】向上运动的末速度等于0,其逆过程为初速度为0的匀加速直线运动，设加速度的

大小为四，则：设向下运动的加速度的大小为3则向下运动的过程中：

x=^a2tj,由于知物块下滑的时间是上滑时间的3倍，即t2=3tIO联立可得.•以=9处,对

物块进行受力分析，可知向上运动的过程中："以】=〃?gs加e+向下运动的过程

4

中：ma2=mgsinO-/.imgcosO,联立得:〃二gtanO=0.46,故C正确，ABD错误。

4.质量为m的物体在恒力少作用下，在「时间内由静止开始运动了距离s，则以下说法中

正确的是（）.

A.该物体在2尸力作用下，2f时间内运动了8s的距离

B.该物体的质量为竺时，仍在尸力作用下，在,时间内运动了s距离

22

C.若保持加、尸不变，在2f时间内物体运动了2s

D.该物体在2尸的力作用下，在2Z时间内运动了4s的距离

【答案】A

【解析】AD.物体合力变为原来的2倍・，根据尸=〃以可知，加速度变为原来的2倍，根

据犬=1口2,时间变为原来的2倍，位移变为原来的8倍，故A正确D错误。

B.该物体的质量为:时，仍在"力作用下，加速度变为原来的2倍，根据x=产，在?

222

时间内，位移变为原来的•半，故B错误。

1,

C.若保持外少不变，则加速度不变，，根据x=二々2,在2『时间内物体运动的位移变为

原来的4倍，故C错误。

5.C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，航程可达

4075-5555公里，于2017年5月5日成功首飞。质量为7.2X10,kg的某型飞机，起飞时

滑行的距离为2.1X10'm,离地的速度为70m/s,若该过程可视为匀加速直线运动，设飞

机受到的阻力恒为飞机重力的0.05倍，重力加速度g取lOm/s'。飞机在起飞过程中，下列

说法正确的是

A.平均速度为45m/s

B.加速度大小为1.5m/s2

C.在跑道上滑行的时间为60s

D.发动机产生的推力为8.4X10%

【答案】C

【解析】B.根据

V

X=一

2a

代入数据解得：

7「

--mls~

a6

故B错误.

C.在跑道上滑行的时间为：

%70°

t=—=-s=6O.v

a7

6

故C正确.

A.根据推论可得平均速度为：

v=—=35m/s

2

故A错误.

D.根据牛顿第二定律可得：

F-0.05/〃g=ma

代入数据解得发动机产生的推力为:

72=1.2X10^

故D错误.

6.如图所示给滑块一初速度将使它沿倾角30°的光滑斜面向上做匀减速运动，若重力加速

度为g,则当滑块速度大小减为三时，滑块运动的时间可能是

3%

c也D.

g2g

【答案】C

【解析】物体运动的加速度为a=gsin6=gg,方向沿斜面向下，若速度变为向上的卷,

1

彳5一%vV

则所用时间为/=J-=的，若速度变为向下的U，则所用时间为

-4g2

2&

1

-7vo-vo3v

/'=一^——二」’，故C正确，ABD错误

-LnS

2g

二、多选题

7.在倾角为30°的光滑斜而顶端，先让一物体从静止开始滑动，经过1秒钟再让另一物体

也在顶端从静止开始滑动，则两物体之间的速度差和距离将（）

A.速度差逐渐增大B.速度差保持恒定

C.距离逐渐拉开D.距离保持恒定

【答案】BC

【解析】设第二个物体下滑的时间为Z,加速度为a。根据牛顿第二定律得

娱;in30。-ma

得

a=5m/s*

AB.由两物体之间的速度差

△v=a(Z+1)-a，=^F5m/s

即速度差保持恒定，选项A错误，B正确。

CD.两物体之间的距离为

S——ci[t+1)2—cit"—(5/+2.5)m

22

则两物体间的距离逐渐增大，选项C正确，I)错误。

8.如图所示，质量为加=1.0kg的物体在水平力Q5N的作用下，以％=10m/s向右匀

速运动。倾角为。=37°的斜面与水平面在/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，物体到达力点后撤去水平力F,再经过一段时间物体到达最高点

4点。g取10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8。()

A.A.4间距离为5m

B.A.4间距离为6nl

C.从力点算起，经1s物体到达最高点

D.从力点算起，经2s物体到达最高点

【答案】AC

【解析】AB.物体匀速运动时：

F=umg

解得

〃=0.5

在斜面上上滑的加速度：

mgsin37+"〃zgcos37.__.

=--------------------------=gsin37o+(pgcos37=1iOnrn/s2

m

则

102

m=5m

2x10

选项A正确，B错误;

CD.从力点算起，经

v10

a=W5=Is

物体到达最高点，选项C正确，D错误。

9.某人在距离地面某高度处以5m/s的初速度竖直向上抛出一质量为2kg的小球，小球抛

出后经过一段时间落到地面匕若以抛出时刻为计时起点，小球运动的LZ图像如图所示,

片1.5s时，小球落到地面上。设小球运动过程中所受阻力大小不变，则

A.小球一直做匀变速直线运动

B.小球抛出点离地面高度为3.55m

C.小球运动过程中所受阻力大小为0.4N

D.当地重力加速度大小为lOWs?

【答案】BC

【解析】A.小球上升过程中的加速度

△V.5.2./x»

a.=-L=——m/s=1Om/s

△r,0.5

下落过程中的加速度大小为

△v,9.6.八//

a、=--=------m/s2=9.6m/s

△7,1.5~0.5

整个运动过程中的加速度大小变化，故不是做匀变速直线运动，故A错误;

B.小球抛出点离地面高度为

=lx9.6x(l.5-0.5)m--^x5x0.5m=3.55m

故B正确:

CD.设小球运动过程中所受阻力大小为A重力加速度为必根据牛顿第二定律可得:

上升过程中:

卜一落过程中

解得:

上0.4N,^=9.8m/s2

故C正确、D错误。

10.滑沙是一项新兴的娱乐活动，如图所示是某滑沙场滑道的简化示意图，倾斜滑道4?和

足够长水平滑道理顺滑连接，的长度£=22.5m,倾角。=53。，游客乘坐滑沙橇从滑道

的顶点力由静止滑下,沙橇与两滑道的动摩擦因数=0.5,(sin53°=0.8,cos53°=0.6),

则游客

A.在a'滑道上的加速度为5H1/1

B.滑道8点的速度为20m/s

C.在水平滑道比上运动的时间为3s

D.在a1滑道上对滑沙橇的作用力是自身重力的1.5倍

【答案】AC

【解析】A.由牛顿第二定律可知，在比滑道上水平方向上有:

〃〃区=ma

在肉滑道上的加速度为

a==5m/s

故A正确:

B.从月到〃由动能定理有

代入数据得:

vlf=15m/s

故B错误；

C.由速度公式u=%可得，在水平滑道加上运动的时间为

D.游客与滑沙撬之间的静摩擦力为

f=ma=51n=0.5G

游客对滑沙撬的压力为

N=G

所以在欧滑道上对滑沙撬的作用力为

F=7(O.5G)2+G2®1.12G

故D错误。

11.弹簧测力计挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2kg的物体。当升降机在竖直方向运

动时,弹簧测力计的示数始终是16N,如果从升降机的速度大小为3m/s时开始计时,则经过2

s,升降机的位移大小可能是(g取10m/s2)()。

A.2mB.4mC.10m1).12m

【答案】AC

【解析】由题可知，弹簧秤的示数小丁物体的重力，物体处丁失重状态，设加速度大小为a，

根据牛顿第二定律得

mg—F=ma

解得：

F16

a=g---=(10----)m/s?2=2m/s27

m2

物体可能向上做匀减速运动，也可能向下做匀加速运动，当物体向上.做匀减速运动时，经过

2s后的速度为

v*=v-<7/=(3-2x2)m/s=-1m/s

位移为

3-1r.

x=---x2m=2in

2

当物体向下做匀加速运动时，位移为：

22

x=vof+at=(3x2+-^x2x2)m=10m

A.2m与分析相符，故A正确；

B.4m与分析不符，故B错误；

C.10m与分析相符，故C正确；

D.12m与分析不符，故D错误。

12.如图所示，一倾角为37°的固定斜面足够长，一物块由斜面底端以10m/s的速度冲上

斜面，上升的最大高度为3m，当运动过程中物块的速度大小为4m/s时，(sin37。=0.6,

cos37°=0.8)取巡lOm/s"可能的高度为

C.2.4mD.2.52m

【答案】AI)

【解析】在上升过程中，物块在沿斜面方向上，受到沿斜面向下的摩擦力和重力沿斜面的分

量，合力为

F}=mgsin37?nmgcos37?

由牛顿第二定律的

ni

由运动学公式得

2a」一

sin37°

解得

〃=0.5

则当速度为4m/s的时候,可得

2a」一v2

sin37°

解得

=2.52m

在下滑过程中，有

%=gsin37?mgcos37?2m/s2

当速度为4m/s时，有

9J*

解得

liy=0.6m

A.正确:

B.不符合题意，错误:

C.不符合题意，错误;

D.正确。

三、解答题

13.如图所示，质量为2ks的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦

因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上

的拉力厂=5N的作用.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8.求：

（1）物体与地面间的摩擦力大小：

（2）物体的加速度大小：

（3）若经过5s撤去拉力E物体还能滑行多远？

【答案】（1）3.4N（2）0.3m/s2（3）0.5625m

【解析】（1）物体受力如图所示，物体与地面间的摩擦力大小为

o

Ff=//（/?^-Fsin37）

解得

Ff=3.4N

（2）水平方向，由牛顿第二定律有

Fcos37°-F,.

解得

q=0.3m/s'

(3)5s末速度

v=«1/=1.5m/s

设经过5s撤去拉力产后加速度为的，由

=ma2

解得

a2=2m/s'

设还能滑行的距离为当

22

0-v=-2a2x

解得

x=0.5625m

14.如图所示，质量为60kg的滑雪运动员，在斜坡顶端从静止开始匀加速下滑100川到达坡

底，用时10s,斜面与水平面间的夹角为37°,假设运动员与水平地面间的动摩擦因数〃力.2,

求：(已知sin37。=0.6,cos37°=0.8)

(i)运动员到达坡底时的速度y大小：

(2)运动员与斜面之间的动摩擦因数从：

⑶运动员能在水平面上运动的距离内。

【答案】(l)20m/s(2)0.5(3)100m

【解析】(1)根据位移时间公式，可得：

x=-at2

2

解得：

=2m/s2

根据速度时间公式可得:

v=at=2'X.10m/s=20m/s.

（2）受力分析由牛顿第二定律有：

mgsin。一mgcos0=ma

解得

//1=0.5

（3）人在水平面上做匀加速运动，加速度大小为外，由牛顿第二定律得：

/jmg-ma}

解得

=0.2m/s2

由

2

v=2axxx,

得

xx=l（X）m0

15.质量为勿的铁块静止在水平面上，在铁块上施加竖直向上的恒力42侬，恒力回乍用时

间£时突然反向，铁块再运动一段时间后返回地面。已知重力加速度为g求：

（1）恒力尸反向后，铁块返回地面的时间；

（2）铁块上升的最大高度。

【答案】（1）£（2）-gC

【解析】（D施加恒力/；时，根据牛顿第二定律有：

F-mg=ma

根据运动学公式有

1）

x\=—ar

2

恒力尸反向后，根据牛顿第二定律有：

F+mg=ma'

根据运动学公式有:

-x^vt1--afe

2

联立解得

（2）恒力巴反向后，铁块沿竖直方向向上运动的最大距离为生，根据运动学公式有

0-r=2（-a'）x2

则铁块上升的最大高度为

h=x、+x2

联立解得

,2）

<4.5牛顿运动定律的应用》同步练习

一、单选题

1、航母“辽宁舰”甲板长300m,起飞跑道长100m,目前顺利完成了舰载机“歼75”起降

飞行训练。“歼T5”降落时着舰速度大小约为70m/s,飞机尾钩钩上阻拦索后，在甲板上

滑行50m左右停下，（航母静止不动）假设阻拦索给飞机的阻力恒定，则飞行员所承受的水

平加速度与重力加速度的比值约为（）

A.2B.5C.10D.50

2、交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎

在地面.上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是15m,假设汽

车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.75,该路段限速60km/h,取灰10m/s；则汽车刹车前的

速度以及是否超速的情况是（）

A.速度为7.5m/s,超速B.速度为15m/s,不超速

C.速度为15m/s,超速D.速度为7.5m/s,不超速

3、一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的怛力兄历时1s,随即把

此力改为向西，大小不变，历时1s；,接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s：如此反

复，只改变力的方向，共历时Imin,之后撤去该力。在此Imin内

A.物体时而向东运动，时而向西运动，在lmin末静止于初始位置之东

B.物体时而向东运动，时而向西运动，在Imin本静止于初始位置

C.物体时而向东运动，时而向西运动，在Imin未继续向东运动

D.物体一直向东运动，从不向西运动，在Imin末静止于初始;立置之东

4、一质点放在斜面的最低处，以某一初速度沿斜而向上滑行，以沿斜面向上为正方向，如

果斜面不光滑，则下列图示正确的是（

5、质量为m=1版的物体静止在水平地面上，用水平拉力/作用于物体上，作用一段时

间后撤去E物体滑行一段距离后停止下来•物体运动的速度一时间图象如图2所示•取

g=10//Z/52,由图线可以求得水平力”和物块与地面之间的动摩擦因数〃分别为（）

21

A.尸=9N,〃=0.3

C.F=8N,A=0.2D.F=6N,A=0.2

6、一个物体以初速度％从斜由底端开始沿斜面上消，到达最高点后乂返回斜面底端时的速

度大小为心物体和斜面之间的动摩擦因数处处为〃，斜面倾角为"，上滑时加速度大小为

句，下滑时加速度大小为池，上滑时间为G,下滑时间为区则下列判断正确的是

A.vQ=vB."V0

C.ai>t?2D.b

7、如图甲所示，可视为质点的物块静止在倾角0=37。的粗糙固定斜面的顶端，对物块施加

一个沿斜面向下的推力用力尸的大小随时间［的变化情况如图乙所示，物块的速率/随时

间1的变化规律如图丙所示,4s末物块恰好运动到斜面底端。sin37°=0.6,cos37°=0.8,

重力加速度g取10m/s2.下列说法正确的是

A.斜面的长度为2m

B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.8

C.物块的质量为0.5kg

D.0~4s时间内，物块先加速下滑后减速下滑

二、多选题

8、如图所示，让物体分别同时从竖直圆上的A、月处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道PA

月力滑到力处，PA月力与竖直直径的夹角分别为外、%。则（）

A.物体沿几八为4下滑加速度之比为sin%：sin/

B.物体沿幺月、PA下滑到A处的速度之比为cos%：cos%

C.物体沿尸M、21下滑的时间之比为1：1

D.若两物体质量相同，则两物体所受的合外力之比为cos%：cos0

9、力?作用在原来静止的质量为m的物体上经过时间3物体的位移为x,则（）

A.相同的力在相同时间内使质量为〃/〃的物体移动彳/力的距离

B.相同的力在〃匕时间内使质量为〃加的物体移动/状的距离

C.//的力在时间nt内使质量为的物体移动/比的距离

D./射的力在时间「内使质量为腐的物体移动x的距离

1()、如图甲所示，用一水平外力F推着一个静止在倾角为。的光滑斜面上的物体，逐渐增大

F,物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，若重力加速度g取10

m/s%根据图乙中所提供的信息可以计算出(sin37o=0.6)

A.物体的质量

B.物体能静止在斜而上所施加的外力

C.斜面的倾角

D.加速度为6m/s?时物体的速度

二、非选择题

11、某欢乐谷的''跳楼机”游戏，既新奇又刺激，很受同学们欢迎.其原理是将巨型娱乐器

械由升降机送到离地面60m的高处，然后让座舱自由下落，落到离地面20m高时，制动系统

开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下.若座舱中的小李体重500N,试求：

(1)此过程中的最大速度是多少？当座舱落到离地面30m的位置时，水平支持面对小李的

支持力是多少？

(2)当座舱落到离地面15nl的位置时，小李对水平支持面的压力是多少？(取尸10m/s?).

12、如图所示，在粗糙的水平路面上，一小车以％=4m/s的速度向右匀速行驶，与此同时，

在小车后方相距s.=40m处有一物体在水平向右的推力Q20N作用下，从静止开始做匀加

速直线运动，当物体运动了x=25m撤去力。已知物体与地面之间的动摩擦因数〃=0.2,

物体的质量勿=5kg,重力加速度g取10m/s1求：

(1)在推力/作用下，物体运动的加速度劲的大小；

(2)物体运动过程中与小车之间的最大距离；

(3)物体刚停止运动时与小车的距离&

《4.5牛顿运动定律的应用》同步练习答案解析

一、单选题

1、航母“辽宁舰”甲板长300m,起飞跑道长100m,目前顺利完成了舰载机“歼-15”起降

飞行训练。“歼-15”降落时着舰速度大小约为70m/s,飞机尾钩钩上阻拦索后，在甲板上

滑行50m左右停下，（航母静止不动）假设阻拦索给飞机的阻力恒定，则飞行员所承受的水

平加速度与重力加速度的比值约为（）

A.2B.5C.10D.50

【答案】B

【解析】

根据速度和位移关系可知：/一诏=2ax,解得：a==-49m/s2,故、=部=5,故

6正确，小6\〃错误：

故选Bo

2、交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎

在地而.上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是15m,假设汽

车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.75,该路段限速60km/h,取京10m/T,则汽车刹车前的

速度以及是否超速的情况是（）

A.速度为7.5m/s,超速B.速度为15m/s,不超速

C.速度为15m/s,超速D,速度为7.5m/$,不超速

【答案】B

【解析】

设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律得:

Umg=ma

解得：

a=Pg=7.5m/s2

由匀变速直线运动的速度位移关系式有:

Vo=2ax

可得汽车刹车前的速度为:

v0=J2ax=>/2x7.5x15=15m/s=54km/h<60km/h

所以不超速.

A.速度为7.5m/s,超速，与结论不相符，选项A错误:

B.速度为15m/s,不超速，与结论相符，选项B正确:

C.速度为15m/s,超速，与结论不相符，选项C错误:

D.速度为7.5m/s,不超速，与结论不相符，选项D错误:

3、物体放在光滑水平面匕初速为零，先对物体施加向东的恒力人历时1s,随即把

此力改为向西，大小不变，历时1s；,接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s；如此反

复，只改变力的方向，共历时Imin,之后撤去该力。在此Imin内

A.物体时而向东运动，时而向西运动,在Imin末静止于初始，立置之东

B.物体时而向东运动，时而向西运动,在Imin末静止于初始;立置

C.物体时而向东运动，时而向西运动,在Imin未继续向东运动

D.物体一直向东运动，从不向西运动,在Imin末静止于初始位置之东

【答案】D

【解析】

物体在光滑的水平面上静止，当施加向东的恒力时，物体水平方向上只受一个恒力人作用,

恒力改变了物体的运动状态，物体进行匀加速直线运动。1s后当施加一个向西的恒力作用,

恒力改变了物体的运动状态，物体向东匀减速直线运动，因为力大小未变，所以1s后物体

处于静止状态。物体在2s内进行一个循环，一直向东加速，减速，静止，静止是在物体原

位置的东侧，Imin之后物体正好进行了30个循环，物体处于静止状态，在原位置的东侧。

A.描述与分析结论不符,故A错误。

B.描述与分析结论不符,故B错误。

C.描述与分析结论不符,故C错误。

【).描述与分析结论相符,故D正确。

4、一质点放在斜面的最低处，以某一初速度沿斜面向上滑行，以沿斜面向上为正方向，如

果斜面不光滑，则下列图示正确的是（)

【答案】C

【解析】

上行时，由牛顿第二定律：

zn^sin0+〃mgcos0=ma、

解得

ai=gsin0+ji/簧os0；

下行时，由牛顿第二定律：

磔sin0-〃侬cos0=ma:

解得

a>=gsin0-〃鸵os0；

则

功〉比：

因昨t图像的斜率等于加速度，且上行时速度为正，下行时速度为负，可知:

A.与结论不相符，选项A错误：

B.与结论不相符，选项B错误；

C.与结论相符，选项C正确：

D.与结论不相符，选项D错误：

故选C.

5、质量为m=1版的物体静止在水平地面上，用水平拉力厂作用于物体上，作用一段时

间后撤去F,物体滑行一段距离后停止下来•物体运动的速度一时间图象如图2所示•取

g=10〃//,由图线可以求得水平力少和物块与地面之间的动摩擦因数〃分别为（）

S1

A.F=9N,〃=0.3B.F=6N,〃=0.3

C.E=8N,〃=。2D.F=6N,A=0.2

【答案】A

【解析】

I，6rr

由图象知：匀加速过程<=—=工〃?"‘2=6""$2：由牛顿第二定律得Fimg=mai；减速

4।

过程%=-=9=-3，"//；由牛顿第二定律得-Mg=m&：狭立解得F=9N右0.3,故

,2乙

A正确，BCD错误：故选A。

6、一个物体以初速度%从斜面底端开始沿斜面上滑，到达最高点后又返回斜面底端时的速

度大小为心物体和斜面之间的动摩擦因数处处为〃，斜面倾角为0,上滑时加速度大小为

劭，下滑时加速度大小为跳，上滑时间为下滑时间为七.则下列判断正确的是

A.v.=vB.MV0

C.a\>aiD.ti>t2

【答案】C

【解析】

AC.物体上滑过程中，应用牛顿第二定律：

mgsin0+pingcos0-max

物体下滑过程中，应用牛顿第二定律：

mgsin。一jumgcos0=nui2

根据上述方程可知：《>%，根据速度与位移的关系：

—=lax

物体上滑和下滑的位移大小相同，上滑过程的逆过程是初度为零的匀加速直线运动，所以速

度关系：v0>v,故A错误，C正确；

B.〃和。的大小关系未知，故B错误；

D.根据位移与时间的关系：

1，

x=—ar

2

可知两次物体的位移大小相同，时间关系：乙<与，故D错误°

故选C.

7、如图甲所示，可视为质点的物块静止在倾角9=37。的粗糙固定斜面的顶端，对物块施加

••个沿斜面向下的推力g力〃的大小随时间「的变化情况如图乙所示，物块的速率/随时

间£的变化规律如图丙所示,4s末物块恰好运动到斜面底端。sin37d=0.6,cos37°=0.8,

重力加速度g取10m/s2.下列说法正确的是

A.斜面的长度为2m

B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.8

C.物块的质量为0.5kg

D.0〜4s时间内，物块先加速下滑后减速下滑

【答案】B

【解析】

A.斜面的长度等于0-4s内广£图象与时间轴所围的面积大小,为:

x=——-x0.8m=1.6m

2

故A错误：

BC.由速度图象知，在1〜3s时间内，物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：

0.8+勿0in0-umgcos0-ma

由W图象可知，加速度为：

△v0.8...2

a=——=——=0r.4m/s

△12

在3〜4s时间内，物块做匀速直线运动，由平衡条件得：

〃mgcos0-勿循in。=F=0.4N

联立解得：

〃=0.8,/zFlkg

故B正确，C错误;

D.物体第1s静止不动，加速度为零：中间2s是匀加速直线运动：后1s是匀速运动，故。〜

4s内加速度是变化的，不是匀变速直线运动，故D错误：

二、多选题

8.如图所示，让物体分别同时从竖直圆上的九月处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道RA、

月月滑到力处，入4、月4与竖直直径的夹角分别为%、%。则（）

A

Pl

A

A.物体沿夕M、月力下滑加速度之比为sin%：sin&

B.物体沿RA、PtA下滑到A处的速度之比为cos%：cos02

C.物体沿/VI、下滑的时间之比为1：1

D.若两物体质量相同，则两物体所受的合外力之比为COS火：COS夕2

【答案】BCD

【解析】

分别以两个物体为研究对象，只受到重力和支持力的作用，重力沿斜面向下的分力提供加速

度,所以加速度大小之比为cosOi：cos02,故A错误；由匀变速直线运动

2

v=2as,st=Ircos。"？=2rcos^2

求得到达A点速度之比为，cNi：rcyj.故R正确：由v=at可求得运动时间之比为1:1,

故C正确：同理合力之比为cosOKCOSo2,故D正确；

9、力厂作用在原来静止的质量为m的物体上经过时间，，物体的位移为人则（）

A.相同的力在相同时间内使质量为〃加的物体移动*/力的距