《7 用牛頓運動定律解決問題（二）》（同步訓(xùn)練）高中物理必修1-蘇教版-2024-2025學(xué)年

《7用牛頓運動定律解決問題（二）》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、一個物體在水平面上以恒定速度運動，下列哪個物理量描述了物體受到的合外力？A.動能B.動量C.力矩D.力2、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個水平向右的拉力F，同時受到一個水平向左的摩擦力f。如果物體從靜止開始加速運動，下列哪個選項正確描述了物體所受的加速度？A.a=F-f/mB.a=F+f/mC.a=F/mD.a=f/m3、一輛汽車在水平路面上以恒定速度行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，駕駛員緊急剎車。在剎車過程中，汽車所受的摩擦力是：A.向前的摩擦力B.向后的摩擦力C.向上的摩擦力D.向下的摩擦力4、一個物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力是水平向右的拉力F，另一個力是水平向左的摩擦力f。若物體保持靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是：A.拉力F大于摩擦力fB.拉力F小于摩擦力fC.拉力F等于摩擦力fD.無法確定拉力F和摩擦力f的大小關(guān)系5、一個物體在水平面上以恒定速度運動，突然受到一個沿運動方向的力F作用。根據(jù)牛頓第二定律，以下哪個選項是正確的？A.物體的加速度與力F成正比，與物體的質(zhì)量成反比B.物體的加速度與力F成反比，與物體的質(zhì)量成正比C.物體的加速度與力F成反比，與物體的質(zhì)量成反比D.物體的加速度與力F成正比，與物體的質(zhì)量無關(guān)6、一個物體在光滑水平面上受到一個斜向上的力F，力的大小不變，但方向逐漸改變。以下哪個選項是正確的？A.物體的水平加速度逐漸增大B.物體的水平加速度逐漸減小C.物體的水平加速度保持不變D.物體的水平加速度先增大后減小7、一物體在水平面上受到一個水平推力F的作用，同時受到一個與推力方向相反的摩擦力f，物體在水平方向上做勻速直線運動。下列說法正確的是：A.物體所受的合外力為零，故加速度為零。B.摩擦力f大于推力F，故物體做減速運動。C.物體所受的合外力不為零，故加速度不為零。D.摩擦力f小于推力F，故物體做加速運動。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、一個質(zhì)量為2kg的物體，以5m/s的速度水平向右運動，突然受到一個大小為10N、方向與速度方向成30°角向左的力作用。不計空氣阻力，該物體在力的作用下一秒后的速度為：A.3.2m/sB.4.2m/sC.5.2m/sD.6m/s2、一個質(zhì)量為3kg的物體，從靜止開始沿斜面向上運動，斜面與水平面的夾角為30°，物體受到的摩擦力為2N。不計空氣阻力，求物體在斜面上運動2秒后的速度。A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s3、一個物體在水平地面上受到三個力的作用：F1、F2和F3，物體處于靜止狀態(tài)。已知F1和F2的大小分別為5N和3N，且F1與F2的夾角為60°。關(guān)于F3的大小和方向，以下說法正確的是（）A.F3的大小為2N，方向與F1相同B.F3的大小為2N，方向與F1相反C.F3的大小為7N，方向與F2相同D.F3的大小為7N，方向與F2相反三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體從靜止開始沿水平面加速運動，已知物體所受的合外力為10N，物體的質(zhì)量為2kg。求：（1）物體在2秒末的速度；（2）物體在5秒內(nèi)通過的距離。第二題：一物體在水平面上以恒定速度運動，受到的合外力為零?，F(xiàn)將該物體放在一個光滑的斜面上，物體從斜面底端開始沿斜面向上運動。（1）請畫出物體在斜面上運動時的受力分析圖。（2）根據(jù)牛頓第二定律，寫出物體在斜面上運動時受到的合外力F的表達式。（3）假設(shè)斜面的傾角為θ，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g，求物體沿斜面向上運動時，其加速度a的大小。（4）如果斜面的長度為L，求物體從斜面底端到頂端所用的時間t。第三題：一物體在水平面上以恒定速度v1向右運動，突然受到一個向左的力F作用，物體開始減速，經(jīng)過一段時間t后速度減為零。已知物體質(zhì)量為m，動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。（1）求物體受到的摩擦力大??；（2）求物體在減速過程中受到的加速度大??；（3）求物體減速過程中所經(jīng)歷的距離。第四題：一物體在水平面上受到三個力的作用：F1=10N，方向向東；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。物體處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)要使物體開始運動，以下哪種力的方向和大小合適？A.F4=5N，方向向南B.F4=25N，方向向南C.F4=25N，方向向北D.F4=5N，方向向北第五題：一質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一水平拉力F的作用，開始時物體靜止，經(jīng)過一段時間后物體以速度v勻速運動。已知物體受到的摩擦力為f，不計空氣阻力。（1）求物體受到的合外力大??；（2）求物體所受摩擦力與拉力F的比值；（3）若要使物體以更大的速度v’勻速運動，需要施加的拉力F’是多少？《7用牛頓運動定律解決問題（二）》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、一個物體在水平面上以恒定速度運動，下列哪個物理量描述了物體受到的合外力？A.動能B.動量C.力矩D.力答案：D解析：當(dāng)物體以恒定速度運動時，根據(jù)牛頓第一定律，物體所受的合外力為零。因此，描述物體受到的合外力的物理量是力。動能和動量描述的是物體的運動狀態(tài)，而力矩描述的是力對物體轉(zhuǎn)動的影響，與本題無關(guān)。2、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個水平向右的拉力F，同時受到一個水平向左的摩擦力f。如果物體從靜止開始加速運動，下列哪個選項正確描述了物體所受的加速度？A.a=F-f/mB.a=F+f/mC.a=F/mD.a=f/m答案：A解析：根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度a等于合外力F除以物體的質(zhì)量m。在本題中，物體受到的合外力是拉力F與摩擦力f的差值，即F-f。因此，加速度a=(F-f)/m。選項A正確描述了物體所受的加速度。選項B和D均錯誤，因為它們沒有考慮到摩擦力的作用。選項C只考慮了拉力的作用，沒有考慮到摩擦力。3、一輛汽車在水平路面上以恒定速度行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，駕駛員緊急剎車。在剎車過程中，汽車所受的摩擦力是：A.向前的摩擦力B.向后的摩擦力C.向上的摩擦力D.向下的摩擦力答案：B解析：當(dāng)汽車緊急剎車時，摩擦力是地面施加給輪胎的，方向總是與物體的相對運動方向相反。由于汽車在剎車時是向前運動的，所以摩擦力的方向是向后的，這是使汽車減速直至停止的原因。因此，正確答案是B，向后的摩擦力。4、一個物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力是水平向右的拉力F，另一個力是水平向左的摩擦力f。若物體保持靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是：A.拉力F大于摩擦力fB.拉力F小于摩擦力fC.拉力F等于摩擦力fD.無法確定拉力F和摩擦力f的大小關(guān)系答案：C解析：當(dāng)物體保持靜止狀態(tài)時，根據(jù)牛頓第一定律（慣性定律），物體所受的合外力為零。這意味著拉力F和摩擦力f必須大小相等且方向相反，以保持物體的平衡狀態(tài)。因此，正確答案是C，拉力F等于摩擦力f。5、一個物體在水平面上以恒定速度運動，突然受到一個沿運動方向的力F作用。根據(jù)牛頓第二定律，以下哪個選項是正確的？A.物體的加速度與力F成正比，與物體的質(zhì)量成反比B.物體的加速度與力F成反比，與物體的質(zhì)量成正比C.物體的加速度與力F成反比，與物體的質(zhì)量成反比D.物體的加速度與力F成正比，與物體的質(zhì)量無關(guān)答案：A解析：根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度a與作用在它上面的合外力F成正比，與它的質(zhì)量m成反比，即F=ma。因此，選項A正確。6、一個物體在光滑水平面上受到一個斜向上的力F，力的大小不變，但方向逐漸改變。以下哪個選項是正確的？A.物體的水平加速度逐漸增大B.物體的水平加速度逐漸減小C.物體的水平加速度保持不變D.物體的水平加速度先增大后減小答案：C解析：在光滑水平面上，物體受到的斜向上力F分解為水平分量和豎直分量。水平分量導(dǎo)致物體產(chǎn)生水平加速度，而豎直分量不會影響水平加速度。因為力F的大小不變，所以水平分量也不變，因此物體的水平加速度保持不變，選項C正確。7、一物體在水平面上受到一個水平推力F的作用，同時受到一個與推力方向相反的摩擦力f，物體在水平方向上做勻速直線運動。下列說法正確的是：A.物體所受的合外力為零，故加速度為零。B.摩擦力f大于推力F，故物體做減速運動。C.物體所受的合外力不為零，故加速度不為零。D.摩擦力f小于推力F，故物體做加速運動。答案：A解析：根據(jù)牛頓第一定律，當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。本題中，物體在水平方向上做勻速直線運動，說明物體所受的合外力為零，因此加速度為零。選項A正確。選項B、C、D都與題意不符。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、一個質(zhì)量為2kg的物體，以5m/s的速度水平向右運動，突然受到一個大小為10N、方向與速度方向成30°角向左的力作用。不計空氣阻力，該物體在力的作用下一秒后的速度為：A.3.2m/sB.4.2m/sC.5.2m/sD.6m/s答案：B.4.2m/s解析：首先，我們可以利用牛頓第二定律，計算出物體受到的合外力：F合=F-Ff=10N-2kg*10m/s2*sin(30°)=10N-10N*0.5=5N然后，我們可以計算出物體在力的作用下的加速度：a=F合/m=5N/2kg=2.5m/s2由于物體在力的作用下速度變化了2.5m/s，而時間t=1s，所以物體的最終速度為：v=v0+at=5m/s+2.5m/s2*1s=7.5m/s但是，由于力的方向與速度方向成30°角，我們需要根據(jù)向量分解來計算物體在力的方向上的分速度：v_x=v*cos(30°)=7.5m/s*√3/2=6.25m/sv_y=v*sin(30°)=7.5m/s*1/2=3.75m/s由于物體在水平方向上的速度沒有變化，所以物體在力的作用下一秒后的速度為：v=√(v_x2+v_y2)=√(6.25m/s)2+(3.75m/s)2)=√(39.0625+14.0625)=√53.125≈4.2m/s2、一個質(zhì)量為3kg的物體，從靜止開始沿斜面向上運動，斜面與水平面的夾角為30°，物體受到的摩擦力為2N。不計空氣阻力，求物體在斜面上運動2秒后的速度。A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s答案：A.2m/s解析：首先，我們可以計算出物體在斜面上受到的合外力：F合=m*g*sin(30°)-Ff=3kg*10m/s2*0.5-2N=15N-2N=13N然后，我們可以計算出物體在斜面上的加速度：a=F合/m=13N/3kg=4.33m/s2由于物體從靜止開始運動，我們可以使用勻加速直線運動的公式來計算物體在2秒后的速度：v=v0+at=0+4.33m/s2*2s=8.66m/s然而，這個速度是物體在斜面上的速度，而不是斜面與水平面之間的速度。由于斜面與水平面的夾角為30°，我們可以利用三角函數(shù)來計算出物體在斜面與水平面之間的速度：v=v*cos(30°)=8.66m/s*√3/2≈7.5m/s由于這個速度大于物體在斜面上的速度，所以我們可以得出結(jié)論，物體在斜面上運動2秒后的速度應(yīng)該小于7.5m/s，因此答案是A.2m/s。3、一個物體在水平地面上受到三個力的作用：F1、F2和F3，物體處于靜止狀態(tài)。已知F1和F2的大小分別為5N和3N，且F1與F2的夾角為60°。關(guān)于F3的大小和方向，以下說法正確的是（）A.F3的大小為2N，方向與F1相同B.F3的大小為2N，方向與F1相反C.F3的大小為7N，方向與F2相同D.F3的大小為7N，方向與F2相反答案：B解析：由于物體處于靜止狀態(tài)，根據(jù)牛頓第一定律，物體所受合力為零。因此，F(xiàn)1、F2和F3的合力為零。由F1和F2的夾角為60°，可以知道F1和F2的合力大小為：F合=√(F12+F22+2F1F2cos60°)

=√(52+32+2×5×3×0.5)

=√(25+9+15)

=√49

=7N因此，F(xiàn)3的大小必須為7N，以抵消F1和F2的合力。由于F1和F2的合力方向與F1的方向相同，而物體要保持靜止，F(xiàn)3必須與F1和F2的合力方向相反，因此F3的方向與F1相反。所以，選項B正確。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題：一物體從靜止開始沿水平面加速運動，已知物體所受的合外力為10N，物體的質(zhì)量為2kg。求：（1）物體在2秒末的速度；（2）物體在5秒內(nèi)通過的距離。答案：（1）物體在2秒末的速度為v=at，其中a是加速度，t是時間。根據(jù)牛頓第二定律F=ma，可以求得加速度a=F/m=10N/2kg=5m/s2。因此，物體在2秒末的速度v=5m/s2×2s=10m/s。（2）物體在5秒內(nèi)通過的距離可以用勻加速直線運動的位移公式s=1/2at2計算。將加速度a=5m/s2和時間t=5s代入公式，得到s=1/2×5m/s2×(5s)2=1/2×5m/s2×25s2=62.5m。解析：（1）首先，根據(jù)牛頓第二定律計算出物體的加速度。由于物體的質(zhì)量已知，可以直接使用公式F=ma計算加速度。然后，使用勻加速直線運動的速度公式v=at計算物體在2秒末的速度。（2）對于物體在5秒內(nèi)通過的距離，使用勻加速直線運動的位移公式s=1/2at2進行計算。將已知的加速度和時間代入公式，即可得到物體在5秒內(nèi)通過的距離。第二題：一物體在水平面上以恒定速度運動，受到的合外力為零?，F(xiàn)將該物體放在一個光滑的斜面上，物體從斜面底端開始沿斜面向上運動。（1）請畫出物體在斜面上運動時的受力分析圖。（2）根據(jù)牛頓第二定律，寫出物體在斜面上運動時受到的合外力F的表達式。（3）假設(shè)斜面的傾角為θ，物體的質(zhì)量為m，重力加速度為g，求物體沿斜面向上運動時，其加速度a的大小。（4）如果斜面的長度為L，求物體從斜面底端到頂端所用的時間t。答案：（1）受力分析圖如下：↑||---F_gravity---|||---N---|---F_friction---|||---F_tension---|||----------------|其中，F(xiàn)_gravity表示重力，N表示斜面對物體的支持力，F(xiàn)_friction表示摩擦力（在此假設(shè)斜面光滑，故摩擦力為零），F(xiàn)_tension表示斜面對物體的拉力。（2）根據(jù)牛頓第二定律，物體在斜面上運動時受到的合外力F為：F=m*a（3）物體在斜面上受到的合外力F等于重力沿斜面方向的分力，即：F=m*g*sin(θ)由牛頓第二定律，合外力等于質(zhì)量乘以加速度，所以：m*g*sin(θ)=m*a解得加速度a的大小為：a=g*sin(θ)（4）物體沿斜面向上運動時，其初速度為v0（由題意知物體在水平面上以恒定速度運動，因此v0不為零），加速度為a，斜面長度為L，根據(jù)運動學(xué)公式：L=v0*t+(1/2)*a*t^2將a=g*sin(θ)代入上式，得到：L=v0*t+(1/2)*g*sin(θ)*t^2解這個方程得到時間t，由于題目中沒有給出初速度v0，因此無法直接解出時間t的具體值。需要更多的信息來求解時間t。解析：（1）受力分析圖已如上所示，顯示了物體在斜面上受到的各個力。（2）牛頓第二定律表達了力和加速度之間的關(guān)系，合外力F等于質(zhì)量m乘以加速度a。（3）物體在斜面上受到的合外力是重力沿斜面方向的分力，通過牛頓第二定律計算得到加速度a。（4）由于題目沒有給出初速度v0，無法直接計算時間t。第三題：一物體在水平面上以恒定速度v1向右運動，突然受到一個向左的力F作用，物體開始減速，經(jīng)過一段時間t后速度減為零。已知物體質(zhì)量為m，動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。（1）求物體受到的摩擦力大小；（2）求物體在減速過程中受到的加速度大?。唬?）求物體減速過程中所經(jīng)歷的距離。答案：（1）物體受到的摩擦力大小為Ff=μmg；（2）物體在減速過程中受到的加速度大小為a=Ff/m=μg；（3）物體減速過程中所經(jīng)歷的距離為s=v12/(2a)=v12/(2μg)。解析：（1）由于物體在水平面上運動，受到的摩擦力大小等于動摩擦因數(shù)與物體所受重力大小的乘積，即Ff=μmg；（2）根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力等于物體的質(zhì)量乘以加速度，即Ff=ma，代入Ff=μmg，得到a=Ff/m=μg；（3）根據(jù)初速度、末速度和加速度，可以使用運動學(xué)公式s=(v1+v2)/2*t，其中v2=0，代入v1、t和a的值，得到s=v12/(2a)=v12/(2μg)。第四題：一物體在水平面上受到三個力的作用：F1=10N，方向向東；F2=15N，方向向北；F3=20N，方向向西。物體處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)要使物體開始運動，以下哪種力的方向和大小合適？A.F4=5N，方向向南B.F4=25N，方向向南C.F4=25N，方向向北D.F4=5N，方向向北答