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人教版高中物理必修一 第4章 第5节 牛顿运动定律的应用 基础
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 用 30N 的水平外力 F 拉一静止在光滑的水平面上质量为 20kg 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=7.5m/s ， a=1.5m/s2 B. v=4.5m/s ， a=1.5m/s2
C. v=4.5m/s ， a=0 D. v=7.5m/s ， a=0
2. 两实心小球甲和乙由同种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落相同距离。
假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关，则甲球
A. 用时较长 B. 末速度较大
C. 重力势能变化较少 D. 阻力做功较少
3. 一小球在空气中从某高处由静止开始下落，t 时刻到达地面。其 v−t 图象如图。由此可以断定
0
物体在下落过程中
A. 不受空气阻力 B. 受到的空气阻力大小不变
C. 受到的空气阻力越来越小 D. 受到的空气阻力越来越大
4. 生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微级材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性
物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手
机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为 G，手机所在平
面与水平面间的夹角为 θ，则下列说法正确的是
G
A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于
cosθ
B. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力不为零
C. 高铁匀速行驶时，手机可能受到 5 个力作用
D. 高铁减速行驶时，手机可能受到 3 个力作用
二、双项选择题（共1小题；共4分）
5. 人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上做匀减速运动，如图所示。以下说法正确的是
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A. 人受到重力和支持力的作用
B. 人受到的合外力为零
C. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用
D. 人受到的合外力方向与速度方向相反
三、多项选择题（共1小题；共4分）
6. 如图所示，竖直平面内有一光滑直杆 AB，杆与水平方向的夹角为 θ(0∘≤θ≤90∘)，一质量为
m 的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力 F，并从 A 端由静止释放，
改变直杆和水平方向的夹角 θ，当直杆与水平方向的夹角为 30∘ 时，小圆环在直杆上运动的时
间最短，重力加速度为 g，则
A. 恒力 F 一定沿与水平方向夹 30∘ 斜向右下的方向
B. 恒力 F 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向夹 30° 斜向右下的方向
C. 若恒力 F 的方向水平向右，则恒力 F 的大小为 ❑√3mg
❑√3
D. 恒力 F 的最小值为 mg
2
四、解答题（共5小题；共65分）
7. 如图所示，某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为 1.6m，一个苹果从树冠顶端的树梢上由
干受到扰动面自由下落。该同学测出苹果经过树干所用的时间为 0.2s。重力加速度取 10m/s2：
则：
（1）苹果树树冠部分的高度约为多少?
（2）苹果落地时的速度为多大?
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂8. 一个小圆环瓷片最高能从 h=0.18m 处由静止释放后直接撞击地面而不被摔坏。现让该小圆环
瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑，瓷片与圆柱体之间的摩擦力是瓷片重力的 4.5
倍，如图所示。若让该装置从距地面 H=4.5m 高处从静止开始下落，瓷片落地恰好没被摔坏。
1
已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的 ，圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖
10
直方向，g 取 10m/s2。求：
（1）瓷片直接撞击地面而不被摔坏时，瓷片着地时的最大速度；
（2）瓷片随圆柱体从静止到落地，下落总时间。
9. 如图所示，质量为 5kg 的物块在水平拉力 F=15N 的作用下，从静止开始向右运动。物体与
水平地面间的动摩擦因数 μ=0.2。求：
（1）在力 F 的作用下，物体在前 10s 内的位移；
（2）在 t=10s 末立即撤去力 F，再经 6s 物体还能运动多远?（g 取 10m/s2）
10. 在地面上方，一小圆环 A 套在一条均匀足够长的直杆 B 上，A 和 B 的质量均为 m，它们
之间的滑动摩擦力 F =0.5mg。开始时 A 处于 B 的下端，B 竖直放置。在 A 的下方
μ
h=0.20m 处的空中存在一个“相互作用”区域 C，固定在空中如图中画有虚线的部分。当
A 进入区域 C 时，A 就受到方向向上的恒力 F 作用，F=2mgʹ。区域 C 对杆 B 不产生
作用力。A 和 B 一起由静止开始下落，当 A 穿出区域 C 时速度大小为 2m/s，不计空气
阻力，重力加速度 g=10m/s2。求：
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（1）当 A 穿出区域 C 时，杆 B 的速度；
（2）要满足上述条件，区域 C 的最小高度 d。
11. 如图甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角为 α，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方
向的推力 F 作用下向上运动，推力 F 与小环速度 v 随时间变化规律如图乙所示，取重力加
速度 g=10m/s2。求：
（1）小环的质量 m；
（2）细杆与地面间的夹角 α。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂答案
第一部分
1. C
30N
【解析】物体先在力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度 a= =1.5m/s2 ，
20kg
v=at=4.5m/s，撤去力 F 后，物体以 4.5m/s 的速度做匀速直线运动.
2. B
3. D
4. D
【解析】高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支
架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对
象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面平衡力，B错误；高铁匀速行驶时，手机受重力、纳
米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共 4 个力作用，C错误；高铁减速行驶时，手机具有与高
铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共 3 个力作用，D正确。
第二部分
5. C， D
【解析】设人的加速度大小为 a，人的加速度斜向下，将加速度分解到水平和竖直方向得：
a =acosθ，方向水平向右；a =asinθ，方向竖直向下，
x y
水平方向受静摩擦力作用，f =ma=macosθ，方向水平向右，故人受到重力、支持力和静摩擦力三
个力作用。
人做匀减速运动，有牛顿定律可知，人受到的合外力方向与速度方向相反，故CD正确，AB错误。
第三部分
6. B， C， D
第四部分
7. （1） 2.45m
【解析】设开始下落到达树干的上沿的时间为 t，有：
1 1
Δh= g(t+0.2) 2− gt2
2 2
1 1
代入数据 1.6m= ×10×(t+0.2) 2− ×10×t2
2 2
解得：t=0.7s。
1
则：H= gt2=2.45m。
2
（2） 9m/s。
【解析】苹果落地的速度为：v=g(t+0.2)=9m/s
8. （1） 1.8m/s
【解析】设瓷片质量为 m，从 h 处下落时加速度为 a ，由牛顿第二定律得 mg−0.1mg=ma ，
0 0
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂解得 a =9m/s2 ，
0
设瓷片落地时速度为 v ，则 v2=2a h，
0 0 0
解得 v =1.8m/s。
0
（2） 1.2s
【解析】设瓷片随圆柱体一起加速下落时的加速度为 a ，a =a =9m/s2 ，
1 1 0
设圆柱体落地时瓷片速度为 v ，则 v2=2a H，
1 1 1
解得 v =9m/s，
1
v
设下落时间为 t ，则 t = 1 ，
1 1 a
1
解得 t =1s，
1
瓷片继续沿圆柱体减速下落直到落地，加速度大小为 a ，由牛顿第二定律得
2
0.1mg+4.5mg−mg=ma ，
2
解得 a =36m/s2 ，
2
设下落时间为 t ，则 v =v +a t ，
2 1 0 2 2
解得 t =0.2s，
2
下落总时间 t =t +t =1.2s。
总 1 2
9. （1） 50m
【解析】根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：
F−μmg 15−0.2×50
a= = m/s2=1m/s2 ，
m 5
1 1
则物体在前 10s 内的位移为：x= at2= ×1×100m=50m
2 2
（2） 25m
【解析】物体在 10s 末的速度为：v=at=10m/s，撤去外力后的加速度为：
μmg
a′= =μg=2m/s2 。
m
v 10
物体速度减为零的时间为：tʹ= = s=5s<6s。
aʹ 2
v2 100
则 6s 内的位移等于 5s 内的位移，即：x= = m=25m
2aʹ 4
10. （1） 6m/s
【解析】A，B 一起下落做自由落体运动，进入相互作用区时速度
v =❑√2gh=❑√2×10×0.2m/s=2m/s，进入相互作用区后，A 做“类竖直上抛”，先向下做匀减
1
速，再向上做匀加速，A 穿出 C 时，v =v =2m/s，B 继续做匀加速运动，对 A：
A 1
g g
F−mg−F =ma ，即 a = （向上），对 B：mg−F =ma ，所以 a = （向下），所以 A
μ A A 2 μ B B 2
v 2
穿出区域 C 时 t=2 1 =2× s=0.8s。此时 v =v +a t=2m/s+5×0.8m/s=6m/s；
a 5.0 B 1 B
A
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（2） 0.4m
【解析】要满足上述条件，区域 C 的最小高度 d 即 A 做“类竖直上抛”的最大高度，所以
v2 22
d= 1 = m=0.4m。
2a 2×0.5
A
11. （1） 1kg
Δv 1
【解析】由题图得：0∼2s 内，a= = m/s2=0.5m/s2
Δt 2
根据牛顿第二定律可得：前 2s 有 F −mgsinα=ma
1
2s 后有 F =mgsinα，代入数据可解得：m=1kg。
2
（2） 30∘
【解析】由（1）得 α=30∘。
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