2019_2020学年高中物理第四章6用牛顿运动定律解决问题（一）练习（含解析）新人教版必修1.docx

6用牛顿运动定律解决问题(一)基础巩固1.质量为m的物体,放在粗糙的水平地面上,受到一个水平方向的恒力F的作用而运动,在运动中,物体加速度a的大小()A.和物体的运动速度有关B.和物体跟地面间的动摩擦因数无关C.和物体运动的时间无关D.和恒力F成正比解析由牛顿第二定律可得,物体的加速度a=F-mgm=1mF-g可见,物体的加速度a与物体的速度和运动时间无关,与物体与地面间的动摩擦因数有关,但不与F成正比,故只有选项C正确。答案C2.在交通事故的分析中,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14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取 10 m/s2,则汽车刹车前的速度为()A.7 m/sB.14 m/sC.10 m/sD.20 m/s解析设汽车刹车后滑动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得mg=ma,解得a=g。由匀变速直线运动速度与位移关系式v02=2ax,可得汽车刹车前的速度为 v0=2ax=2gx=14m/s,因此选项B正确。答案B3.(2018山东学考)如图所示,某物体在拉力F的作用下竖直向上运动,下列几种运动,拉力最大的是()A.以5 m/s的速度匀速上升B.以3 m/s的速度匀速上升C.以5 m/s2的加速度加速上升D.以3 m/s2的加速度加速上升解析物体受拉力和重力,有F-mg=ma,可见,a越大,F越大,选项C正确。答案C4.(多选)如图所示,质量为20 kg的物体,沿水平面向右运动,它与水平面间的动摩擦因数为0.1,同时还受到大小为10 N的水平向右的力的作用,则该物体(g取10 m/s2)()A.受到的摩擦力大小为20 N,方向向左B.受到的摩擦力大小为20 N,方向向右C.运动的加速度大小为1.5 m/s2,方向向左D.运动的加速度大小为0.5 m/s2,方向向左解析物体相对地面运动,故物体受到滑动摩擦力,则摩擦力的大小为Ff=FN=mg=20N;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,故摩擦力方向向左;根据牛顿第二定律得,F-Ff=ma得a=F-Ffm=10-2020=-0.5m/s2,方向向左。答案AD5.质量为m1和m2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受空气阻力分别是Ff1和Ff2,如果物体m1先落到地面,那是因为()A.m1m2B.Ff1Ff2C.Ff1m1Ff2m2D.以上说法均不对解析物体下落过程受重力、空气阻力而做匀加速直线运动,有mg-Ff=ma,h=at22得Ffm=g-2ht2,如果m1先落到地面,t1较小,那么Ffm较小,即Ff1m1Ffmax时,a与F成一次函数关系,选项C正确。答案C2.(2019河南郑州高一期末)如图所示,一个质量为50 kg的沙发静止在水平地面上,甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1=120 N、F2=160 N的力推沙发,F1与F2相互垂直,且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数=0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是()A.沙发不会被推动B.沙发将沿着F1的方向移动,加速度为0.6 m/s2C.沙发将沿着F2的方向移动,加速度为0.2 m/s2D.沙发的加速度大小为1 m/s2解析两力的合力大小为F=F12+F22=200N,方向在水平面内与F1夹角的正弦值为sin=F2F=0.8,即=53;而最大静摩擦力Ffmax=FN=mg=0.3500N=150N,有FFfmax,则沙发要做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有F-Ffmax=ma,可得a=1m/s2,方向沿水平面与F1成53,故选D。答案D3.假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比,未洒水时,车匀速行驶,洒水时它的运动将是()A.做变加速运动B.做初速度不为零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.继续保持匀速直线运动解析a=F合m=F-kmgm=Fm-kg,洒水时质量m减小,则a变大,所以洒水车做加速度变大的加速运动,故A正确。答案A4.(多选)蹦极运动的示意图如图所示,弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过合力为零的C点到达最低点D,然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程,下列表述正确的是()A.经过B点时,运动员的速率最大B.经过C点时,运动员的速率最大C.从C点到D点,运动员的加速度增大D.从C点到D点,运动员的加速度不变解析在BC段,运动员所受重力大于弹力,向下做加速度逐渐减小的变加速运动,当a=0时,速度最大,即在C点时速度最大,选项B正确。在CD段,弹力大于重力,运动员做加速度逐渐增大的变减速运动,选项C正确。答案BC5.如图所示,质量为m=3 kg的木块放在固定的倾角为=30的足够长斜面上,木块可以沿斜面匀速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木块上,使其由静止开始沿斜面向上加速运动,经过t=2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离,则推力F为(g取10 m/s2)()A.42 NB.6 NC.21 ND.36 N解析因木块能沿斜面匀速下滑,由平衡条件知mgsin=mgcos,所以=tan;当在推力作用下加速上滑时,由运动学公式x=12at2得a=2m/s2,由牛顿第二定律得F-mgsin-mgcos=ma,解得F=36N,D正确。答案D6.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m的物体在倾角为的光滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时,去掉推力,物体刚好能到达顶点,则推力的大小为()A.mg(1-sin )B.2mgsin C.2mgcos D.2mg(1+sin )解析根据题意知,匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移相等,根据x=v22a知,加速运动的过程中L2=v22a1,匀减速运动的过程中L2=0-v2-2a2可以知道匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小相等。匀加速直线运动的加速度大小a1=F-mgsinm,匀减速直线运动的加速度大小为a2=mgsinm。因a1=a2,则F-mgsinm=mgsinm,计算得出F=2mgsin。所以B选项是正确的,A、C、D错误。答案B7.一架航模遥控飞行器如图所示,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的空气阻力恒为Ff=4 N,g取 10 m/s2。(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H等于多少? (2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力,求飞行器减速上升阶段的加速度的大小。解析(1)第一次飞行中,设加速度为a1由牛顿第二定律得F-mg-Ff=ma1飞行器上升的高度H=12a1t12以上两式代入数据解得H=64m。(2)第二次飞行中,设失去升力后的加速度为a2由牛顿第二定律得mg+Ff=ma2代入数据解得a2=12m/s2,方向向下。答案(1)64 m(2)12 m/s28.如图所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L=8 m、倾角=37的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为=0.25,不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。(1)求人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间。(2)人在离C点多远处停下?解析(1)人在斜坡上下滑时,受力分析如图所示。设人沿斜坡下滑的加速度为a,沿斜坡方向,由牛顿第二定律得mgsin-Ff=maFf=FN垂直于斜坡方向有FN-mgcos=0由匀变速运动规律得L=12at2联立以上各式得a=gsin