高中物理 第四章 牛顿运动定律 课后提升训练 4.6 用牛顿运动定律解决问题（一） 新人教版必修1.doc

课后提升训练 用牛顿运动定律解决问题(一)(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带,假定乘客质量为70kg,汽车车速为90km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s。安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()a.450nb.400nc.350nd.300n【解析】选c。汽车的速度v0=90km/h=25m/s,设汽车匀减速的加速度大小为a,则a=5m/s2,对乘客应用牛顿第二定律得:f=ma=705n=350n,所以c正确。【补偿训练】质量为1kg的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在t秒内的位移为xm,则合力f的大小为()a.b.c.d.【解析】选a。由运动情况可求得质点的加速度a=m/s2,则合力f=ma=n,故a项对。2.(多选)(2017蚌埠高一检测)静止在水平地面上的小车,质量为5kg,在水平拉力50n的作用下做直线运动,2s内匀加速前进了4m,在这个过程中(g取10m/s2)()a.动摩擦因数是0.8b.摩擦力的大小是10nc.小车加速度的大小是1m/s2d.小车加速度的大小是2m/s2【解析】选a、d。根据x=v0t+at2得:a=m/s2=2m/s2;根据牛顿第二定律得:f-f=ma解得:f=50n-10n=40n,则=0.8,故a、d正确,b、c错误。3.(2017定州高一检测)质量为2kg的物体做直线运动,沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示,若物体的初速度为3m/s,则其末速度为()a.5m/sb.m/sc.m/sd.m/s【解析】选b。02m内,a1=1m/s2,由-=2a1x1得v1=m/s,26m内,a2=2m/s2,由-=2a2x2,得v2=m/s,68m内,a3=-1.5m/s2,由-=2a3x3,得v3=m/s,故b正确。【补偿训练】(多选)(2014山东高考)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图象如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()a.t1b.t2c.t3d.t4【解析】选a、c。合外力与速度方向相同说明质点做加速运动,在图象中表示质点正在做加速运动的时刻有t1和t3时刻,做减速运动的时刻为t2和t4时刻,故选项a、c正确,b、d错误。【易错提醒】(1)本题容易把质点在t3时刻的运动当作减速运动,在t4时刻的运动当作加速运动,从而造成错选。(2)不清楚图象中的“负值”不表示速度的大小,仅表示质点的运动方向与正方向相反。4.如图所示,一物块位于粗糙水平桌面上,用一大小为f、方向如图所示的力去推它,使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小,则()a.a变大b.a不变c.a变小d.不能确定a变化的趋势【解析】选a。物体受力如图所示,建立如图所示的直角坐标系,列方程,水平方向fcos-ff=ma,竖直方向fn=mg+fsin,又ff=fn,联立以上各式解得a=,整理得a=-g,故保持力的方向不变而增大力的大小,则加速度变大。5.(多选)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,在传送带上某位置轻轻放置一小木块,小木块与传送带间动摩擦因数为,小木块速度随时间变化关系如图所示,v0、t0已知,则()a.传送带一定逆时针转动b.=tan+c.传送带的速度大于v0d.t0后滑块的加速度为2gsin-【解析】选a、d。由于小木块在0t0内的加速度大于t0后的加速度,故t0时刻达到传送带的速度v0,且传送带逆时针转动,a正确,c错误;t0前的加速度a1=,且mgsin+mgcos=ma1,则=-tan,b错误;t0后有mgsin-mgcos=ma2,解得a2=2gsin-,故d正确。【补偿训练】(多选)如图甲所示,地面上有一质量为m的重物,用力f向上提它,力f变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示,则以下说法中正确的是()a.当f小于图中a点值时,物体的重力mgf,物体不动b.图中a点值即为物体的重力值c.物体向上运动的加速度和力f成正比d.图线延长线和纵轴的交点b的数值的绝对值等于该地的重力加速度【解析】选a、b、d。当0fmg时,物体静止,故选项a正确;当fmg时,即能将物体提离地面,此时,f-mg=ma,a=-g,a点表示的意义即为f=mg,故选项b正确,选项c错误;直线的斜率为,故b点数值的绝对值为g,故选项d正确。6.如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板ao、bo、co,其下端都固定于底部圆心o,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30、45、60。若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力),则()a.a处小孩最先到o点b.b处小孩最后到o点c.c处小孩最先到o点d.a、c处小孩同时到o点【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)ao、bo、co三块长度不同的滑板相当于底边相同、倾角不同的三个斜面。(2)正确受力分析求出加速度,利用函数关系式分析比较运动时间。【解析】选d。三块滑板跟圆柱形仓库构成的斜面底边长均为圆柱形底面的半径,设为r,由牛顿第二定律得mgsin=ma,故a=gsin,由运动学公式得=gt2sin,故t2=,当=45时,t最小;当为30和60时,sin2的值相同,t相同,故d正确。【补偿训练】一间新房要盖屋顶,为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶,则所盖屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时,可看作从静止开始在光滑的斜坡上下滑)()a.60b.90c.120d.150【解析】选b。因雨滴沿屋顶的运动过程中仅受重力和支持力作用(摩擦力忽略不计),可认为雨滴做匀加速直线运动。设其运动的加速度为a,屋顶的顶角为2,则由牛顿第二定律易得a=gcos。又因房屋的前后间距已定,设为2b,则雨滴滑动经过屋顶面的长度x=。由x=at2得t=。显然当=45时对应的时间t最小,即屋顶的顶角应取90。二、非选择题(14分)7.(2016四川高考)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4m时,车头距制动坡床顶端38m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取cos=1,sin=0.1,g=10m/s2。求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向。(2)制动坡床的长度。【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)牛顿第二定律f=ma。(2)匀变速直线运动位移公式x=v0t+at2。【解析】(1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数=0.4,受摩擦力大小为f,加速度大小为a1,则f+mgsin=ma1f=mgcos联立并代入数据得a1=5m/s2a1的方向沿制动坡床向下。(2)设货车的质量为m,从车尾位于制动坡床的底端、车速为v=23m/s到车头距制动坡床顶端s0=38m的过程中,所用时间为t,货物相对于制动坡床的位移为s1,在车厢内滑动了s=4m,货车的加速度大小为a2,货车相对于制动坡床的位移为s2,货车受到制动坡床的阻力大小为f,f是货车和货物总重力的k倍,k=0.44,货车长度l0=12m,制动坡床的长度为l,则m=4mmgsin+f-f=ma2f=k(m+m)gs1=vt-a1t2s2=vt-a2t2s=s1-s2l=l0+s0+s2联立以上各式并代入数据得l=98m答案:(1)5m/s2方向沿制动坡床向下(2)98m【补偿训练】物体以14.4m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为=37的斜坡,到最高点后再滑下,如图所示。已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15,求:(1)物体沿斜面上滑的最大位移。(2)物体沿斜面下滑的时间。(已知sin37=0.6,cos37=0.8)【解析】(1)上滑时加速度大小为a1,由牛顿第二定律得:mgsin37+mgcos37=ma1解得a1=