赢在高考高考物理一轮复习 1.3.2（A）牛顿运动定律的应用课后作业（含解析）.doc

第二节牛顿运动定律的应用一、单项选择题(本题共5小题,每小题8分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.如图所示,一质量为m的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90,两底角分别为和;a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块.已知所有接触面都是光滑的.现发现a、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于() a.mg+mgb.mg+2mgc.mg+mg(sin +sin )d.mg+mg(cos +cos )解析:分析m受力,在竖直方向,水平桌面对m的支持力fn=mg+mgcos cos +mgcos cos =mg+mg,a正确.答案:a 2.(2013甘肃诊断)一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行.现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端,木炭包将会在传送带上留下一段黑色的径迹.下列说法中正确的是()a.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧b.木炭包的质量越大,径迹的长度越短c.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短d.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短解析:放上木炭包后木炭包在摩擦力的作用下向右加速,而传送带仍匀速运行,虽然两者都向右运动,但在木炭包的速度达到与传送带速度相等之前木炭包相对于传送带向左运动,故黑色径迹出现在木炭包的右侧,a错误.由于木炭包在摩擦力作用下加速运动时加速度a=g与其质量无关,故径迹长度与其质量也无关,b错误.径迹长度等于木炭包相对传送带通过的位移大小,即二者对地的位移差:x=vt-t=vt=,可见传送带速度越小、动摩擦因数越大,相对位移越小,黑色径迹越短,c错误,d正确.答案:d3.将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是()解析:设皮球受到的阻力为f=kv,根据牛顿第二定律可得mg+f=ma,两式联立可得 mg+kv=ma,皮球上升过程中速度逐渐减小,则加速度也逐渐减小,当v0时,a=g,故选项c正确.答案:c甲4.放在光滑水平面上的木块受到两个水平力f1与f2的作用静止不动.现保持f1不变,f2大小变化如图甲所示,则在此过程中,能正确描述木块运动情况的vt图象是图乙中的()乙解析:由于f2均匀减小到零然后又均匀增大到原值,所以物体受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零,根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零,而速度一直在增大,最后达到最大值.符合上述规律的vt图象只有d项.答案:d5.水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体a相连接,整个系统处于平衡状态,如图甲所示.现用一竖直向下的力压物体a,使a竖直向下做匀加速直线运动一段距离,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内.图乙中关于所加力f的大小和运动距离x之间关系图象正确的是()解析:由于弹簧弹力与压缩量成正比,由牛顿第二定律,f-kx=ma,所以f=kx+ma,所加力f的大小和运动距离x之间关系图象正确的是图d.答案:d二、不定项选择题(本题共3小题,每小题8分,共24分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的,全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)6.高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景,电梯是高层住宅与写字楼必配的设施.某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,如图所示.在电梯运行时,该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,这一现象表明()a.电梯一定是在下降b.该同学可能处于超重状态c.电梯的加速度方向一定是向下d.该同学对电梯地板的压力小于其重力解析:轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,说明电梯具有向下的加速度,不能说明电梯是下降还是上升,选项a错误;该同学一定处在失重状态,对电梯地板的压力小于其重力,选项b错误,c、d正确.答案:cd7.a、b两物体叠放在一起,放在光滑水平面上,如图甲,它们从静止开始受到一个变力f的作用,该力与时间的关系如图乙所示,a、b始终相对静止.则()a.在t0时刻,a、b两物体间静摩擦力最大b.在t0时刻,a、b两物体的速度最大c.在2t0时刻,a、b两物体的速度最大d.在2t0时刻,a、b两物体的位移最大解析:对a、b整体:f=(ma+mb)a隔离物体a:fa=maa,得fa=由ft图象可知:t=0和t=2t0时刻,f最大,fa最大,a错.由ft图象知,02t0内,整体先加速后减速,t0时刻,速度最大,2t0时刻停止运动,位移最大,b、d正确,c错误.答案:bd8.如图甲所示,质量为m1的足够长木板静止在光滑水平面上,其上放一质量为m2的木块.t=0时刻起,给木块施加一水平恒力f.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小,图乙中可能符合运动情况的是()解析:t=0时刻起,给木块施加一水平恒力f,两者可能一起加速运动,选项a正确;可能木块的加速度大于木板,选项c正确.答案:ac三、计算题(本题共2小题,共36分)9.(16分)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“a鱼”和“b鱼”,如图所示.在高出水面h处分别静止释放“a鱼”和“b鱼”,“a鱼”竖直下潜ha后速度减为零,“b鱼”竖直下潜hb后速度减为零.“鱼”在水中运动时,除受重力外,还受浮力和水的阻力.已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的倍,重力加速度为g,“鱼”运动的位移远大于“鱼”的长度.假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计.求:(1)“a鱼”入水瞬间的速度va1.(2)“a鱼”在水中运动时所受阻力ffa.(3)“a鱼”与“b鱼”在水中运动时所受阻力之比ffaffb.解析:(1)“a鱼”在入水前做自由落体运动,有-0=2gh得:va1=(2)“a鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用,做匀减速运动,设加速度为aa,有f合=f浮+ffa-mgf合=maa0-=-2aaha由题意:f浮=mg综合上述各式,得ffa=mg()(3)考虑到“b鱼”的受力、运动情况与“a鱼”相似,有ffb=mg()综合两式,得答案:(1)(2)mg()(3)10.(20分)一个装有固定斜面的小车静止在动摩擦因数=0.5的水平地面上,小球通过轻质细绳与车顶相连,细绳与竖直方向的夹角为37,斜面光滑,倾角也为37,如图所示.已知小球的质量为m=1 kg,小车和斜面的总质量为m=4 kg.g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:(1)小车静止时小球受到的斜面对它的支持力的大小.(2)现对小车施加一个水平向右的恒力f,当f多大时,小球恰好离开斜面?解析:(1)小球受力如图甲所示,由平衡条件可得:fnsin 37=ftsin 37ftcos 37+fncos 37=mg代入数据解得:fn=6.25 n.(2)此时小球受力如图乙所示,竖直方向由平衡条件得:ftcos 37=mg水平方向由牛顿第二定律:ftsin 37=ma对整体,有f-(m+m)g=(m+m)a代入数据解得:f=62.5 n.答案:(1)6.25 n(2)62.5 n四、选做题(10分)11.如图所示,一足够长的光滑斜面倾角为=30,斜面ab与水平面bc连接,质量m=2 kg的物体置于水平面上的d点,d点距b点d=7 m.物体与水平面间的动摩擦因数=0.2,当物体受到一水平向左的恒力f=8 n作用t=2 s后撤去该力,不考虑物体经过b点时的碰撞损失,重力加速度g取10 m/s2.求撤去拉力f后,经过多长时间物体经过b点?解析:在f的作用下物体运动的加速度a1,由牛顿第二定律得f-mg=ma1解得a1=2 m/s2f作用2 s后的速度v1和位移s1分别为v1=a1t=4 m/ss1=4 m撤去f后,物体运动的加速度为a2mg=ma2解得a2=2 m/s2第一