赢在高考高考物理一轮复习 1.3.2（B）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.如图是“神舟十号”宇宙飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,着陆时为确保安全,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则()a.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 b.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力c.返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功d.返回舱在喷气过程中处于失重状态解析:对降落伞,匀速下降时受到的重力mg、绳的拉力ft和空气阻力f平衡,即ft=f-mg.在喷气瞬间,喷气产生的反冲力向上,使降落伞减速运动,设加速度大小为a,对降落伞应用牛顿第二定律:f-ft-mg=ma,ft=f-mg-mam2,则x1x2d.若m1m2,则x1x2解析:当用恒力f竖直向上拉着a时,先用整体法有:f-(m1+m2)g=(m1+m2)a,再隔离b有:kx1-m2g=m2a,联立得:x1=.当沿水平方向拉着a时,先用整体法有:f=(m1+m2)a,再隔离b有:kx2=m2a,联立得:x2=,故x1=x2,所以只有a项正确.答案:a4.(2013四川广元模拟)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力f的作用,f的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.取重力加速度g为10 m/s2.由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为()a.m=0.5 kg,=0.4b.m=1.5 kg,=0.4c.m=0.5 kg,=0.2d.m=1.5 kg,=0.2解析:在46 s,在f3=2 n的水平推力和摩擦力作用下,物块做匀速运动,可得f3=mg,在24 s,在f2=3 n的水平推力和摩擦力作用下,物块做加速运动,其加速度a=2 m/s2.由牛顿第二定律f2-mg=ma,联立解得m=0.5 kg,=0.4,选项a正确.答案:a5.如图所示,木块m和m叠放在光滑的斜面上,放手后它们以共同的加速度沿斜面加速下滑.斜面的倾角为,m和m始终保持相对静止,它们的质量也分别以m和m表示.那么m给m的静摩擦力ff及m对m的压力fn的大小分别为()a.ff=mgsin cos ,水平向右;fn=mgcos2b.ff=mgsin cos ,水平向左;fn=mgcos2c.ff=0,fn=mgsin 2d.ff=0,fn=mgsin 2解析:对m、m整体有a=gsin ,分析m受力,水平方向:ff=max=mgsin cos ,竖直方向:mg-fn=may=mgsin sin ,所以fn=mgcos2,m对m的静摩擦力方向水平向右,m对m的静摩擦力方向水平向左,选项b正确.答案:b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.如图所示,质量均为m的a、b两物块置于光滑水平地面上,a、b接触面光滑,倾角为.现分别以水平恒力f作用于a物块上,保持a、b相对静止共同运动,则下列说法正确的是()a.采用甲方式比采用乙方式的最大加速度大b.两种情况下获取的最大加速度相同c.两种情况下所加的最大推力相同d.采用乙方式可用的最大推力大于甲方式的最大推力解析:如题图甲情况时,f最大时,a刚要离开地面,a受力如图(a),fn1cos =mg,对b:fn1sin =ma1;如题图乙情况时,f最大时,b刚要离开地面,b受力如图(b),fn2cos =mg,fn2sin =ma2,可见fn2=fn1,a2=a1,对整体易知f2=f1,选项b、c正确.答案:bc7.一个质量为0.3 kg的物体沿水平面做直线运动的vt图象如图所示,图线a表示物体受水平拉力时的vt图象,图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的vt图象,下列说法中正确的是()a.水平拉力的大小为0.1 n,方向与摩擦力方向相同b.水平拉力对物体做功的数值为1.2 jc.撤去拉力后物体还能滑行7.5 md.物体与水平面间的动摩擦因数为0.1解析:图线a表示的vt图象加速度较大,说明物体所受的拉力与摩擦力方向相同,则f+ff=maa=0.2 n,图线b表示物体只在摩擦力作用下做匀减速运动,有ff=mab=0.1 n,得f=0.1 n,a项正确;有水平拉力时,物体位移为s=3 m=12 m,故拉力做功的数值为w=fs=1.2 j,b项正确;撤去拉力后物体能滑行13.5 m,c项错误;动摩擦因数=,d项错误.答案:ab8.如图所示,质量分别为ma、mb的a、b两物块用轻线连接放在倾角为的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力f拉a,使它们沿斜面匀加速上升,a、b与斜面的动摩擦因数均为,为了增大轻线上的张力,可行的办法是()a.减小a物块的质量b.增大b物块的质量c.增大倾角d.增大动摩擦因数解析:对整体a、b由牛顿第二定律得f-(ma+mb)gcos -(ma+mb)gsin =(ma+mb)a对b有:ft-mbgcos -mbgsin =mba,解得ft=.可见,若ma减小,mb增大,则张力ft增大,选项a、b正确.答案:ab三、论述计算题(本题共2小题,共36分)9.(18分)(2013江西南昌二模)有一个冰上木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推木箱一段时间后,放手让木箱向前滑动,若木箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若木箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败.其简化模型如图所示,ac是长度为l1=7 m的水平冰面,选手们可将木箱放在a点,从a点开始用一恒定不变的水平推力推木箱,bc为有效区域.已知bc长度l2=1 m,木箱的质量m=50 kg,木箱与冰面间的动摩擦因数=0.1.某选手作用在木箱上的水平推力f=200 n,木箱沿ac做直线运动,若木箱可视为质点,g取10 m/s2.那么该选手要想游戏获得成功,试求:(1)推力作用在木箱上时的加速度大小.(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件?解析:(1)设推力作用在木箱上时的加速度为a1,根据牛顿第二定律得f-mg=ma1解得a1=3 m/s2(2)撤去推力后,木箱的加速度大小为a2,根据牛顿第二定律得mg=ma2推力作用在木箱上时间t内的位移为x1=a1t2撤去力f后木箱继续滑行的距离为x2=木箱停在有效区域内,要满足条件l1-l2x1+x2l1解得1 st s答案:(1)3 m/s2(2)1 st s10.(18分)如图所示,某型航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6102 m的水平跑道和长度为l2=20 m的倾斜跑道两部分组成.水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0 m.一架质量为m=2.0104 kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为f=1.2105 n,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍.假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,g取10 m/s2.(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小.(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s,外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力,求助推力f推的大小.解析:(1)飞机在水平跑道上运动时,水平方向受到推力与阻力作用,设加速度大小为a1、末速度大小为v1、运动时间为t1,有f-ff=ma1=2a1l1=a1t1注意到v0=0,ff=0.1mg,代入已知数据可得a1=5.0 m/s2,v1=40 m/s,t1=8.0 s飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用,设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2,沿斜面方向有f-ff-gx=ma2gx=mgsin =mg=4.0104 n=2a2l2注意到v1=40 m/s,代入已知数据可得a2=3.0 m/s2,v2= m/s=41.3 m/s(2)飞机在水平跑道上运动时,水平方向受到推力、助推力与阻力作用,设加速度大小为a1、末速度大小为v1,有f推+f-ff=ma1v12-=2a1l1飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用没有变化,加速度大小仍有a2=3.0 m/s2v22-=2a2l2根据题意,v2=100 m/s,代入数据解得f推=5.2105 n答案:(1)8.0 s41.3 m/s(2)5.2105 n四、选做题(10分)11.如图甲所示,在光滑水平面上有一辆小车a,其质量为ma=2.0 kg,小车上放一个物体b,其质量为mb=1.0 kg.给b一个水平推力f,当f增大到稍大于3.0 n时,a、b开始相对滑动.如果撤去f,对a施加一水平推力f,如