2020版新教材高中物理第5章习题课牛顿第二运动定律的综合应用练习（含解析）鲁科版.docx

牛顿第二运动定律的综合应用随堂检测1A、B两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，且mA3mB，则它们所能滑行的距离sA、sB的关系为()AsAsB BsA3sBCsAsB DsA9sB解析：选A.物体沿水平面滑动时做匀减速直线运动，加速度ag，与质量无关，由0v2as和题设条件知sAsB.2(2019陕西咸阳高一期中)图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图，AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有ADDE15 m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10 m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为()A. s B2 sC. s D2 s解析：选C.如图所示，设斜面坡角为，取AE中点为F，则：AE2AF30sin ，物体做匀加速直线运动，对物体受力分析，受重力和支持力，将重力沿着平行斜面和垂直斜面正交分解，根据牛顿第二定律，有：mgsin ma，解得：agsin ；根据速度位移公式，有：AEat2；解得：t s.3用30 N的水平外力F拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度分别是()A4.5 m/s，1.5 m/s2 B7.5 m/s，1.5 m/s2C4.5 m/s，0 D7.5 m/s，0解析：选C.有力F作用时，物体做匀加速直线运动，加速度a1.5 m/s2.力F作用3 s撤去之后，物体做匀速直线运动，速度大小为vat4.5 m/s，而加速度为0.选项C正确4(2019济宁高一检测)民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB3.0 m，斜面气囊长度AC5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2 s，g取10 m/s2，求：(1)乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大？(2)乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过多大？(忽略空气阻力)解析：(1)根据运动学公式sat2得：a m/s22.5 m/s2故乘客在气囊上滑下的加速度至少为2.5 m/s2.(2)乘客在斜面上受力情况如图所示FfFNFNmgcos 根据牛顿第二定律：mgsin Ffma由几何关系可知sin 0.6，cos 0.8由式得：0.437 5故乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过0.437 5.答案：(1)2.5 m/s2(2)0.437 5课时作业学生用书P149(单独成册)一、单项选择题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所引起的伤害，人们设计了安全带假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 N B400 NC350 N D300 N解析：选C.汽车的速度v090 km/h25 m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a5 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律可得：Fma705 N350 N，所以C正确2假设汽车紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑行的距离约为()A40 mB20 mC10 m D5 m解析：选B.由题意F阻mg，汽车所受合力FF阻mg，对汽车由牛顿第二定律解得汽车刹车时的加速度大小ag10 m/s2.设滑行距离为x，由v22ax得x20 m，故B正确3下列说法正确的是()A物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B物体所受合力越大，速度越大C速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同解析：选D.根据牛顿第二定律可知，合外力为零，物体的加速度一定为零，合外力越大，加速度越大，但物体的速度不一定越大，A、B均错误；物体的加速度方向与合外力方向一定相同，但与速度方向不一定相同，故C错误，D正确4水平面上一个质量为m的物体，在一水平恒力F的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间2t物体停了下来则物体受到的阻力应为()AF BC. D解析：选C.设阻力为f，由牛顿第二定律得：Ffma1，fma2，va1t，va22t，以上四式联立可得：f，所以C正确5.如图所示，一物体P从曲面上的A点自由滑下，在水平静止的粗糙传送带上滑动后恰好停在传送带的右端B.若传送带沿逆时针方向转动起来，再把P放到A点，让其自由滑下，则()AP仍能到达B端且速度为零BP到达不了B端CP会滑过B端后向右抛出D以上三种情况均有可能解析：选A.无论传送带是静止还是沿逆时针方向运行，P受到的支持力大小均等于P的重力mg，动摩擦因数不变，P受到的摩擦力方向均水平向左，大小均为fmg，即P在传送带上的受力情况是相同的，运动情况也是相同的，选项A正确，B、C、D错误6为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么如图所示的四种情况中符合要求的是()解析：选C.设屋檐的底角为，底边长为2L(不变)雨滴做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得加速度agsin ，位移大小xat2，而x，2sin cos sin 2，联立以上各式得t.当45时，sin 21为最大值，时间t最短，故选项C正确7(2019太原高一测试)质量为m3 kg的木块放在倾角为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t2 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)()A42 N B6 NC21 N D36 N解析：选D.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xat2得a2 m/s2，由牛顿第二定律得：Fmgsin mgcos ma，得F36 N，故选D.二、多项选择题8质量为1 kg的质点，受水平恒力F的作用，在光滑平面上由静止开始做匀加速直线运动，它在t秒内的位移为x m，则F的大小不可能为()A. BC. D解析：选BCD.由运动情况可求得质点的加速度a，则水平恒力Fma N，故A项对9如图甲所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示，若重力加速度g取10 m/s2.根据图乙中所提供的信息可以计算出()A物体的质量B斜面的倾角C加速度由2 m/s2增加到6 m/s2的过程中，物体通过的位移D加速度为6 m/s2时物体的速度解析：选AB.由题图乙可知，当水平外力F0时，物体的加速度a6 m/s2，此时物体的加速度agsin ，可求出斜面的倾角37，选项B正确；当水平外力F15 N 时，物体的加速度a0，此时Fcos mgsin ，可得m2 kg，选项A正确；由于不知道加速度与时间的关系，所以无法求出物体在各个时刻的速度，也无法求出物体加速度由2 m/s2增加到6 m/s2过程中的位移，选项C、D错误10(2019黑龙江绥化高一期中)一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行，现将一块木炭无初速度地放在传送带的最左端，木炭在传送带上将会留下一段黑色的痕迹，下列说法正确的是()A黑色的痕迹将出现在木炭的左侧B木炭的质量越大，痕迹的长度越短C传送带运动的速度越大，痕迹的长度越长D木炭与传送带间动摩擦因数越大，痕迹的长度越短解析：选CD.刚放上木炭时，木炭的速度慢，传送带的速度快，木炭向后滑动，所以黑色的径迹将出现在木炭的右侧，所以A错误；木炭在传送带上运动靠的是与传送带之间的摩擦力，摩擦力作为它的合力产生加速度，所以由牛顿第二定律知，mgma，所以ag，当达到共同速度时，不再有相对滑动，由v22as得，木炭位移s木，设相对滑动的时间为t，由vat，得t，此时传送带的位移为s传vt，所以滑动的位移是ss传s木，由此可以知道，黑色的径迹与木炭的质量无关，所以B错误；由B知，传送带运动的速度越大，径迹的长度越长，所以C正确；木炭与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短，所以D正确三、非选择题11如图甲所示，质量m1 kg的物体沿倾角37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体的加速度a与风速v的关系如图乙所示sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2.求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)比例系数k.解析：(1)当v0时，有mgsin mgcos ma0由题图乙读出a04 m/s2，代入上式解得0.25.(2)当v5 m/s时，加速度为零，有mgsin Nkvcos 0又Nmgcos kvsin 联立以上两式，解得k0.84 kg/s.答案：(1)0.25(2)0.84 kg/s12公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的.若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度解析：设路面干燥时