高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.4牛顿运动定律的案例分析课后训练 沪科版必修1.doc

5.4牛顿运动定律的案例分析1.一个木块放在水平面上,在水平拉力f的作用下做匀速直线运动,当拉力为2f时木块的加速度大小是a,则水平拉力为4f时,木块的加速度大小是() a.ab.2ac.3ad.4a解析:物体做匀速运动时受的摩擦力f=f。当拉力为2f时,由牛顿第二定律知2f-f=ma;当拉力为4f时,有4f-f=ma,解得a=3a。答案:c2.a、b两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量mamb,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离sa与sb相比为()a.sa=sbb.sasbc.sasbd.不能确定解析:在滑行过程中,物体所受摩擦力提供加速度。设物体与地面的动摩擦因数为,则aa=g,ab=g,即aa=ab;又据运动学公式s=可知,两物体滑行的最大距离sa=sb。答案:a3.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与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如下图所示。取重力加速度g=10 n/kg。由此两图像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,=c.m=0.5 kg,=0.2d.m=1 kg,=0.2解析:由ft图像和vt图像可得,物体在2 s到4 s所受外力f=3 n时,物体做匀加速直线运动,则a= m/s2=2 m/s2,f-f=ma物体在4 s到6 s所受外力f=2 n时,物体做匀速直线运动,则f=f,f=mg由解得m=0.5 kg,=0.4,故a选项正确。答案:a4.如图所示,测力计外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m的重物,现用一方向竖直向上的外力f拉着测力计,使其向上做匀加速运动,则测力计的示数为()a.mgb.mgc.fd.f解析:设测力计的示数为t,以测力计和钩码为研究对象,根据牛顿第二定律有f-(m+m0)g=(m+m0)a,解得a=-g。以钩码为研究对象,根据牛顿第二定律有t-mg=ma,由以上几式可得t=f。答案:d5.一物体沿倾角为的斜面下滑时,恰好做匀速直线运动,若物体以初速度v0冲上斜面,则上滑的距离为()a.b.c.d.解析:物体匀速下滑时,有mgsin =mgcos 。物体上滑时,根据牛顿第二定律,mgsin +mgcos =ma,得a=2gsin 。上滑距离s=。答案:b6.用平行于斜面的力推动一个质量为m的物体沿着倾斜角为的光滑斜面由静止向上运动,当物体运动到斜面的中点时撤去推力,物体恰能滑到斜面顶点,由此可以判定推力f的大小必定是()a.2mgcos b.2mgsin c.2mg(1-sin )d.2mg(1+sin )解析:有推力f时f-mgsin =ma,撤去f后-mgsin =ma,由=2as得=2as,-=2as,所以有a=|a|,即:=gsin ,故f=2mgsin ,b项正确。答案:b7.如图所示,质量m0=60 kg的人通过定滑轮将质量为m=10 kg的货物提升到高处。滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a=2 m/s2,则人对地面的压力为(g取10 n/kg)()a.120 nb.480 nc.600 nd.720 n解析:对货物,根据牛顿第二定律有:f-mg=ma对人根据平衡条件有f+n=m0g联立得n=480 n,b项正确。答案:b8.将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动过程中球受到的空气阻力大小恒为2.1 n,则球能上升的最大高度是多少?(g取9.8 n/kg)解析:对小球进行受力分析如下图所示。根据牛顿第二定律得mg+f=ma,a= m/s2=14 m/s2上升至最大高度时末速度为0,由运动学公式得02-=-2as则s= m=7 m。答案:7 m9.在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处a点由静止开始下滑,滑到斜坡底部b点后沿水平滑道再滑行一段距离到c点停下来,斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数均为=0.5,不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s2,斜坡倾角=37。(sin 37=0.6,cos 37=0.8) (1)若人和滑板的总质量为m=60 kg,求人在斜坡上下滑时的加速度大小。(2)若由于受到场地的限制,a点到c点的水平距离为x=50 m,为确保人身安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,高度h应为多少?解析:(1)根据牛顿第二定律,有mgsin -f=ma而f=nn=mgcos 由以上几式可得a=2 m/s2。(2)设高