人教版必修1 4.6用牛顿运动定律解决问题(一) 作业.doc

课时提升作业 用牛顿运动定律解决问题(一)(40分钟100分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,在力刚开始作用的瞬间()a.物体立即获得速度b.物体同时获得速度和加速度c.物体立即获得加速度d.由于物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零【解析】选c。根据牛顿第二定律的瞬时性,物体立刻得到加速度,但由于物体有惯性,所以物体速度来不及变化,因此速度在此瞬间为零,但有加速度,c正确。2.静止在光滑水平地面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力f推动下开始运动,4 s末它的速度达到4 m/s,则f的大小为()a.2 nb.1 nc.4 nd.8 n【解析】选a。在水平恒力f推动下物体做匀加速直线运动的加速度为a=m/s2=1 m/s2。由牛顿第二定律得f=ma=21 n=2 n。3.用30 n的水平外力f拉一个静止在光滑水平面上质量为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为()a.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2b.v=1.5 m/s,a=7.5 m/s2c.v=4.5 m/s,a=0d.v=7.5 m/s,a=0【解析】选c。由题意知在前3 s内,物体的加速度a1=1.5 m/s2,3 s末的速度v=a1t=4.5 m/s,力f撤去后物体做匀速直线运动,所以第5 s末物体的速度为4.5 m/s,加速度为0。故c正确。4.质量为1吨的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶。阻力大小不变,从某时刻开始,汽车牵引力减小2 000 n,那么从该时刻起经过6 s,汽车行驶的路程是() a.50 mb.42 mc.25 md.24 m【解析】选c。牵引力减小2 000 n后,物体所受合力为2 000 n,由f=ma,2 000=1 000a,a=2 m/s2,汽车需t=s=5 s停下来,故6 s内汽车前进的路程x=m=25 m,c正确。5.假设汽车紧急制动后,受到的阻力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()a.40 mb.20 mc.10 md.5 m【解析】选b。由题意可知关闭发动机后,汽车的加速度a=g,所以滑行的距离x=20 m,b正确。6.一物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又逐渐从零恢复到原来大小(在上述过程中,此力的方向一直保持不变),那么如图所示的v-t图象中,符合此过程中物体运动情况的图像可能是() 【解析】选d。其中的一个力逐渐减小到零的过程中,物体受到的合力逐渐增大,则其加速度逐渐增大,速度时间图象中图象的斜率表示加速度,所以在力逐渐减小到零的过程中图象的斜率逐渐增大,当这个力又从零恢复到原来大小时,合力逐渐减小,加速度逐渐减小,图象的斜率逐渐减小,d正确。【补偿训练】质量为0.8 kg的物体在一水平面上运动,如图a、b分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v-t图象,则拉力和摩擦力之比为()a.98b.32c.21d.43【解析】选b。由v-t图象可知,图线a为仅受摩擦力的运动,加速度大小a1=1.5 m/s2;图线b为受水平拉力和摩擦力的运动,加速度大小为a2=0.75 m/s2;由牛顿第二定律列方程得ma1=ff,ma2=f-ff,解得=32,b正确。二、计算题(本题共3小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)木块质量m=8 kg,在f=4 n的水平拉力作用下,沿粗糙水平面从静止开始做匀加速直线运动,经 t=5 s的位移x=5 m。g取10 m/s2,求:(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。(2)若在5 s后撤去f,木块还能滑行多远?【解析】(1)由x=at2得a1=0.4 m/s2。由牛顿第二定律f-ff=ma1得ff=f-ma1=(4-80.4)n=0.8 n,由ff=mg得=0.01。(2)撤去f后,木块受摩擦力ff=mg=0.8 n,加速度a2=-g=-0.1 m/s2。5 s末的速度v=a1t=0.45 m/s=2 m/s。x=m=20 m。答案:(1)0.01(2)20 m8.(10分)如图所示,质量为40 kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37角、大小为200 n的拉力f作用下,沿水平面由静止开始运动,经过2 s撤去拉力f,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20。g取10 m/s2,cos 37=0.8,sin 37=0.6。求: (1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小。(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离s。【解析】(1)对雪橇:竖直方向:n1+fsin 37=mg,且f1=n1由牛顿第二定律:fcos 37-f1=ma1由运动学公式:v=a1t1解得:v=5.2 m/s。(2)撤去拉力后,雪橇的加速度a2=g根据-v2=-2a2s,解得:s=6.76 m。答案:(1)5.2 m/s(2)6.76 m9.(10分)如图所示,质量为m=2 kg的物体放在粗糙的水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为=0.2,物体在方向与水平面成=37斜向下、大小为10 n的推力f作用下,从静止开始运动,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2。若5 s末撤去f,求:(1)5 s末物体的速度大小。(2)前9 s内物体通过的位移大小。【解析】(1)物体受力如图所示,据牛顿第二定律有竖直方向上fn-mg-fsin =0水平方向上fcos -ff=ma又ff=fn解得a=1.4 m/s2则5 s末的速度大小v1=at1=1.45 m/s=7.0 m/s。(2)前5 s内物体的位移x1=a=17.5 m撤去力f后,据牛顿第二定律有-ff=mafn-mg=0又ff=fn解得a=-g=-2 m/s2由于t止=-=3.5 sa2,t1a2,t1t2c.a1a2,t1t2d.a1t2【解析】选a。物体上升时所受合力f=mg+ff=ma1,下降时所受合力f=mg-ff=ma2,故a1a2。又因为h=a1=a2,则t12 m)所需时间为多少?(sin 37=0