人教版高中物理必修1第四章 牛顿运动定律6 用牛顿运动定律解决问题（一） 习题(2).docx

一、选择题(13题为单选题，4题为多选题)1如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去，设小球从静止开始运动，由此可判定()A小球向前运动，再返回停止B小球向前运动再返回不会停止C小球始终向前运动D小球向前运动一段时间后停止答案：C解析：作出相应的小球的vt图象如图所示，物体的运动方向由速度的方向决定，由图象可以看出，小球始终向前运动，故选C。2质量为1kg的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在第t秒内的位移为x，则F的大小为()A2xt2B2x2t1C.2x2t1 D.2xt1答案：B解析：由题意，x12at212a(t1)2，所以 a2x2t1，由Fma2x2t1m，因为m1kg，则F2x2t1。3在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为()A7m/s B14m/sC10m/s D20m/s答案：B解析：设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得：ag。由匀变速直线运动速度位移关系式v202ax，可得汽车刹车前的速度为：v02ax2gx20.71014m/s14m/s，因此B正确。4在第11届全运会蹦床比赛中，三水籍运动员钟杏平以39分的高分摘得女子蹦床金牌。假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间的变化规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，当地重力加速度g取10m/s2，依据图象给出的信息可知，运动员的质量和运动员离开弹簧床上升的最大高度分别为()A60kg B50kgC1.6m D3.2m答案：BD解析：题图中曲线描绘的是运动员与弹簧床面间弹力的变化规律，由题图在03.6s内弹力不变可知运动员处于静止状态，所以重力为500N即质量为50kg；运动员弹跳过程中离开床面时，与弹簧床面间没有弹力作用，而且离开床面后运动员做竖直上抛运动，由题中图线可知上抛到最高点的时间为(119.4)s/20.8s，所以上升的最大高度h12gt23.2m。综上所述，选项B、D正确。二、非选择题5完整的撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。在第二十九届北京奥运会比赛中，俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录。设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h24.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t0.90s。已知伊辛巴耶娃的质量m65kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气的阻力。求：(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；(2)假设伊辛巴耶娃从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小。答案：(1)32.4m(2)1300N解析：(1)设助跑距离为x，由运动学公式v22ax，解得xv22a32.4m。(2)运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v，由运动学公式有v22gh2设软垫对运动员的作用力为F，由牛顿第二定律得Fmgma由运动学公式avt，解得F1300N。6如图所示，固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g10m/s2。求：(1)小环的质量m；(2)细杆与地面间的倾角。答案：(1)1kg(2)30解析：由vt图象可解得：avt12m/s2，前2s内，由牛顿第二定律得：F1mgsinma2s后满足：F2mgsin代入数据解得：m1kg，30。能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)1雨滴在空气中下落，当速率在不太大的范围时，雨滴所受到的阻力与其速度成正比。该速度v随时间t的变化关系最接近图中的()答案：B解析：设雨滴下落过程中所受的阻力为Ff，依题意得Ffkv，由牛顿第二定律得mgFfma；将以上两式联立解得amgkvmgkvm，显然，随着雨滴下落速度v的增大，其加速度a将逐渐减小；速度时间图象的斜率表示运动物体的加速度，所以四个图象中，只有B能正确地反映雨滴下落时速度随时间的变化规律。2如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则()At1t2t2t3Ct3t1t2 Dt1t2t3答案：D解析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的，设轨迹与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律知mgcosma设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移x2Rcos由运动学公式得x12at2由联立解得t2Rg小圆环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t1t2t3。3(济南市20132014学年高一上学期三校联考)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙模型，紧绷的传送带始终保持v1m/s的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数0.1，A、B间的距离为2m，g取10m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以v1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则()A乘客与行李同时到达B处B乘客提前0.5s到达B处C行李提前0.5s到达B处D若传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达B处答案：BD解析：行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。加速度为ag1m/s2，历时t1va1s达到共同速度，位移x1v2t10.5m，此后行李匀速运动t22mx1v1.5s，到达B共用2.5s。乘客到达B，历时t2mv2s，故B正确。若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin221s2s，D项正确。二、非选择题4 2月24日，十集纪录片天地神舟在央视纪录频道首播。天地神舟首次全程记录了“神舟十号”的发射、飞行、返回的全过程。飞船返回地球时，为了保证宇航员的安全。靠近地面时会放出降落伞进行减速(如下图所示)。若返回舱离地面4km时，速度方向竖直向下，大小为200m/s，要使返回舱最安全、最理想着陆，则放出降落伞后返回舱应获得多大的加速度？降落伞产生的阻力应为返回舱重力的几倍？(设放出降落伞后返回舱做匀减速运动)。答案：5m/s2；1.5倍解析：飞船返回时，放出降落伞，以飞船为研究对象，受到竖直向下的重力mg和空气阻力f的作用。最理想最安全着陆是末速度vt0，才不致于着地时与地面碰撞而使仪器受到损坏。由运动学公式v2tv202as变形得av202s200224103m/s25m/s2再由牛顿第二定律F合fmgmafm(ga)mg(10.5)1.5mg则阻力应为返回舱重力的1.5倍。5(潍坊五校1213学年高一上学期检测)质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示。g取10m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010s内物体运动位移的大小。答案：(1)0.2(2)6N(3)46m解析：本题主要考查了利用图象分析物体的受力情况和运动情况。(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v20，末速度为vt2、加速度为a2，则a2vt2v20t22m/s2设物体所受的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，有Ffma2Ffmg联立得a2g0.2(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v10、末速度为vt1、加速度为a1，则a1vt1v10t11m/s2根据牛顿第二定律，有FFfma1联立得Fmgma16N(3)解法一：由匀变速直线运动位移公式，得xx1x2v10t112a1t21v20t212a2t2246m解法二：根据vt图象围成的面积，得x(v10vt12t112v20t2)46m。6如图所示，一个滑雪运动员，滑板和人总质量为m75kg，以初速度v08m/s沿倾角为37的斜坡向上自由滑行，已知滑板与斜坡间动摩擦因数0.25，假设斜坡足够长。不计空气阻力。试求：(1)运动员沿斜坡上滑的最大距离。(2)若运动员滑至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小。答案：(1)4m(2)5.7m/s解析：(1)上滑过程中，对人进行受力分析，滑雪者受重力mg、弹力FN、摩擦力f，并设滑雪者加速度为a1根据牛顿第二定律有：mgsinfma1，a1方向沿斜面向下由平衡关系有：FNmgcos根据公式有：fFN由上列各式解得：a1g(sincos)8m/s2滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，减速到为零时的位移xv202a14m即滑