2020年高中物理 第4章 牛顿运动定律 第6节 用牛顿运动定律解决问题（一）练习 新人教版必修1

第6节用牛顿运动定律解决问题(一)课时分层训练基础达标练1(多选)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现使其中向东的一个力f的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值(方向不变)，则()a物体始终向西运动b物体先向西运动后向东运动c物体的加速度先增大后减小d物体的速度先增大后减小解析：选ac除向东的力外，其他力的合力f一定向西，且大小恒定，则物体的加速度a，因为f先减后增，所以加速度先增后减，故选项c正确；由于向西的力始终比向东的力大，故加速度一直向西，与速度同向，所以物体也一直向西做加速运动，故选项a正确，b、d错误2假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，车匀速行驶，洒水时它的运动将是()a做变加速运动b做初速度不为零的匀加速直线运动c做匀减速运动d继续保持匀速直线运动解析：选a设牵引力为f，则akg，洒水时质量m减小，则a变大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故a正确3一个物体在水平恒力f的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是()a将水平恒力增加到2f，其他条件不变b将物体质量减小一半，其他条件不变c物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍d将时间增加到原来的两倍，其他条件不变解析：选d由牛顿第二定律得fmgma，所以ag，对比a、b、c三项，均不能满足要求，故选项a、b、c错；由vat可得选项d对4某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为()a1102 nb2102 nc2105 n d2104 n解析：选b根据v22ax，得a m/s21104 m/s2，从而得高压气体对子弹的作用力fma201031104 n2102 n.5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14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为()a7 m/s b14 m/sc10 m/s d20 m/s解析：选b设汽车刹车后滑动时的加速度大小为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v2ax，可得汽车刹车前的速度为v0 m/s14 m/s，因此b正确6用相同材料做成的a、b两木块的质量之比为32，初速度之比为23，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们()a滑行中的加速度之比为23b滑行的时间之比为11c滑行的距离之比为49d滑行的距离之比为32解析：选c根据牛顿第二定律可得mgma，所以滑行中的加速度为ag，所以加速度之比为11，a错误；根据公式t，可得，b错误；根据公式v22ax可得，c正确，d错误7用30 n的水平外力f拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力f作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是()av7.5 m/s，a1.5 m/s2bv4.5 m/s，a1.5 m/s2cv4.5 m/s，a0dv7.5 m/s，a0解析：选c前3 s物体由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：fma，解得a m/s21.5 m/s2,3 s末物体的速度为vat1.53 m/s4.5 m/s；3 s后，力f消失，由牛顿第二定律可知加速度立即变为0，物体做匀速直线运动，所以5 s末的速度仍是3 s末的速度，即4.5 m/s，加速度为a0，故c正确8一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动，那么，图中所示的四种情况中符合要求的是()解析：选c设底边长为2l，底面与房顶的夹角为，则房顶坡面长x，由于房顶光滑，所以加速度agsin ，由xat2得gsin t2，所以t .显然当45时，时间最短9一质量为2 kg的物体静止在水平地面上，在水平恒力f的推动下开始运动，4 s末物体的速度达到4 m/s，此时将f撤去，又经8 s物体停下来如果物体与地面间的动摩擦因数不变，求力f的大小解析：物体的整个运动过程分为两段，前4 s内物体做匀加速运动，后8 s内物体做匀减速运动前4 s内物体的加速度为a1 m/s21 m/s2.设摩擦力为ff，由牛顿第二定律得fffma1后8 s内物体的加速度为a2 m/s20.5 m/s2.物体所受的摩擦力大小不变，由牛顿第二定律得ffma2由两式可求得水平恒力f的大小为fm(a1a2)2(10.5)n3 n.答案：3 n能力提升练10.如图所示，质量为m3 kg的木块放在固定的倾角为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，解得f36 n，故选项d正确11某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()a自身所受重力的2倍b自身所受重力的5倍c自身所受重力的8倍d自身所受重力的10倍解析：选b由自由落体规律可知：v22gh，缓冲减速过程：v22ah，由牛顿第二定律列方程fmgma，解得fmg5mg，故b正确12.如图所示，一个物体由a点出发分别沿三条光滑轨道到达c1、c2、c3，则()a物体到达c1点时的速度最大b物体分别在三条轨道上的运动时间相同c物体到达c3的时间最短d在c3上运动的加速度最小解析：选c在沿斜面方向上，物体受重力沿斜面向下的分力，所以根据牛顿第二定律得，物体运动的加速度agsin ，斜面倾角越大，加速度越大，所以c3上运动的加速度最大，根据几何知识可得：物体发生位移为x，物体的初速度为零，所以xat2，解得t ，倾角越大，时间越短，物体到达c3的时间最短，根据v22ax得，v，知到达底端的速度大小相等，故c正确13.(多选)如图所示，质量为m的小球置于倾角为的斜面上，被一个竖直挡板挡住现用一个水平力f拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度为g，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()a斜面对小球的弹力为b斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为mac若增大加速度a，斜面对小球的弹力一定增大d若增大加速度a，竖直挡板对小球的弹力一定增大解析：选ad对小球受力分析如图所示，把斜面对小球的弹力fn2进行正交分解，竖直方向有fn2cos mg，水平方向有fn1fn2sin ma，所以斜面对小球的弹力为fn2，故a正确；fn1mamgtan .由于fn2与a无关，故当增大加速度a时，斜面对小球的弹力不变，挡板对小球的弹力fn1随a增大而增大，故c错误，d正确；斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为m ，故b错误14.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.取g10 m/s2，cos 370.8，sin 370.6.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：n1fsin 37mg，且f1n1由牛顿第二定律：fcos 37f1ma1由运动学公式：va1t1解得v5.2 m/s.(2)撤去拉力后，雪橇的加速度a2g根据0v22a2s，解得s6.76 m.答案：(1)5.2 m/s(2)6.76 m15.在游乐场，有一种大型游乐设施跳楼机，如图所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，提升到离地最大高度64 m处，然后由静止释放，开始下落过程可认为自由落体运动，然后受到一恒定阻力而做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处速度恰好减为零已知游客和座椅总质量为1 500 kg，下落过程中最大速度为20 m/s，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)游客下落过程的总时间；(2)恒定阻力的大小解析：(1)设下落的最大速度为vm20 m/s由v2gh1，vmgt1可知，游客下落过程中自由落体过程对应的时间t12 s