2019高中物理第四章力与运动课时训练21牛顿第二定律应用粤教版必修1

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基础夯实

1.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如

图所示的图象能正确反响雨滴下落运动情况的是()

答案C

解析

雨滴下落过程中受力以下列图

F合=mg-f,阻力随雨滴下落速度的增大而增大,所以F合逐渐减小,加速度逐渐减小,由v-

t图象得C项正确.

2.质量为1kg、初速度v0=10m/s的物体,碰到一个与初速度v0方向相反、大小为3N的外力F的作用,沿粗糙的水平面滑动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,经3s后撤去外力,则物体滑行的总位移为(g取10m/s2)()答案B解析刚开始物体受合外力F+μmg=ma,代入数据解得a=5m/s2,由于a与v0方向相反,所以由v0=at获取t=2s后物体速度为零??0接下来反向匀加速运动1s,加速度,位移s=t=10m;21??-??????121112111=1×1a=??,代入数据解得a=1m/s,位移s=2at=0.5m,方向与s相反.v=atm/s=1m/s,方向与v0方向相反;接下来做加速度22m/s2的匀减速运动,所以a=μg=??2s1=0.25m,方向与s相反,所以总位移为s=s-s-s=9.25m.=2??2总122

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将物体竖直上抛,假设运动过程中空气阻力大小不变,其速度—时间图象以下列图,则物体所

受的重力和空气阻力之比为()

∶10∶1∶1∶1答案B解析由题图解析上升加速度大小为2211,11m/s,下降加速度大小为9m/s,即mg+f=mmg-9,解得mg∶f=101,即B正确.f=m∶4.质量为的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在t时间内的位移为ms,则F的大小为()A.

C.

2????2??????2B.2??-12????2????2??+1D.??-1答案A

解析由牛顿第二定律与12,得出2??????2,选项A正确.F=mas=2atF=5.

以下列图,在圆滑的水平桌面上有一物体A,经过绳子与物体B相连,假设绳子的质量以及绳

子与定滑轮之间的摩擦力都忽略不计,绳子不可以伸长,若是mB=3mA,则物体A的加速度大小等

于()gB.3??C.g??4D.2答案B解析设绳子的拉力大小为F,对A,由牛顿第二定律得F=ma,绳子不可以伸长,A、B两者加速TTA度大小相等,对B,由牛顿第二定律得mg-F=ma,联立两方程解得3??a=,选项B正确.BTB46.

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一间新房要盖屋顶,为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶,则所盖屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时,可看作在圆滑的斜坡上下滑)()°°°°答案B解析由题意知,雨滴沿屋顶的运动过程中受重力和支持力作用,设其运动的加速度为a,屋顶的顶角为2α,则由牛顿第二定律得a=gcosα.又因房屋的前后间距已定,设为2b,则雨滴下滑经过的屋顶面长度??,由12得√4??,则当45°时,对应的时间t最s=sin??s=2att=??sin2??α=小,则屋顶的顶角应取90°,选项B正确.

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(多项选择)在某一星球表面做火箭实验.已知竖直升空的实验火箭质量为15kg,发动机推动力

为恒力.实验火箭升空后发动机因故障突然关闭,如图是实验火箭从升空到落回星球表面的

速度随时间变化的图象,不计阻力,则由图象可判断()

A.该实验火箭在星球表面达到的最大高度为320mB该实验火箭在星球表面达到的最大高度为480m.C该星球表面的重力加速度为25m/s2..D.发动机的推动力F为37.5N

答案BC

1解析火箭所能达到的最大高度hmax=2×24×40m=480m,应选项A错误,选项B正确;该星球

4040表面的重力加速度g=16m/s2=2.5m/s2,应选项C正确;火箭升空时,a=8m/s2=5m/s2,故推动力1125N,应选项D错误.F=mg+ma=.

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8.(多项选择)重力为10N的质点放在圆滑水平川面上,碰到大小为2N的水平外力F1的作用,再施加一个大小为6N的水平外力F2后,以下说法正确的选项是()A.该质点的加速度可能为5m/s2B.该质点所受合外力的最大值为18N,最小值为2NC.F1的反作用力也作用在该质点上,方向与F1的方向相反D.若再施加一个大小为6N的外力,有可能使该质点处于平衡状态答案AD

1222解析F、F的合力范围是4N≤F≤8N,所以加速度a的范围是4m/s≤a≤8m/s,A项正确;若再施加一个6N的力,有可能三力合力为零,达到平衡状态,D项正确;该质点应受四个力的作用,竖直方向受重力和支持力,这二力平衡,所以质点合力的最大值为8N,最小值为4N,B项错误;F1的反作用力作用在F1的施力物体上,C项错误.能力提升

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如图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零.对于该

运动过程,若用h、x、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示

时间,则以下列图象最能正确描述这一运动规律的是()

答案B解析滑块以初速度v0沿粗糙斜面下滑直至停止,可知滑块做匀减速直线运动.对滑块受力分析易得a=μgcosθ-gsinθ,方向沿斜面向上012θ,由图,C、D选项错误;x=vt-2at,h=xsin象规律可知A选项错误,B选项正确.

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10.(多项选择)如图(a),一物块在t=0时辰滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若

重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()

A.斜面的倾角

B.物块的质量

C.物块与斜面间的动摩擦因数

D.物块沿斜面向上滑行的最大高度

答案ACD

解析由图象可得物块上滑的加速度大小a1=??0,下滑的加速度大小a2=??1,依照牛顿第二定??1??1

律,物块上滑时有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,下滑时有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,则可求出

θ、μ;物块上滑的最大距离??0??1,则最大高度sinθ,选项A、C、D正确,B错误.x=2h=x11.以下列图,水平恒力F=20N,把质量m=0.6kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度H=6m.木块从静止开始向下做匀加速运动,经过2s到达地面.(g取10m/s2)求:

木块下滑的加速度a的大小;

木块与墙壁之间的动摩擦因数.

答案(1)3m/s2(2)0.21解析(1)由H=12at2得

2??2×622a=??2=22m/s=3m/s.

(2)木块受力解析以下列图,

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依照牛顿第二定律有

mg-f=ma,FN=F

又f=μFN,解得

=??(??-??)=×(10-3)=0.21.

??20

12.某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平翱翔时,由于突然碰到富强垂直气流的作

用,使飞机在10s内高度下降了1700m,造成众多乘客和机组人员受伤事故,若是只研究

飞机在竖直方向上的运动,且假设这一运动是匀变速直线运动,g取10m/s2,试计算:

未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能碰到伤害的是人体的什么部

位?

(2)乘客所系安全带必定供应相当于乘客体重多少倍的竖直拉力才能使乘客不走开座椅?

答案见解析

解析(1)若乘客未系安全带,由h=1at2求出a=34m/s2,大于重力加速度,所以人相对于飞机2

向上运动,碰到伤害的是人的头部.

(2)在竖直方向上,飞机做初速为零的匀加速直线运动,h=1at2①2

设安全带对乘客向下的拉力为F,对乘客由牛顿第二定律有F+mg=ma②

联立①②式解得??????=2.4.

13.研究表示,一般人的刹车反响时间(即图甲中“反响过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会

以致反响时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的

水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m.减速过程中汽车位移x与

速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.重力加速度的大小g取10

m/s2.求:

甲

乙

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;

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(2)饮酒使志愿者的反响时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.答案(1)8m/s225s.(2)0.3s(3)√415解析(1)设减速过程中汽车加速度的大小为,所用时间为t,由题可得初速度020m/s,av=末速度vt=0,位移x=25m,由运动学公式得

??02=2ax①t=??0②??联立①②式,代入数据得