20192020学年高中物理第四章6用牛顿运动定律解决问题(一)练习(含解析)新人教必修1

20192020学年高中物理第四章6用牛顿运动定律解决问题(一)练习(含分析)新人教版必修120192020学年高中物理第四章6用牛顿运动定律解决问题(一)练习(含分析)新人教版必修112/12螃PAGE12羁蕿膇袂肆螅袂衿膈20192020学年高中物理第四章6用牛顿运动定律解决问题(一)练习(含分析)新人教版必修1

用牛顿运动定律解决问题(一)

基础牢固

1.质量为m的物体,放在粗糙的水平川面上,碰到一个水平方向的恒力F的作用而运动,在运动中,

物体加速度a的大小()

A.和物体的运动速度有关

F成正比

????????=??1F-μg可见,物体的加速度a与物体的速度分析由牛顿第二定律可得,物体的加速度a=-??和运动时间没关,与物体与地面间的动摩擦因数有关,但不与F成正比,故只有选项C正确。答案C2.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依照,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印迹。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()分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μmg=ma,解得a=μg。由匀变速直线运动速度与位移关系式??2=2ax,可得汽车刹车前的速度为v0=√2????=√2??????=14m/s,因此选0项B正确。答案B

3.(2018山东学考)以下列图,某物体在拉力F的作用下竖直向上运动,以下几种运动,拉力最大的是

()

1

A.以5m/s的速度匀速上升

B.以3m/s的速度匀速上升

C.以5m/s2的加速度加速上升

D.以3m/s2的加速度加速上升

分析物体受拉力和重力,有F-mg=ma,可见,a越大,F越大,选项C正确。

答案C

.

(多项选择)以下列图,质量为20kg的物体,沿水平面向右运动,它与水平面间的动摩擦因数为0.1,同时还碰到大小为10N的水平向右的力的作用,则该物体(g取10m/s2)()A.碰到的摩擦力大小为20N,方向向左B.碰到的摩擦力大小为20N,方向向右C.运动的加速度大小为1.5m/s2,方向向左D.运动的加速度大小为0.5m/s2,方向向左

分析物体相对地面运动,故物体碰到滑动摩擦力,则摩擦力的大小为Ff=μFN=μmg=20N;滑动摩擦力

的方向与相对运动方向相反,故摩擦力方向向左;依照牛顿第二定律得,f得??-??f=10-20F-F=maa=??20=-20.5m/s,方向向左。答案AD5.质量为m1和m2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受空气阻力分别是Ff1和Ff2,若是物体m1先落到地面,那是因为()A.m>mB.F<F12f1f2??f1<??f2D.以上说法均不对C.????12分析物体下落过程受重力、空气阻力而做匀加速直线运动,有mg-Ff=ma,????2h=22

得??f2??,若是1先落到地面,t1较小,那么??f较小,即??f1??f2,选项C正确。??=g-??2m????<??21

答案C6.某气枪子弹的出口速度达100m/s,若气枪的枪膛长0.5m,子弹的质量为20g,若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为()×102N×102N×105N×104N2得??21002242从而得高压气体对子弹的平均作用力分析依照v=2ax,a=??=2×m/s=1×10m/s,2F=ma=×-3××421010N=2×10N。201答案B7.一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动,4s内经过8m的距离,此后关闭发动机,汽车又运动了2s停止,已知汽车的质量3,求:m=2×10kg,汽车运动过程中所受的阻力大小不变

关闭发动机时汽车的速度大小。

汽车运动过程中所碰到的阻力大小。

汽车牵引力的大小。

点拨汽车的运

动分析依照运动学公

式求加速度确定汽车

所受各力

分析(1)汽车开始做匀加速直线运动,则

0??0+01,解得02??04m/s。x=2tv=??=1

汽车滑行减速过程中加速度

a2=0-??0=-2m/s2??2

由牛顿第二定律得-Ff=ma2

3

解得Ff=4×103N。

开始加速过程中加速度为a2,则x0=12a2??12

由牛顿第二定律得F-Ff=ma2

3解得F=Ff+ma2=6×10N。

答案(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N

.

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,其运动的-Fvt图象以下列图。g取10m/s2,求:

物体与水平面间的动摩擦因数μ。

水平推力F的大小。

(3)0~10s内物体运动位移的大小。

分析(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v2t、加速度为a2,则

a2=??2??-??20=-2m/s2①2

设物体所受的摩擦力为Ff,依照牛顿第二定律,有

Ff=ma2②F=-μmg③f联立①②得-??2μ=??=0.2。④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t、初速度为v、末速度为v、加速度为a,则1101t1

4

??-??2a1=1??10=1m/s⑤1

依照牛顿第二定律,有F+Ff=ma1⑥

联立③⑥得F=μmg+ma1=6N。

方法一由匀变速直线运动位移公式,得

x=x1+x2=v10t1+12a1??12+v20t2+12a2??22=46m。

方法二依照v-t图象围成的面积,得

??+??1??1x=10×t1+v20×t2=46m。22

答案(1)0.2(2)6N(3)46m

能力提升

1.一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时辰开始,物块碰到一方向不变的水平拉力作用。假设物

块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小。

能正确描述F与a之间关系的图象是()

分析静摩擦力随外力而改变,当外力大于最大静摩擦力时,物体才产生加速度,可利用牛顿第二定律

列方程求解。物块碰到拉力和摩擦力作用,依照牛顿第二定律F-μmg=ma,当F≤Ffmax时,a=0;当

F>Ffmax时,a与F成一次函数关系,选项C正确。

答案C

2.(2019河南郑州高一期末)以下列图,一个质量为50kg的沙发静止在水平川面上,甲、乙两人同

时从反面和侧面分别用F1=120N、F2=160N的力推沙发,F1与F2相互垂直,且平行于地面。沙发与

地面间的动摩擦因数μ=0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。以下说

法正确的选项是()

5

沙发不会被推动

B.沙发将沿着F1的方向搬动,加速度为0.6m/s

C.沙发将沿着F2的方向搬动,加速度为0.2m/s

2

2

D.沙发的加速度大小为1m/s2分析两力的合力大小为F=√??2+??22=200N,方向在水平面内与F1夹角的正弦值为sinθ=??2=0.8,1??即θ=53°;而最大静摩擦力Ffmax=μFN=μmg=0.3×500N=150N,有F>Ffmax,则沙发要做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有F-Ffmax=ma,可得a=1m/s2,方向沿水平面与F1成53°,应选D。

答案D

3.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.连续保持匀速直线运动

??合??-????????分析a=??=??=??-kg,洒水时质量m减小,则a变大,因此洒水车做加速度变大的加速运动,

故A正确。

答案A

4.

6

(多项选择)蹦极运动的表示图以下列图,弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。运动员从O

点自由下落,至B点弹性绳自然挺直,经过合力为零的C点到达最低点D,尔后弹起。整个过程中忽

略空气阻力。分析这一过程,以下表述正确的选项是()

A.经过B点时,运动员的速率最大

B.经过C点时,运动员的速率最大

C.从C点到D点,运动员的加速度增大

D.从C点到D点,运动员的加速度不变

分析在BC段,运动员所受重力大于弹力,向下做加速度逐渐减小的变加速运动,当a=0时,速度最大,

即在C点时速度最大,选项B正确。在CD段,弹力大于重力,运动员做加速度逐渐增大的变减速运

动,选项C正确。

答案BC

5.以下列图,质量为m=3kg的木块放在固定的倾角为θ=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t=2s

时间物体沿斜面上升4m的距离,则推力F为(g取10m/s2)()

分析因木块能沿斜面匀速下滑,由平衡条件知mgsinθ=μmgcosθ,因此μ=tanθ;当在推力作用下加速上滑时,由运动学公式x=21at2得a=2m/s2,由牛顿第二定律得F-mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得F=36N,D正确。答案D6.用平行于斜面的推力,使静止的质量为的物体在倾角为θ的圆滑斜面上,由底端向顶端做匀加m速运动。当物体运动到斜面中点时,去掉推力,物体恰巧能到达极点,则推力的大小为()A.(1-sinθ)θmgmg7

mgcosθmg(1+sinθ)

分析依照题意知,匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移相等??2,依照x=知,加速运动的过程中2??????2,匀减速运动的过程中??0-??2可以知道匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小相2=2??12=-2??2等。匀加速直线运动的加速度大小1??-????sin??2????sin??a=??,匀减速直线运动的加速度大小为a=??。因a=a,则??-????sin??????sin??=,计算得出F=2mgsinθ。因此B选项是正确的,A、C、D错误。12????

答案B

7.一架航模遥控翱翔器以下列图,其质量2kg,动力系统供应的恒定升力28N。试飞时,翱翔m=F=器从地面由静止开始竖直上升。设翱翔器翱翔时所受的空气阻力恒为f4N,g取10m/s2。F=第一次试飞,翱翔器翱翔t1=8s时到达高度H等于多少?

(2)第二次试飞,翱翔器翱翔t2=6s时遥控器出现故障,翱翔器马上失去升力,求翱翔器减速上升阶

段的加速度的大小。

分析(1)第一次翱翔中,设加速度为a1

由牛顿第二定律得F-mg-Ff=ma1

翱翔器上升的高度H=1a1??122

以上两式代入数据解得H=64m。

第二次翱翔中,设失去升力后的加速度为a2

由牛顿第二定律得mg+Ff=ma2

代入数据解得a2=12m/s2,方向向下。

答案(1)64m(2)12m/s2

8

8.以下列图,ACD是一滑雪场表示图,其中AC是长L=8m、倾角θ=37°的斜坡,CD段是与斜坡圆滑连接的水平面。人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停

下。人与接触面间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos

37°=0.8。

求人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间。

人在离C点多远处停下?

分析(1)人在斜坡上下滑时,受力分析以下列图。

设人沿斜坡下滑的加速度为a,沿斜坡方向,由牛顿第二定律得

mgsinθ-Ff=