高中物理课时分层作业十八牛顿运动定律的应用新人教版必修第一册

课时分层作业(十八) 牛顿运动定律的应用
基础达标练
1.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
2．质量为1 kg的物体，受水平恒力F的作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在1 s内的位移为2 m，则力F的大小为( )
A．1 N B．2 N
C．4 N D．6 N
3.
如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°.若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力)，则( )
A．a处小孩最先到O点
B．b处小孩最后到O点
C．c处小孩最先到O点
D．a、c处小孩同时到O点
4.
(多选)如图所示，质量为m＝1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体
运动的速度为v0＝10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2 N的恒力，在此恒力作用下(g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A．物体经10 s速度减为零
B．物体经2 s速度减为零
C．物体的速度减为零后将保持静止
D．物体的速度减为零后将向右运动
5.
如图是舰载机在航空母舰上起飞时的照片．舰载机质量m＝1.8×104kg，起飞速度v＝60 m/s，舰载机在平直甲板上从静止开始匀加速到起飞的距离为l＝225 m，加速起飞过程所受平均阻力为机重的k倍，k＝0.2.舰载机起飞过程中航空母舰保持静止，舰载机可视为质点，求：
(1)舰载机匀加速起飞时的加速度大小；
(2)舰载机匀加速起飞过程需要的时间；
(3)舰载机匀加速起飞时所受牵引力的大小．
6.
传送带是现代生产、生活中广泛应用的运送货物的运输工具，其大量应用于工厂、车站、机场、地铁站等．如图，地铁一号线的某地铁站内有一条水平匀速运行的行李运输传送带，假设传送带匀速运动的速度大小为v，且传送带足够长．某乘客将一个质量为m的行李箱轻轻地放在传送带一端，行李箱与传送带间的动摩擦因数为μ.当行李箱的速度与传送带的速度刚好相等时，地铁站突然停电，假设传送带在制动力的作用下立即停止运动，求行李箱在传送带上运动的总时间．
素养提升练
7.
如图，某同学用恒力通过与水平面成37°角的绳子拉动质量为46 kg的木箱，使木箱从静止开始沿粗糙水平路面运动了 2 m，速度达到2 m/s.已知木箱与路面的动摩擦因数为0.2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)，则( )
A．木箱加速度的大小为2 m/s2
B．地面对木箱的弹力大小为370 N
C．该同学对木箱的拉力大小为120 N
D．木箱受到的摩擦力大小为92 N
8．将一个物体用弹簧测力计竖直悬挂起来后，弹簧测力计的示数如图甲所示(弹簧测力计的量程为100 N)，之后将该物体放到粗糙的水平面上如图乙所示，当逐渐增大拉力到43 N 时，物体刚好运动，物体运动之后只用40 N的拉力就能保持向右匀速运动(g取10 m/s2).求：
(1)物体的质量为多少千克？物体与地面之间的最大静摩擦力为多大？
(2)物体与地面间的动摩擦因数为多大？
(3)如果将拉力改为60 N，并且由静止拉物体运动，经过10 s时物体的运动速度和位移各为多少？
9.
如图所示，一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑，滑行54 m 后进入水平雪道，继续滑行40.5 m 后减速到零．已知小明和滑雪车的总质量为60 kg ，整个滑行过程用时10.5 s ，斜直雪道倾角为37°(sin 37°＝0.6).求小明和滑雪车：
(1)滑行过程中的最大速度v m 的大小； (2)在斜直雪道上滑行的时间t 1；
(3)在斜直雪道上受到的平均阻力F f 的大小．
课时分层作业(十八) 牛顿运动定律的应用
1．解析：a ＝
F 合m ＝F －kmg m ＝F
m
－kg ，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．
答案：A
2．解析：由x ＝12at 2得：a ＝2x t 2＝4 m/s 2
，对物体由牛顿第二定律得F ＝ma ＝4 N.
答案：C
3．解析：由题可知三块滑板是“同底斜面”，根据牛顿第二定律和运动学公式可知，当
θ＝45°时，时间最短，当θ＝30°和60°时，时间相同．
答案：D
4．解析：物体向左运动时受到向右的滑动摩擦力，f ＝μF N ＝μmg ＝3 N ，根据牛顿第二定律得a ＝
F ＋f m ＝2＋31 m/s 2＝5 m/s 2
，方向向右，物体的速度减为零所需的时间t ＝v 0a ＝105
s ＝2 s ，B 正确，A 错误；物体的速度减为零后，由于F 小于最大静摩擦力，物体将保持静止，C 正确，D 错误．
答案：BC
5．解析：(1)根据v 2
＝2al
解得加速度大小a ＝v 22l
＝8 m/s 2
(2)根据v ＝at
解得匀加速起飞过程需要的时间t ＝v a ＝60
8
s ＝7.5 s
(3)根据牛顿第二定律，有F －kmg ＝ma
解得所受牵引力的大小F ＝kmg ＋ma ＝1.8×105
N. 答案：(1)8 m/s 2
(2)7.5 s (3)1.8×105
N
6．解析：行李箱所受的合外力等于滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有μmg ＝ma ，解得
a ＝μg .
经过一段时间t 1，行李箱和传送带刚好速度相等，则t 1＝v
μg
；停电后，行李箱的加速度大小也是μg ，则减速时间t 2＝
v μg ，故行李箱在传送带上运动的总时间为t ＝t 1＋t 2＝2v μg
. 答案：
2v
μg
7．解析：A 错：由v 2
－v 2
0 ＝2ax 得，加速度a ＝v 2－v 2
0 2x ＝22
2×2
m/s 2＝1 m/s 2
.
B 对，
C 、
D 错：木箱受到重力、拉力、支持力和摩擦力作用，如图所示。

木箱受到的摩擦力大小为F f ＝μF N
竖直方向：F sin 37°＋F N －mg ＝0
水平方向：F cos 37°－F f ＝ma
联立解得：F N ＝370 N ，F ＝150N ，F f ＝74 N. 答案：B
8．解析：(1)由题给图形可得G ＝80 N ＝mg ，故物体的质量m ＝8.0 kg ，物体受到的最大静摩擦力F fm ＝43 N.
(2)受力分析如图，可得：F N ＝G ＝80 N ， 滑动摩擦力：F f ＝F ＝40 N ，
μ＝F f F N ＝40
80
＝0.5.
(3)由牛顿第二定律知：F 合＝F －F f ＝ma ， 可得：a ＝
F －F f m ＝60－408
m/s 2＝2.5 m/s 2
v ＝v 0＋at ＝2.5×10 m/s ＝25 m/s x ＝v 0t ＋1
2
at 2＝12
×2.5×102 m ＝125 m.
答案：(1)8.0 kg 43 N (2)0.5 (3)25 m/s 125 m
9．解析：(1)小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速直线运动，在水平雪道上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，由平均速度公式v －＝x t ＝v 0＋v
2
可知：
x 1＝v m 2
t 1，x 2＝v m
2
t 2
则整个过程有：
v m 2＝x 1＋x 2t 1＋t 2＝54 m ＋40.5 m 10.5 s
＝9 m/s 解得v m ＝18 m/s.
(2)在斜直雪道上滑行过程中，由x 1＝v m 2t 1可得，滑行的时间：t 1＝2x 1v m ＝2×54 m 18 m/s
＝6 s.
(3)根据匀变速直线运动速度时间关系式v ＝v 0＋at 可得，小明和滑雪车在斜直雪道上的加速度：
a ＝v m
t 1
＝3 m/s 2 由牛顿第二定律知：mg sin 37°－F f ＝ma
解得在斜直雪道上受到的平均阻力大小F f＝180 N. 答案：(1)18 m/s (2)6 s (3)180 N。