必修第一册课后限时练习25 牛顿运动定律的应用
2020学年人教必修一第一册高一物理第四章 5.牛顿运动定律的应用(课时同步练习)含解析
5.牛顿运动定律的应用课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.在光滑水平面上以速度v运动的物体,从某一时刻开始受到一个跟运动方向共线的力的作用,其速度图像如图所示。
那么它受到的外力F随时间变化的关系图像是()答案:A解析:由v-t图像可知物体先做匀加速直线运动,后做匀减速运动,再反向做匀加速运动,所以物体最初一段时间受到与速度方向相同的恒定外力作用,然后受到与速度方向相反的恒力作用,故选项A正确。
2.(2019广东中山月考)A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量m A>m B,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离s A 与s B相比为()A.s A=s BB.s A>s BC.s A<s BD.不能确定7答案:A解析:由牛顿第二定律得,F f=μmg=ma,可得a=μg,再由运动学公式v t2−v02=2as得,由于物体的初速度、末速度和加速度都相同,则物体能滑行的距离也相同,即s A=s B,故A正确。
3.用30 N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平面上的质量为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大小分别是()A.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2B.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2C.v=4.5 m/s,a=0D.v=7.5 m/s,a=0答案:C解析:力F作用下a=Fm =3020m/s2=1.5 m/s2,3 s末的速度v=at=4.5 m/s,3 s后撤去拉力,F=0,a=0,物体做匀速运动,故C正确。
4.(2019辽宁沈阳质量监测)如图所示,足够长的水平传送带以v=2 m/s的速度逆时针匀速转动,一个物体以v0=4 m/s的初速度从左端A处水平滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,那么物块再次返回到A处所用的时间为()A.4 sB.2 sC.4.5 sD.3 s答案:C解析:物体在传送带上运动的加速度为a=μg=2 m/s2,则物块向左运动速度减为零的时间为t1=v0a =2 s,通过的距离x=v022a=422×2m=4 m;物块速度减为零后反向加速,加速到与传送带共速时的时间为t2=va =1 s,位移x1=v22a=222×2m=1 m;物体匀速运动回到原出发点的时7间为t3=x-x1v =4-12s=1.5 s,则物块再次返回到A处所用的时间为t=t1+t2+t3=4.5 s,故选C。
人教版高中物理必修1课时作业2：4.5牛顿运动定律的应用
5 牛顿运动定律的应用考点一从受力确定运动情况1．用30 N的水平外力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为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大小分别是()A．4.5 m/s,1.5 m/s2B．7.5 m/s,1.5 m/s2C．4.5 m/s,0D．7.5 m/s,0『答案』C『解析』力F作用下a＝Fm＝3020m/s2＝1.5 m/s2,3 s末的速度v＝at＝4.5 m/s,3 s后撤去外力，此后物体所受合外力为0，a′＝0，物体做匀速运动，v′＝v＝4.5 m/s，故C正确．2．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划痕．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大小为()A．7 m/s B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s『答案』B『解析』设汽车刹车后滑动过程中的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：μmg＝ma，解得：a＝μg.由匀变速直线运动的速度位移关系式得v20＝2ax，可得汽车刹车前的速度大小为：v0＝2ax＝2×0.7×10×14 m/s＝14 m/s，因此B正确．3．(多选)如图1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)()图1A．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『答案』 BC『解析』 物体向左运动时受到向右的滑动摩擦力，F f ＝μF N ＝μmg ＝3 N ，根据牛顿第二定律得a ＝F ＋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．4.(2019·本溪一中高一上学期期末)如图2所示，一个物体从A 点由静止出发分别沿三条光滑轨道到达C 1、C 2、C 3，则( )图2A ．物体到达C 1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 ．物体在与C 3连接的轨道上运动的加速度最小D ．物体到达C 3的时间最短『答案』 D『解析』 物体在斜面上的加速度a ＝g sin θ，在与C 3连接的轨道上运动的加速度最大，C错误．斜面长L ＝hsin θ，由v 2＝2aL 得：v ＝2gh ，故到C 1、C 2、C 3时物体速度大小相等，故A 错误．由L ＝12at 2即h sin θ＝12g sin θ·t 2知，沿AC 3运动的时间最短，B 错误，D 正确．5.(多选)质量m ＝2 kg 、初速度v 0＝8 m/s 的物体沿着粗糙水平面向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数μ＝0.1，同时物体还受到一个如图3所示的随时间变化的水平拉力F 的作用，设水平向右为拉力的正方向，且物体在t ＝0时刻开始运动，g 取10 m/s 2，则以下结论正确的是( )图3A ．0～1 s 内，物体的加速度大小为2 m/s 2B ．1～2 s 内，物体的加速度大小为2 m/s 2C ．0～1 s 内，物体的位移为7 mD ．0～2 s 内，物体的总位移为11 m『答案』 BD『解析』 0～1 s 内，物体的加速度大小a 1＝F ＋μmg m ＝6＋0.1×2×102 m/s 2＝4 m/s 2，A 项错误；1～2 s 内物体的加速度大小a 2＝F ′－μmg m ＝6－0.1×2×102 m/s 2＝2 m/s 2，B 项正确；物体运动的v －t 图像如图所示，故0～1 s 内物体的位移为x 1＝(4＋8)×12 m ＝6 m ，C 项错误；0～2 s 内物体的总位移x ＝x 1＋x 2＝『6＋(4＋6)×12』 m ＝11 m ，D 项正确．考点二 从运动情况确定受力6.如图4所示，在行驶过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害．为了尽可能地减少碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊．假定乘客质量为70 kg ，汽车车速为108 km/h(即30 m/s)，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s ，安全带及安全气囊对乘客的平均作用力大小为( )图4A ．420 NB ．600 NC ．800 ND ．1 000 N『答案』 A『解析』 从踩下刹车到车完全停止的5 s 内，乘客的速度由30 m/s 减小到0，视为匀减速运动，则有a ＝v －v 0t ＝－305 m/s 2＝－6 m/s 2.根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的作用力F ＝ma ＝70×(－6) N ＝－420 N ，负号表示力的方向跟初速度方向相反．所以选项A 正确．7．在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火．按照设计，某种型号装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4 s 末到达距地面100 m 的最高点时炸开，形成各种美丽的图案，假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v 0，上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k 倍，那么v 0和k 分别等于(重力加速度g 取10 m/s 2)( ) A ．25 m/s,1.25 B ．40 m/s,0.25 C ．50 m/s,0.25D ．80 m/s,1.25『答案』 C『解析』 根据h ＝12at 2，解得a ＝12.5 m/s 2，所以v 0＝at ＝50 m/s ；上升过程中礼花弹所受的阻力大小F f ＝kmg ，则由牛顿第二定律得mg ＋F f ＝ma ，联立解得k ＝0.25，故选项C 正确．8.如图5所示，一倾角θ＝37°的足够长的斜面固定在水平地面上．当t ＝0时，滑块以初速度v 0＝10 m/s 从斜面上某位置沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列说法正确的是( )图5A ．滑块一直做匀变速直线运动B ．t ＝1 s 时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上C ．t ＝2 s 时，滑块恰好又回到出发点D ．t ＝3 s 时，滑块的速度大小为4 m/s『答案』 D『解析』 设滑块上滑时的加速度大小为a 1，由牛顿第二定律可得mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，解得a 1＝10 m/s 2，上滑时间t 1＝v 0a 1＝1 s ，上滑的距离x 1＝12v 0t 1＝5 m ，因mg sin θ>μmg cos θ，所以滑块上滑到速度为零后将向下运动，选项B 错误；设滑块下滑时的加速度大小为a 2，由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，解得a 2＝2 m/s 2，t ＝2 s 时，滑块下滑的距离x 2＝12a 2(t －t 1)2＝1 m<5 m ，滑块未回到出发点，选项C 错误；因上滑和下滑过程中的加速度不同，故滑块全程不做匀变速直线运动，选项A 错误；t ＝3 s 时，滑块沿斜面向下运动，此时的速度v ＝a 2(t －t 1)＝4 m/s ，选项D 正确．9．(多选)如图6所示，质量为m的小球置于倾角为θ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()图6A．斜面对小球的弹力为mgcos θB．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『答案』AD『解析』对小球受力分析如图所示，把斜面对小球的弹力F N2进行正交分解，竖直方向有F N2cos θ＝mg，水平方向有F N1－F N2sinθ＝ma，所以斜面对小球的弹力为F N2＝mgcos θ，A正确．挡板对小球的弹力F N1＝ma＋mg tanθ，随a增大而增大，斜面对小球的弹力F N2＝mgcos θ与a无关，故C错误，D正确．小球受到的斜面、挡板的弹力和重力的合力为ma，故B错误．10．如图7所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角并与横杆固定，下端连接一小铁球，横杆右边用一根细线吊一质量相等的小铁球．当小车做匀变速直线运动时，细线与竖直方向成α角，若θ＜α，重力加速度为g，则下列说法正确的是()图7A．轻杆对小铁球的弹力方向与细线平行B．轻杆对小铁球的弹力方向沿轻杆方向向上C．轻杆对小铁球的弹力方向既不与细线平行也不沿着轻杆方向D．小车一定以加速度g tan α向右运动『答案』 A『解析』 设细线对小铁球的弹力为F 线，由牛顿第二定律得F线sin α＝ma ，F线cos α＝mg ，可得tan α＝ag ，设轻杆对小铁球的弹力与竖直方向夹角为β，大小为F 杆，由牛顿第二定律可得F 杆cos β＝mg ，F 杆sin β＝ma ，可得tan β＝ag ＝tan α，可见轻杆对小球的弹力方向与细线平行，A 正确，B 、C 错误．小车的加速度a ＝g tan α，方向向右，而运动方向可能向右，也可能向左，故D 错误．11.(2019·夏津一中高一上学期期末)如图8所示，一个质量为10 kg 的物体，沿水平地面向右运动，经过O 点时速度大小为11 m/s ，此时对物体施加一个水平向左、大小为12 N 的恒力F .物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 2，求：图8(1)物体能运动到O 点右侧的最大距离； (2)8 s 末物体的速度大小．『答案』 (1)27.5 m (2)0.6 m/s『解析』 (1)物体向右运动时受到向左的摩擦力F f ＝μF N ＝μmg ＝10 N物体做匀减速运动，设加速度大小为a 1，由牛顿第二定律得：F ＋F f ＝ma 1 解得a 1＝F ＋F fm＝2.2 m/s 2当向右运动的速度减为0时，向右运动的距离最大，0－v 02＝－2a 1x m 解得x m ＝v 022a 1＝27.5 m.(2)物体先做匀减速运动，设经时间t 1速度减为0， 0＝v 0－a 1t 1 解得t 1＝5 s之后物体向左做匀加速运动，设加速度为a 2， 由牛顿第二定律得：F －F f ＝ma 28 s 末物体速度大小为v ＝a 2(t －t 1)＝0.6 m/s.12.如图9所示，一足够长的固定粗糙斜面与水平面夹角θ＝30°.一个质量m ＝1 kg 的小物体(可视为质点)，在F ＝10 N 的沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿斜面向上运动．已知斜面与物体间的动摩擦因数μ＝36.g 取10 m/s 2.图9(1)求物体在拉力F 作用下运动的加速度大小a 1；(2)若力F 作用1.2 s 后撤去，求物体在上滑过程中距出发点的最大距离．『答案』 (1)2.5 m/s 2 (2)2.4 m『解析』 (1)对物体受力分析，根据牛顿第二定律得：物体受到斜面对它的支持力F N ＝mg cos θ＝5 3 N ，物体的加速度a 1＝F －mg sin θ－F f m ＝F －mg sin θ－μF Nm＝2.5 m/s 2.(2)力F 作用t 0＝1.2 s 时，速度大小为v ＝a 1t 0＝3 m/s ，物体向上滑动的距离x 1＝12a 1t 02＝1.8m.此后它将向上做匀减速运动，其加速度大小a 2＝mg sin θ＋μF Nm ＝7.5 m/s 2.这一过程物体向上滑动的距离x 2＝v 22a 2＝0.6 m.整个上滑过程物体距出发点的最大距离x ＝x 1＋x 2＝2.4 m. 『拓展提升』13.(2017·湖南省十三校第一次联考)如图10所示，质量为10 kg 的环在F ＝140 N 的恒定拉力作用下，沿粗糙直杆由静止从杆的底端开始运动，环与杆之间的动摩擦因数μ＝0.5，拉力F 与杆以及杆与水平地面的夹角都为θ＝37°，力F 作用一段时间后撤去，环在杆上继续上滑了0.5 s 后，速度减为零，取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，杆足够长，求：图10(1)拉力F 作用的时间；(2)环再次运动到杆底端时的速度大小．『答案』 (1)1 s (2)15 m/s『解析』 (1)撤去拉力F 后，mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 2，0＝v 1－a 2t 2， 解得v 1＝5 m/s.撤去拉力F 前(注意杆对环的弹力的方向)： F cos θ－mg sin θ－μ(F sin θ－mg cos θ)＝ma 1， v 1＝a 1t 1， 所以t 1＝1 s.(2)根据牛顿第二定律可得：mg sin θ－μmg cos θ＝ma 3 x ＝v 12(t 1＋t 2)，v 2＝2a 3x ，联立解得v ＝15 m/s.。
人教版(2019)高中物理必修第一册同步练习：4.5牛顿运动定律的应用(含答案)
牛顿运动定律的应用一、单项选择题1.2018年10月23日，港珠澳大桥正式开通．建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道重约G＝8×108N，相当于一艘中型航母的重量．通过缆绳送沉管到海底，若把该沉管的向下沉放过程看成是先加速运动后减速运动，且沉管仅受重力和缆绳的拉力，则拉力的变化过程可能正确的是()C2.如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r 的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A 滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为()A．2∶1B．1∶1C.3∶1 D．1∶3B3.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B4.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A．450 N B．400 NC．350 N D．300 NC5.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM、BM 运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则()A．a球最先到达M点B．c球最先到达M点C．b球最先到达M点D．b球和c球都可能最先到达MB6.在设计游乐场中“激流勇进”的倾斜滑道时，小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为由静止开始的无摩擦滑动，已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L是一定的，而高度可以调节，则()A．滑道倾角越大，划艇下滑时间越短B．划艇下滑时间与倾角无关C．划艇下滑的最短时间为2L gD．划艇下滑的最短时间为2L gC7.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()A．7 m/s B．14 m/sC．10 m/s D．20 m/sB8.在汽车内的悬线上挂着一个小球m，实验表明当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度θ，如图所示，若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体M，则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况分析正确的是()A．汽车一定向右做加速运动B．汽车的加速度大小为g sin θC．M只受到重力、底板的支持力作用D．M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力的作用D9.高空作业须系安全带，如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)，此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.m 2gh t ＋mgB.m 2ght －mgC.m gh t ＋mgD.m gh t－mgA二、多项选择题10.如图所示，5块质量相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数均相同，当用力F 推第1块木块使它们共同加速运动时，下列说法中正确的是( )A ．由右向左，两块木块之间的相互作用力依次变小B ．由右向左，两块木块之间的相互作用力依次变大C ．第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6FD ．第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F解析：选BC11.绷紧的传送带长L ＝32 m ，铁块与带间动摩擦因数μ＝0.1，g ＝10 m/s 2，下列正确的是( )A ．若皮带静止，A 处小铁块以v 0＝10 m/s 向B 运动，则铁块到达B 处的速度为6 m/s B ．若皮带始终以4 m/s 的速度向左运动，而铁块从A 处以v 0＝10 m/s 向B 运动，铁块到达B 处的速度为6 m/sC．若传送带始终以4 m/s的速度向右运动，在A处轻轻放上一小铁块后，铁块将一直向右匀加速运动D．若传送带始终以10 m/s的速度向右运动，在A处轻轻放上一小铁块后，铁块到达B 处的速度为8 m/sABD12.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(取g＝10 m/s2)()A．物体经10 s速度减为零B．物体经2 s速度减为零C．物体速度减为零后将保持静止D．物体速度减为零后将向右运动BC13.从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15 kg，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，如图所示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，不计空气阻力，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320 mB．该实验火箭在星球表面达到的最大高度为480 mC．该星球表面的重力加速度为2.5 m/s2D．发动机的推动力F为37.50 NBC三、非选择题14.我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ.其起飞跑道可视为由长度L1＝180 m的水平跑道和长度L2＝20 m倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h＝2 m，如图所示．已知质量m＝2×104 kg的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态．(1)求飞机在水平跑道运动的时间；(2)求飞机在倾斜跑道上的加速度大小．解析：(1)设飞机在水平跑道的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得F1－f＝ma1解得a1＝4.5 m/s2由匀加速直线运动公式L1＝12at2解得t＝45s.(2)设沿斜面方向的加速度大小为a2，在倾斜跑道上对飞机受力分析，由牛顿第二定律得F－f－mg sin θ＝ma2，其中sin θ＝hL2解得a2＝3.5 m/s2.答案：(1)45s(2)3.5 m/s215.如图所示，有一质量m＝1 kg的物块，以初速度v＝6 m/s从A点开始沿水平面向右滑行．物块运动中始终受到大小为2 N、方向水平向左的力F作用，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1.求：(取g＝10 m/s2)(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向； (2)物块向右运动到最远处的位移大小；(3)物块经过多长时间回到出发点A ？(结果保留两位有效数字) 解析：(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小 F f ＝μmg ＝1 N物块向右运动时所受摩擦力的方向水平向左． (2)物块向右运动时的加速度大小 a 1＝F ＋Ff m＝3 m/s 2物块向右运动到最远处时的位移大小 2a 1x ＝v 2，x ＝v22a1＝6 m. (3)物块向右运动的时间：t 1＝va1＝2 s物块返回时的加速度大小：a 2＝F －Ffm ＝1 m/s 2由x ＝12a 2t 2得物块返回过程的时间t 2＝2xa2＝23 s≈3.5 s 物块回到出发点A 的时间 t ＝t 1＋t 2＝5.5 s.答案：(1)1 N 水平向左 (2)6 m (3)5.5 s。
4.5 牛顿运动定律的应用 (人教版新教材)高中物理必修一第四章【知识点+练习】
第四章运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用知识点一从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来．2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况．(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图．(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)．(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需求的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．知识点二从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．(1)确定研究对象．(2)对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图．(3)根据相应的运动学公式，求出物体的加速度．(4)根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力．(5)根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力．拓展一连接体问题1．连接体及其特点多个相互关联的物体连接（叠放，并排或由绳子、细杆联系）在一起的物体组称为连接体。
连接体一般具有相同的运动情况（速度、加速度）。
2．处理连接体问题的常用方法（1）整体法：若连接物具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象，在进行受力分析时，要注意区分内力和外力。
采用整体法时只分析外力，不分析内力。
（2）隔离法：把研究的物体从周围物体中隔离出来，单独进行分析，从而求解物体之间的相互作用力。
拓展二传送带问题如处理此类问题的流程：弄清初始条件→判断相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析物体所受的合外力以及加速度的大小和方向→由物体的速度变化分析相对运动，进而判断物体以后的受力及运动情况。
1．水平传送带问题设传送带的速度为v带，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两定滑轮之间的距离为l，物体置于传送带一端时的初速度为v0。
新人教版高中物理必修第一册课时作业1：4.5牛顿运动定律的应用
第5节 牛顿运动定律的应用基础过关1.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s 的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为 ( ) A.40 m B.20 m C.10 mD.5 m[解析] 根据牛顿第二定律得，汽车刹车的加速度a ＝F f m ＝mgm ＝g ，则继续滑行的距离x ＝v 202a ＝20 m ，B 项正确。
[答案] B2.一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后受到的推力是800 N ，开动5 s 的时间，速度的改变为2 m/s ，则宇宙飞船的质量为( ) A.1 000 kg B.2 000 kg C.3 000 kgD.4 000 kg[解析] 根据加速度的定义式得，飞船的加速度为a ＝Δv Δt ＝25 m/s 2＝0.4 m/s 2，根据牛顿第二定律得飞船的质量为m ＝F a ＝8000.4 kg ＝2 000 kg ，B 项正确。
[答案] B3.如图所示，若战机从“辽宁号”航母上起飞前滑行的距离相同，牵引力相同，则( )A.携带弹药越多，加速度越大B.加速度相同，与携带弹药的多少无关C.携带弹药越多，获得的起飞速度越大D.携带弹药越多，滑行时间越长[解析]设战机受到的牵引力为F，其质量(包括携带弹药的质量)为m，与航母间的动摩擦因数为μ。
由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，则a＝Fm－μg。
可知携带弹药越多，加速度越小；加速度相同，携带的弹药也必须相同，A、B错误；由v＝2ax和t＝2xa可知携带弹药越多，起飞速度越小，滑行时间越长，C错误，D正确。
[答案] D4.(多选)如图所示，总质量为460 kg 的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。
若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。
关于热气球，下列说法正确的是()A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s时的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N[解析]热气球从地面刚开始竖直上升时v＝0，空气阻力F f＝0。
高中物理(新人教版)必修第一册课后习题：牛顿运动定律的应用(课后习题)【含答案及解析】
牛顿运动定律的应用课后篇巩固提升合格考达标练1.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/s 2,则汽车刹车前的速度为( ) A.7 m/sB.14 m/sC.10 m/sD.20 m/sa ,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v 02=2ax ,可得汽车刹车前的速度为 v 0=√2ax =√2μgx =14 m/s,因此选项B 正确。
2.假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多,当汽车以20 m/s 的速度行驶时突然制动,它还能继续滑动的距离约为(重力加速度g 取10 m/s 2)( ) A.40 m B.20 m C.10 mD.5 m,汽车刹车的加速度a=Ffm =mgm =g ,则继续滑行的距离s=v 022a =20 m,B 项正确。
3.(2021河南焦作高一期末)从距地面h 高度处由静止释放一小球,与地面碰撞后竖直返回且碰撞前后速率不变,返回的高度为原高度的一半,已知重力加速度为g ,小球的质量为m ,运动过程中阻力大小不变,则小球所受阻力大小为( ) A.45mg B.12mg C.34mgD.13mgF f ,落地速度大小为v ,小球下落时,满足mg-F f =ma 1,2a 1h=v 2,小球反弹时满足mg+F f =ma 2,2a 2·ℎ2=v 2,联立解得F f =13mg ,故选D 。
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作匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为 ( )A.1×102 NB.2×102 NC.2×105 ND.2×104 Nv2=2ax ,得a=v 22x=10022×0.5m/s 2=1×104 m/s 2,从而得高压气体对子弹的平均作用力F=ma=20×10-3×1×104 N=2×102 N 。
高中物理人教版必修第一册同步练习：45牛顿运动定律的应用有答案
高中物理人教版必修第一册同步练习：4.5牛顿运动定律的应用一、单选题（共8题；共16分）1. 运动物体所受空气阻力与速度有关，速度越大，空气阻力就越大。
雨滴形成后从高空落下，最后匀速落向地面。
能反映雨滴在空中运动的整个过程中其速度变化的是（）A. B.C. D.2. 如图，将一轻质弹簧竖直固定在水平桌面上，把小球轻放在弹簧的上端，小球从静止开始向下运动，直至将弹簧压缩至最短。
在压缩弹簧的整个过程中，能表示小球加速度a与其下落高度ℎ间关系的图是（设弹簧始终处于弹性限度内）（）A. B. C. D.3. 如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。
两小球均保持静止。
当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为（）A.a1＝g a2＝gB.a1＝2g a2＝gC.a1＝2g a2＝0D.a1＝0 a2＝g4. 如图所示，起重机将货物沿竖直方向匀速吊起，同时又沿横梁水平匀加速向右运动。
在这一过程中关于货物的速度、加速度下列说法中正确的是（）A.货物速度大小、方向均不变B.货物速度大小变化，方向不变C.货物加速度大小、方向均不变D.货物加速度大小变化、方向不变5. 如图所示，质量为0.2kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为0.6kg的物体B由细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压，现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A．B 间的作用力大小为(g取10m/s2)()A.0.5NB.2.5NC.0ND.1.5N6. 如图所示，水平地面上两物块A、B质量均为m＝1kg，A与地面间的动摩擦因数μ＝0.1，B与地面间的接触面光滑，A、B用轻绳相连．在F＝5N的水平拉力作用下，A、B 一起向右匀加速．某时刻撤去拉力F（重力加速度g取10m/s2）（）A.撤去拉力F前，轻绳的拉力为4NB.撤去拉力F前，轻绳的拉力为2.5NC.撤去拉力F后瞬间，轻绳的拉力为0ND.撤去拉力F后瞬间，轻绳的拉力为0.5N7. 倾角为θ=45∘、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上，在滑块M的顶端O处固kg，当滑块M以a=2g 定一细线，细线的另一端拴一小球，已知小球的质量为m=√55的加速度向右运动时，细线拉力的大小为（取g=10m/s2）（）A.10NB.5NC.√5ND.√10N8. 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（）A. B. C. D.二、多选题（共4题；共12分）如图所示，某人从距水面一定高度的平台上做蹦极运动．劲度系数为k的弹性绳一端固定在人身上，另一端固定在平台上．人从静止开始竖直跳下，在其到达水面前速度减为零．运动过程中，弹性绳始终处于弹性限度内．取与平台同高度的O点为坐标原点，以竖直向下为y轴正方向，忽略空气阻力，人可视为质点．从跳下至第一次到达最低点的运动过程中，用v、a、t分别表示人的速度、加速度和下落时间．下列描述v与t、a与y的关系图像可能正确的是（）A. B.C. D.如图1所示，m A=4.0kg，m B=2.0kg，A和B紧靠着放在光滑水平面上，从t=0时刻起，对B施加向右的水平恒力F2=4.0N，同时对A施加向右的水平变力F1，F1变化规律如图2所示．下列相关说法中正确的是（）A.当t=0时，A、B物体加速度分别为a A=5m/s2，a B=2m/s2B.A物体做加速度减小的加速运动，B物体做匀加速运动C.t=12s时刻A、B将分离，分离时加速度均为a=2m/s2D.A、B分离前后，A物体加速度变化快慢相同如图所示，用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力T a和T b的变化情况是（）A.T a不变B.T b增大C.T a减小D.T b减小如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A．木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的a−F图像，g取10m/s2，则（）A.滑块A的质量为4kgB.木板B的质量为1kgC.当F=10N时木板B加速度为4m/s2D.滑块A与木板B间动摩擦因数为μ=0.1三、综合题（共4题；共60分）如图所示是一种电动机工作的模型示意图，物体放在足够长、倾角为37∘的粗糙斜面上，并由跨过固定滑轮的足够长轻绳与电动机相连，物体的质量为1.5kg，物体在电动机牵引下由静止开始做匀加速运动，加速度大小为2m/s2，已知电动机额定功率为36W，不计空气阻力及滑轮摩擦，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，g＝10m/s2，sin37∘＝0.6，cos37∘＝0.8，在物体沿斜面向上运动过程中，求：（1）物体做匀加速运动的时间；（2）物体运动过程中的最大速度；（3）若已知物体从静止开始运动到恰好达到最大速度所用时间为1.8s，求此过程中物体通过的位移大小．如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37∘的固定且足够长的斜面上，t=0时刻对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1=1s时撤去拉力，物体运动的v−t图像如图乙所示．g=10m/s2，试求：（1）物体与斜面间的滑动摩擦因数；（2）拉力F的大小．（3）t=4s时物体的速度大小．在风洞实验室里，一根足够长的均匀直细杆与水平面成θ＝37∘固定，质量为m＝2kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端0，如图甲所示。
高中物理(新人教版)必修第一册同步习题：牛顿运动定律的应用(同步习题)【含答案及解析】
第四章运动和力的关系5牛顿运动定律的应用基础过关练题组一从受力确定运动情况1.(2019四川攀枝花高一上期末)若恒定合力F使质量为m的物体由静止开始运动,在时间t内移动的距离为x,则2F的恒定合力使质量为2m的物体由静止开始运动,在2t时间内移动的距离为()A.2xB.4xC.8xD.16x2.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()A.7m/sB.14m/sC.10m/sD.20m/s3.(2019山东济南高三上期末)图甲是运动员在奥运会上蹦床比赛中的一个情景。
设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图乙所示。
g 取10m/s2,不计空气阻力。
根据F-t图像求:乙(1)运动员在运动过程中的最大加速度的大小;(2)运动员双脚离开蹦床后的最大速度的大小。
4.如图所示,质量m=15kg的木箱静止在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2。
现用F=60N的水平恒力向右拉动木箱(g取10m/s2)。
求:(1)3s时木箱的速度大小。
(2)木箱在2s内的位移大小。
5.如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°角。
一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为10 N,刷子的质量为m=0.5kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数μ=0.5,天花板长为L=4m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。
试求:(1)刷子沿天花板向上运动时的加速度大小;(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。
6.质量为m=2kg的物体静止在水平地面上,物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.5。
教科版高中物理 必修第一册 6. 牛顿运动定律的应用 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 一列火车由车头和9节相同车箱组成．当该列火车在铁路上加速行驶时，正中间的一节车箱的前端受到的拉力为，后端受到的拉力为，则与之比为A．2：3 B．3：2 C．4：5 D．5：42. 如图甲所示，放在固定斜面上的物块，受到方向沿斜面向上的拉力F的作用，力F的大小与时间t的关系如乙图所示；物块的运动速度v与时间t的关系如丙图所示，6s后速度图象没有画出，g取10m/s2。
下列说法正确的是（）A．物块的质量为5kgB．物块在前2s内受到的静摩擦力大小为20NC．物块在4~6s内受到的摩擦力大小为30ND．物块在2~6s内的平均速度大小为2.5m/s3. 如图所示,一斜面体静止在水平地面上。
现将一小物体放到斜面体上的同时给小物块施加沿斜面向下的恒力,小物体沿斜面向下做匀加速运动,斜面体始终静止。
小物体在斜面上运动的过程中,下列说法正确的是（）A．斜面体一定给小物体沿斜面向上的摩擦力B．斜面体给小物体的作用力一定垂直斜面向上C．地面给斜面体的支持力可能小于两物体的重力D．地面给斜面体的摩擦力不可能水平向左4. 如图甲所示，在光滑水平面上，物体在水平方向上的外力F作用下做直线运动，其图像如图乙所示，规定向右为正方向。
下列判断正确的是（）A．在1s末，物体的速度方向改变B．0~2s内，物体的位移为0C．在1~3s内，外力F逐渐减小D．物体在第1s内的位移大于第2s内的位移5. 某旅游景区新开发了一个游乐项目，可简化为图示坡道模型，整个坡道由三段倾角不同的倾斜直轨道组成，滑车从坡顶A点由静止滑下，AB段做匀加速直线运动，BC段做匀速直线运动，CD段做匀减速直线运动，滑到坡底D点时速度减为零，不计空气的阻力，则A．坡道AB对滑车的作用力沿坡面向下B．坡道BC对滑车的作用力为零C．坡道BC对滑车作用力竖直向上D．坡道CD对滑车的作用力可能垂直坡道斜面向上6. 一小球以初速度v0从光滑斜面的底端冲上斜面，上升到一定距离后又返回斜面底端，整个运动过程中小球的速度图象是图中的哪一个（）A．B．C．D．7. 如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F T。
高一物理人教版必修1课时练习4-5牛顿运动定律的应用(B)
二十五 牛顿运动定律的应用(B)【学考达标】 (20分钟 50分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1．用30 N 的水平外力F ，拉一个静止在光滑水平面上的质量为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( )A ．v ＝4.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2B ．v ＝7.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2C ．v ＝4.5 m/s ，a ＝0D ．v ＝7.5 m/s ，a ＝0【解析】选C 。
力F 作用下a ＝F m ＝3020 m/s 2＝1.5 m/s 2，3 s 的速度v＝at ＝4.5 m/s ，3 s 后撤去拉力F ＝0，a ＝0，物体做匀速运动，故C 正确。
2．水平面上一个质量为m 的物体，在一水平恒力F 作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经时间2t 物体停了下来。
则物体受到的阻力应为( )A ．FB ．F 2C ．F 3D ．F 4【解析】选C。
设阻力为f，由牛顿第二定律得：F－f＝ma1，f＝ma2，v＝a1t，v＝a2·2t，以上四式联立可得f＝F3，C正确。
3.如图所示，一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑轨道到达C1、C2、C3，则()A．物体到达C1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．物体在与C3连接的轨道上运动的加速度最小D．物体到达C3的时间最短【解析】选D。
物体在斜面上的加速度a＝g sin θ，故在与C3连接的轨道上运动的加速度最大，故选项C错误；斜面长L＝hsin θ，由v2＝2aL 得：v＝2gh ，故到C1、C2、C3时物体速度大小相等，故选项A错误；由L＝12at2即hsin θ＝12g sin θ·t2知，沿AC3运动的时间最短，故选项B错误，D正确。
4.如图所示，车的顶棚上用细线吊一个质量为m的小球，车厢底板上放一个质量为M的木块，当小车沿水平面直线运动时，小球细线偏离竖直方向角度为θ，木块和车厢保持相对静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是()A．汽车正向右匀减速运动B．汽车的加速度大小为g cos θC．细线对小球的拉力大小为mgD．木块受到的摩擦力大小为Mg tan θ【解析】选D。
教科版高中物理必修一第五节 牛顿运动定律的应用.docx
高中物理学习材料桑水制作第五节牛顿运动定律的应用课堂训练：完成教材《练习与评价》1、2、3、4、5、课后提升训练：1、从不太高的地方落下的小石块，下落速度越来越大，这是因为 ( )A、石块受到的重力越来越大B、石块受到的空气阻力越来越小C 、石块的惯性越来越大D 、石块受到的合力的方向始终向下2、一个物体，受n 个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度 ( )A 、加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快B 、加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢C 、加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快D 、加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢3、一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F ，历时1s ；随即把此力改为向西，大小不变，历时1s ；接着又把此力改为向东，大小不变．历时1s ；如此反复，只改变力的方向，共历时1min ，在此1min 内 ( )A 、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min 末静止于初始位置之东B 、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min 末静止于初始位置C 、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min 末继续向东运动D 、物体一直向东运动，从不向西运动，在1min 末静止于初始位置之东 4、从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ．Ⅱ的速度图象如图所示。
在0-t 0时间内，下列说法中正确的是 ( )A 、Ⅰ．Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小B 、Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小C 、Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小D 、Ⅰ．Ⅱ两个物体的平均速度大小都是(v 1+v 2)/25、一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M 与N ，它们只能在如图4-10所示平面内摆动．某一瞬时出现如图所示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是 ( )A 、车厢作匀速直线运动，M 摆动，N 静止B 、车厢作匀速直线运动，M 摆动，N 也摆动C 、车厢作匀速直线运动，M 静止，N 摆动D 、车厢作匀加速直线运动，M 静止，N 也静止6、如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 ( )A 、小球刚接触弹簧瞬间速度最大B 、从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C 、从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D 、从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 7、如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O 点并系住物体m ，现将弹簧压缩到A 点，然后释放，物体一直可以运动到B 点，如果物体受到的摩擦力恒定，则 ( )v 1v 2Ot 0tⅠⅡvA 、物体从A 到O 先加速后减速B 、物体从A 到O 加速，从O 到B 减速C 、物体在A 、O 间某点所受合力为零D 、物体运动到O 点时所受合力为零8、如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M ．N 固定与杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M 瞬时，小球加速度的大小为12m/s 2.若不拔去销钉M 而拔去销钉N 瞬间，小球的加速度可能是 ( ) A 、22m/s 2,竖直向上 B 、22m/s 2,竖直向下C 、2m/s 2,竖直向上 D 、2m/s 2,竖直向下9、如图所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m 的小球.小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为 ( )A 、gB 、g m m M -C 、0D 、g mmM +10、在粗糙水平面上，质量为m 的物体，受水平拉力F 作用后产生的加速度为a ，物体受到摩擦力为F f ，如果把拉力改为2F ，则有 ( )A 、加速度仍为aB 、加速度变为2aC 、摩擦力仍为F fD 、摩擦力变为2F f 11、有两个物体，质量分别为m 1和m 2，m 1原来静止，m 2先以速度v 向右运动，它们同时各受到一个向右的大小相等的恒力作用，它们能达到相同速度的条件是 ( ) A 、m l ＜m 2 B 、m l =m 2C 、m l ＞m 2D 、m l 远远大于m 212、 电梯地板上有一个质量为200kg 的物体，它对地板的压力随时间变化的图像如图所示．则电梯从静止开始向上运动，在7s 内上升的高度为 ( ) A 、10m B 、30m C 、40m D 、50m13、静止在水平地面上的物体的质量为2 kg ，在水平恒力F 推动下开始运动，4 s 末它的速度达到4 m/s ，此时将F 撤去，又经6 s 物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F 的大小.14、以30m/s 的初速竖直向上抛出一个质量为100g 的物体，2s 后到达最大高度，空气的阻力大小始终不变，g 取10m/s 2，求：(1)、物体上升的最大高度是多少? (2)、运动中空气对物体的阻力大小是多少? (3)、物体落回原地时的速度有多大A B O mM mMN15、如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20 Ｎ，与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大?（ｇ取10 m/s2）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
必修第一册课后限时练习25牛顿运动定律的应用巩固题组11.在光滑水平面上以速度v运动的物体，从某一时刻开始受到一个跟运动方向共线的力的作用，其速度图像如图所示．那么它受到的外力F随时间变化的关系图像是()答案：A解析：由v－t图像可知物体先做匀加速直线运动，后做匀减速运动，再反向做匀加速运动，所以物体最初一段时间受到与速度方向相同的恒定外力作用，然后受到与速度方向相反的恒力作用，故选项A正确．2.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量m A>m B，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离s A与s B相比为()A．s A=s B B．s A>s BC．s A<s B D．不能确定答案：A解析：由牛顿第二定律得，F f=μmg=ma，可得a=μg，再由运动学公式v t2−v02=2as得，由于物体的初速度、末速度和加速度都相同，则物体能滑行的距离也相同，即s A=s B，故A正确．3.用30 N的水平外力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为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大小分别是()A．v=4.5 m/s，a=1.5 m/s2B．v=7.5 m/s，a=1.5 m/s2C．v=4.5 m/s，a=0D．v=7.5 m/s，a=0答案：C解析：力F作用下a=Fm =3020m/s2=1.5 m/s2，3 s末的速度v=at=4.5 m/s，3 s后撤去拉力，F=0，a=0，物体做匀速运动，故C正确．4.如图所示，足够长的水平传送带以v=2 m/s的速度逆时针匀速转动，一个物体以v0=4 m/s的初速度从左端A处水平滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，g取10 m/s2，那么物块再次返回到A处所用的时间为()A．4 s B．2 s C．4.5 s D．3 s答案：C解析：物体在传送带上运动的加速度为a=μg=2 m/s2，则物块向左运动速度减为零的时间为t1=v0a=2 s，通过的距离x=v022a =422×2m=4 m；物块速度减为零后反向加速，加速到与传送带共速时的时间为t2=va=1 s，位移x1=v22a =222×2m=1 m；物体匀速运动回到原出发点的时间为t3=x－x1v=4－12s=1.5 s，则物块再次返回到A处所用的时间为t=t1+t2+t3=4.5 s，故选C．5.一架质量m=5.0×103 kg的飞机，从静止开始在跑道上滑行，经过距离x=5.0×102 m，达到起飞速度v=60 m/s，在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的150．求飞机滑行时受到的牵引力大小．(g取10 m/s2)答案：1.9×104 N解析：飞机在加速过程中，由运动学公式得v2=2ax，所以a=v 22x=3.6 m/s2．由牛顿第二定律得F－150mg=ma所以F=150mg+ma=1.9×104 N．6.战士拉车胎进行100 m赛跑训练体能．车胎的质量m=8.5 kg，战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为θ=37°，车胎与地面间的动摩擦因数μ=0.7．某次比赛中，一名战士拉着车胎从静止开始全力奔跑，跑出20 m达到最大速度(这一过程可看作匀加速直线运动)，然后以最大速度匀速跑到终点，共用时15 s．重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：(1)战士加速所用的时间t1和达到的最大速度v；(2)战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F．答案：(1)5 s8 m/s(2)59.92 N方向沿绳与水平方向成37°．解析：(1)匀加速阶段位移为x1=0+v2t1匀速阶段位移为x2=100 m－x1=v(15 s－t1)联立解得v=8 m/s，t1=5 s．(2)由速度公式v=at1得a=vt1=85m/s2=1.6 m/s2车胎受力并正交分解如图所示．在x方向，F cos 37°－F f=ma在y方向，F N+F sin 30°－mg=0且F f=μF N代入数据联立解得F=59.92 N方向沿绳与水平方向成37°．巩固题组21.一物块从粗糙斜面底端，以某一初速度开始向上滑行，到达某位置后又沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中()A．上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力B．上滑时的摩擦力等于下滑时的摩擦力C．上滑时的加速度小于下滑时的加速度D．上滑的时间大于下滑的时间答案：B解析：设斜面倾角为θ，物块受到的摩擦力F f=μmg cos θ，物块上滑与下滑时的滑动摩擦力大小相等，故选项A错误，B正确；上滑时的加速度a上=g sin θ+μg cos θ，下滑时的加速度a下=g sin θ－μg cos θ，由此可知，上滑时的加速度大于下滑时的加速度，故选项C错误；由t=√2xa，位移x相等，a上>a下，所以t上<t下，故选项D错误．2.如图所示，两车厢的质量相同，且到P点距离相等，其中某一个车厢内有一人拉动绳子使车厢相互靠近．若不计绳子质量及车与轨道间的摩擦，下列对于哪个车厢有人的判断中，正确的是()A．先开始运动的车厢内有人B．后开始运动的车厢内有人C．先到达P点的车厢内没人D．不去称质量，无法确定哪个车厢内有人答案：C解析：有拉力后，两车同时受到拉力，同时开始运动，故A、B错误；两车之间的拉力大小相等，根据牛顿第二定律a=Fm ，没人的车厢总质量小，加速度大，由x=12at2可得，相同时间内位移大，先到达中点，即先到达两车中点P的车厢里没有人，故C正确．3.(多选)如图甲所示，某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力F之间的函数关系如图乙所示．由图可以判断()A．图线与纵轴的交点P的值a P=－gB．图线与横轴的交点Q的值F Q=mgC．图线的斜率等于物体的质量mD．图线的斜率等于物体质量的倒数1m答案：ABD解析：由a－F图像可知，与纵轴的交点P表示拉力F为0时，物体仅受重力作用，其加速度大小为重力加速度，即a P=－g，选项A正确；与横轴的交点Q表示物体加速度为0时，物体受到的拉力F Q=mg，选项B正确；由牛顿第二定律有F－mg=ma，则a=Fm －g，由此式可知，图线斜率为1m，故选项D正确，选项C错误．4.如图所示，质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上匀加速运动，不计空气阻力，在三个阶段的运动中，线上的拉力大小()A．由大变小B．由小变大C．由大变小再变大D．始终不变且大小为m1m1+m2F答案：D解析：设物体与接触面的动摩擦因数为μ，在水平面有a1=F－μ(m1+m2)gm1+m2=Fm1+m2－μg，对m1进行受力分析，则有F T1－μm1g=m1a1=m1Fm1+m2－μm1g，所以F T1=m1m1+m2F；在斜面上有a2=F－μ(m1+m2)gcosθ－(m1+m2)gsinθm1+m2，对m1受力分析则有F T2－μm1g cos θ－m1g sin θ=m1a2，解得F T2=m1m1+m2F；竖直向上运动时有a3=F－(m1+m2)gm1+m2=Fm1+m2－g，对m1进行受力分析则有F T3－m1g=m1a3，解得F T3=m1m1+m2F，所以绳子的拉力始终不变且大小为m1m1+m2F，故D正确．5.一个质量为4 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1．从t=0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间的变化规律如图所示(g取10 m/s2)．求：(1)物体在整个运动过程中的最大速度；(2)79 s内物体的位移大小．答案：(1)4 m/s(2)159 m解析：由力F随时间的变化规律图和牛顿第二定律可求出物体在前半周期和后半周期的加速度，进而判断物体的运动状态，然后根据速度时间公式求出物体在整个运动过程中的最大速度；由力F随时间的变化规律图可知，力的变化具有周期性，周期为4 s ，可以根据牛顿第二定律求出一个周期内的位移，79 s 为20个周期少1 s ，我们可以算出80 s 内的总位移再减去最后1 s 的位移，即为79 s 内的位移． (1)当物体在前半周期时，由牛顿第二定律，得F 1－μmg=ma 1，解得a 1=2 m/s 2物体在前半周期做匀加速运动，当物体在后半周期时，由牛顿第二定律，得F 2+μmg=ma 2，解得a 2=2 m/s 2 物体在后半周期内做匀减速运动，在2 s 末的速度最大，最大速度为v=at=4 m/s ． (2)前半周期和后半周期位移相等，s 1=12a 1t 2=4 m 所以物体每4 s(即一个周期)的位移为s=2s 1=8 m 第80 s 初，即79 s 末的速度v=a 2×t2=2 m/s 第80 s 的位移s 0=v2×t2=1 m所以79 s 内物体的位移大小为s 2=20s －s 0=159 m ．6.如图所示，长22.5 m 、质量为40 kg 的木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1．质量为60 kg 的人立于木板左端，人与木板均静止，当人以3 m/s 2的加速度匀加速向右奔跑时(g 取10 m/s 2)，求：(1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向； (2)人在奔跑过程中木板的加速度大小和方向； (3)人从左端跑到木板右端所需要的时间． 答案：(1)180 N 方向向右 (2)2 m/s 2 方向向左 (3)3 s解析：(1)设人的质量为m 1，加速度大小为a 1，木板的质量为m 2，加速度大小为a 2，人对木板的摩擦力为F f ，木板对人的摩擦力为F f '．则分析人的受力情况，由牛顿第二定律得 F f '=m 1a 1=180 N ，方向向右．(2)对木板进行受力分析，由牛顿第二定律得 F f －μ(m 1+m 2)g=m 2a 2 由牛顿第三定律得F f =F f ' 解得a 2=2 m/s 2，方向向左．(3)设人从左端跑到右端所经历的时间为t 由运动学公式得l=12a 1t 2+12a 2t 2解得t=√2l a 1+a 2=3 s ．。