高中物理第5章牛顿运动定律习题课1用牛顿运动定律解决动力学两类基本问题习题含解析鲁科版第一册

习题课1：用牛顿运动定律解决动力学两类基本问题
基础巩固
1。

质量为m的物体，放在粗糙的水平地面上,受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
B。

和物体跟地面间的动摩擦因数无关
C.和物体运动的时间无关
D.和恒力F成正比
,物体的加速度a=F—μg可见,物体的加速度a与物体的速度和运动时间无关,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.
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/s
C.10 m/s D。

20 m/s
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=2as,可得汽车刹车前的速度为v0==14m/s，因此选项B正确.
3。

(多选）如图所示,质量为20 kg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，同时还受到大小为10 N的水平向右的力的作用,则该物体(g取10 m/s2)（）
A。

受到的摩擦力大小为20 N，方向向左
B.受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
C.运动的加速度大小为1。

5 m/s2,方向向左
D。

运动的加速度大小为0。

5 m/s2,方向向左
大小为f=μF N=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;根据牛顿第二定律得,F—f=ma得
a=m/s2=—0。

5m/s2，方向向左.
4。

某人以一定的初速度从P点竖直向上抛出一个小球,1 s 后小球运动到最高点,若小球运动时受到的空气阻力大小不变（不为零）.则又经过1 s后（）
A.小球恰好经过P点
B.小球的位置在P点下方
C。

小球的位置在P点上方
D。

阻力大小不确定，无法判断小球的位置是在P点的上方还是下方
f,由牛顿第二定律得:
上升过程有mg+f=ma上
下落过程有mg—f=ma下
可得a上〉a下，即上升的加速度比下落的加速度大。

根据位移公式s=at2，知下落1s的位移小于上升1s的位移，所以又经过1s后小球的位置在P点上方。

所以C选项是正确的。

5。

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 N B.2×102 N
C。

2×105 N D。

2×104 N
v2=2as，得a=m/s2=1×104m/s2，从而得高压气体对子弹的平均作用力F=ma=20×10—3×1×104N=2×102N.
6。

一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动,4 s 内通过8 m的距离，此后关闭发动机,汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m=2×103 kg,汽车运动过程中所受的阻力大小不变,求：
（1)关闭发动机时汽车的速度大小。

(2）汽车运动过程中所受到的阻力大小。

(3）汽车牵引力的大小.
）汽车开始做匀加速直线运动,则
s0=t1，解得v0==4m/s。

(2）汽车滑行减速过程中加速度
a2==-2m/s2
由牛顿第二定律得—f=ma2
解得f=4×103N。

(3)开始加速过程中加速度为a1，则s0=a1
由牛顿第二定律得F-f=ma1
解得F=f+ma1=6×103N。

）4 m/s(2)4×103 N(3）6×103 N
能力提升
1.一物块静止在粗糙的水平桌面上。

从某时刻开始,物块受到一
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之间关系的图像是(）
,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。

物块受到拉力和摩擦力作用，根据牛顿第二定律F—μmg=ma，当F≤f max
时,a=0;当F>f max时，a与F成一次函数关系，选项C正确。

2.如图所示，一个质量为50 kg的沙发静止在水平地面上，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1=120 N、F2=160 N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10 m/s2。

下列说法正确的是(）
A。

沙发不会被推动
B.沙发将沿着F1的方向移动，加速度为0.6 m/s2
C.沙发将沿着F2的方向移动，加速度为0.2 m/s2
D。

沙发的加速度大小为1 m/s2
F==200N，方向在水平面内与F1夹角的正弦值为sinθ==0。

8，即θ=53°;而最大静摩擦力
f max=μF N=μmg=0。

3×500N=150N，有F〉f max，则沙发要做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有F-f max=ma，可得a=1m/s2,方向沿水平面与F1成53°，故选D.
3.（多选)蹦极运动的示意图如图所示,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点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起。

整个过程中忽略空气阻力。

分析这一过程,下列表述正确的是（）
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
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。

4。

如图所示，质量为m=3 kg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=2 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)（）
A.42 N B。

6 N C.21 N D。

36 N
mg sinθ=μmg cosθ,所以μ=tanθ;当在推力作用下加速上滑时,由运动学公式s=at2得a=2m/s2，由牛顿第二定律得F—mg sinθ-μmg cosθ=ma，解得F=36N，D正确.
5。

用平行于斜面的推力，使静止的质量为m的物体在倾角为
θ的光滑斜面上，由底端向顶端做匀加速运动。

当物体运动到
斜面中点时，去掉推力，物体刚好能到达顶点,则推力的大小为（)
A。

mg(1—sin θ） B.2mg sin θ
C.2mg cos θ D。

2mg(1+sin θ）
,匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移相等，根据s=知,加速运动的过程中，匀减速运动的过程中,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等。

匀加速
直线运动的加速度大小a1=，匀减速直线运动的加速度大小为
a2=。

因a1=a2，则,计算得出F=2mg sinθ。

所以B选项是正确的，A、C、D错误.
6.一架航模遥控飞行器如图所示,其质量m=2 kg,动力系统提供
的恒定升力F=28 N.试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。

设飞行器飞行时所受的空气阻力恒为f=4 N,g取 10 m/s2。

(1）第一次试飞，飞行器飞行t1=8 s时到达高度H等于多少?
（2)第二次试飞，飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力,求飞行器减速上升阶段的加速度的大小.
）第一次飞行中,设加速度为a1
由牛顿第二定律得F-mg—f=ma1
飞行器上升的高度H=a1
以上两式代入数据解得H=64m.
(2)第二次飞行中,设失去升力后的加速度为a2
由牛顿第二定律得mg+f=ma2
代入数据解得a2=12m/s2,方向向下.
(2)12 m/s2。