用牛顿定律解决问题(一)--每课一练
4.6《牛顿运动定律应用一》每课一练(人教版必修一)
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第六节牛顿运动定律应用一1、如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连。
设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力。
则在这段时间内小车可能是()A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动2、某同学坐在前进中的列车车厢内,观察水杯中的水面变化,得出如下论断,其中正确的是(表示水面向后倾斜)()A.水面向后倾斜,可知列车在加速前进B.水面向后倾斜,可知列车在减速前进C.水面向前倾斜,可知列车在加速前进D.水面向前倾斜,可知列车在减速前进3、两辆汽车在同一水平路面上行驶,它们的质量之比m1∶m2=l∶2,速度之比v1∶v2=2∶1.当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为s1,乙车滑行的最大距离为s2.设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则()A.s1∶s2=1∶2 B.s1∶s2=1∶1 C.s1∶s2=2∶1 D.s1∶s2=4∶1 4、某同学从底楼静止开始乘电梯到第九层楼静止,在此过程中,下列正确的有()A.在开始的较短时间内,电梯对该同学的支持力大于该同学对电梯的压力B.在开始的较短时间内,电梯对该同学的支持力大于该同学的重力C.在中间匀速运动过程中,该同学对电梯的压力与该同学的重力是一对平衡力D.在静止前的较短时间内,电梯对该同学的支持力大于该同学的重力5、木块用轻绳吊着在竖直方向上运动(以向上的方向为正方向),它的图线如图所示,则下列说法中正确的有()A.时木块运动方向向下B. 时木块的加速度为零C.末绳的拉力小于末绳的拉力D.末时物体位于出发点之下6、将上下叠放在一起的木块A和B以同一速度竖直向上抛出,阻力不计,下列说法正确的是()A.在运动过程中,AB之间始终有作用力B.在上升过程中,AB之间有作用力,而在下降过程中,AB之间无作用C.在上升过程中,AB之间无作用力,而在下降过程中,AB之间有作用力D.在运动过程中,AB之间始终无作用力7、一质量为m=40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。
高中物理专题4.6用牛顿定律解决问题一练基础版解析版新人教版必修1
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高中物理专题4.6用牛顿定律解决问题一练基础版解析版新人教版必修14、6 用牛顿定律解决问题(一)1、若物体的速度发生变化,则它的:()A、加速度一定发生变化B、运动状态一定发生变化C、合外力一定发生变化D、惯性一定发生变化【答案】B【名师点睛】加速度是矢量,它的方向总是与速度变化量Δv的方向一致,但与速度的方向没有必然联系、在加速直线运动中:v>v0,Δv=v-v0>0,则a>0,与初速度方向相同;在减速直线运动中:v<v0,Δv=v-v0<0,则a<0,与初速度方向相反、2、如图(甲)所示,A、B两物体叠放在一起,放在光滑的水平地面上,从静止开始受到一变力的作用,该力与时间的关系如图(乙)所示,运动过程中两物体始终保持相对静止,则下列说法正确的是:()A、t=0时刻和t=2t0时刻,A受到的静摩擦力相同B、在t0时刻,A、B间的静摩擦力最大C、在t0时刻,A、B的速度最大D、在2t0时刻,A、B的速度最大【答案】C【解析】以整体为研究对象,0时刻F为正方向,根据牛顿第二定律分析得知,则整体加速度为正,再以A为研究对象,则A受到的静摩擦力为正方向;时刻整体所受的合力为负方向,同理可知,此时A受到的静摩擦力为负方向,故时刻和时刻,A受到的静摩擦力方向不同,故A错误;在时刻,,根据牛顿第二定律分析得知,则整体加速度为0,以A为研究对象,即在时刻,A、B间的静摩擦力为0,故B错误;整体在时间内,做加速运动,在时间内,向原方向做减速运动,则时刻,AB速度最大、故C正确D错误。
【名师点睛】根据牛顿第二定律分析何时整体的加速度最大、再以A为研究对象,当加速度最大时,A受到的静摩擦力最大,以整体为研究对象,分析何时AB的速度最大;本题一方面要灵活选择研究对象,另一方面,要能根据物体的受力情况分析物体的运动过程,这是学习动力学的基本功。
3、如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ、现给环一个向右的初速度v0,同时对环施加一个竖直向上的作用力F,并使F的大小随v的大小变化,两者的关系为F=kv,其中k为常数,则环运动过程中的v -t图象不可能的是:()【答案】C【名师点睛】以圆环为研究对像,分析其可能的受力情况,分析其运动情况,再选择速度图象;本题考查分析物体的受力情况和运动情况的能力,条件不明时要加以讨论,不要漏解。
牛顿第一定律 每课一练
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4.1 牛顿第一定律每课一练一、选择题1.(2013·上海市八校2013期中联考、2013·北京市东城区普通校联考)物理学史上,首先用理想斜面实验推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是(A)亚里士多德(B)牛顿(C)伽利略(D)爱因斯坦1.C 解析:伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”错误结论,并指出力是改变运动状态的原因,选项C正确。
2. (2012·山东省潍坊市三县高三联考)16世纪末,伽利略用实验推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。
以下说法中,与亚里士多德观点相反的是()A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,这说明物体受的力越大,速度就越大B.运动的物体,如果不再受力,总会逐渐停下来,这说明静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落的快D.物体维持匀速直线运动,不需要受力2.D 解析:亚里士多德认为“有力作用在物体上时,物体才运动,停止用力,物体就会停下来,即力是维持物体运动的原因”,而伽利略根据理想实验得出“力不是维持物体的运动,即维持物体速度的原因,而恰恰是改变物体速度的原因”;选项A认为力越大,速度就越大,言下之意是力越小,速度就越小,力为零时,速度为零,这和亚里士多德的观点吻合;选项B认为物体长时间不受力时会处于静止状态,也就是说力是维持物体运动的原因,这与亚里士多德的观点吻合;显然选项C也是亚里士多德的观点;选项D是伽利略的观点,与亚里士多德的观点刚好相反。
本题答案为D。
3.(多选)(2013·山东卷)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有()A.力不是维持物体运动的原因B.物体之间普遍存在相互吸引力C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D.物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反3.AC 解析:伽利略利用“理想斜面实验”说明力不是维持物体运动的原因,通过“比萨斜塔实验”证明忽略空气阻力,重物和轻物下落一样快,A、C正确。
《牛顿第一定律》每课一练(人教版必修1)1
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一、牛顿第一定律每课一练★夯实基础1.伽利略的理想实验证明了()A.要物体运动必须有力作用,没有力的作用物体将要静止B.要物体静止必须有力作用,没有力的作用物体就运动C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态D.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态【答案】 D2.关于物体的惯性,下列叙述正确的是()A.惯性除了跟物体的质量有关外,还跟物体的运动速度有关B.物体只有在不受到外力作用的情况下才表现出惯性来C.要消除运动物体的惯性,可以在运动的相反方向上加上外力D.物体的惯性大小与物体是否运动、运动的快慢以及受力情况无关【答案】 D3.做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时刻重力突然消失,物体的运动情况将是()A.悬浮在空中不动B.速度逐渐减小C.保持一定速度向下匀速直线运动D.无法判断【答案】 C4.关于惯性的大小,下列说法正确的是()A.两个质量相同的物体,在阻力相同的情况下,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大B.质量相同的物体,惯性必然相同C.推动地面上静止的物体比维持这个物体匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大D.在月球上举重比地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小【答案】 B5.一个重10 N的物体受到10 N的向上的拉力时,该物体处于()A.一定是静止状态B.一定匀速上升C.一定匀速下降D.都有可能【答案】 D6.人从行驶的汽车上跳下来容易()A.向汽车行驶的方向跌倒B.向汽车行驶的反方向跌倒C.向车右侧方向跌倒D.向车左侧方向跌倒【答案】 A7.下列说法正确的是()A.当战斗机投入战斗,从机上抛掉副油箱是为了提高飞机的灵活性B.手握鎯头木柄往硬地上猛敲几下,使原来松动的鎯头压紧是利用了物体的惯性C.电动机常常固定在很重的底座上是为了防止工作时位置的移动和振动D.行驶的火车不易停止是因为质量太大【答案】ABCD8.火车在长直的水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为()A.人跳起后,车厢内空气给它以向前的力,带着它随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给它一向前的力,推动它随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上和车始终具有相同的速度【答案】 D★提升能力9.列车沿东西方向直线运动,车里桌面上有一小球,乘客看到小球突然沿桌面向东滚动,则列车可能是()A.以很大的速度向西做匀速运动B.向西做减速运动C.向西做加速运动D.向东做减速运动【答案】CD10.如图3—1—2所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,设车足够长,则两个小球图3—1—2A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.难以确定是否相碰,因为不知小车的运动方向【答案】 B11.一向右运动的车厢顶上悬挂两个单摆M和N,它们只能在图示平面内摆动,某一瞬时出现如图3—1—3所示情况,由此可知,车厢的运动及两个单摆相对车厢的运动的可能情况是()图3—1—3A.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N静止B.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N也在摆动C.车厢做匀速直线运动,M静止,N在摆动D.车厢做匀速直线运动,M静止,N也静止【答案】AB。
课时作业9:4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)
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用牛顿运动定律解决问题(一)1. 一个物体在水平恒力F的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t,速度变为v,如果要使物体的速度变为2v,下列方法正确的是()A. 将水平恒力增加到2F,其他条件不变B. 将物体质量减小一半,其他条件不变C. 物体质量不变,水平恒力和作用时间都增加为原来的两倍D. 将时间增加到原来的2倍,其他条件不变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x A与x B相比()A. x A=x BB. x A<x BC. x A>x BD. 不能确定3. 一光滑斜劈,在力F推动下向左匀加速运动,且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止,如图所示,则木块所受合力的方向为()A. 水平向左B. 水平向右C. 沿斜面向下D. 沿斜面向上4. 如图,在倾角为30°的足够长的斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.力F可按图①、②、③、④所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正).已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率,则这四个速率中最大的是()A. v1B. v2C. v3D. v45. 一个静止的质点,在0~4 s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间的变化如图所示,则质点在()A. 第2 s末速度改变方向B. 第2 s末位移改变方向C. 第4 s末回到原出发点D. 第4 s末运动速度为零6. 如图所示,一物块m从某曲面上的Q点自由滑下,通过一粗糙的静止传送带后,落到地面P点.若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来,使传送带也随之运动,再把该物块放在Q点自由下滑,则()A. 它仍落在P点B. 它将落在P点左方C. 它将落在P点右方D. 无法确定落点7. 如图所示,两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在光滑的水平桌面上.若它们分别受到水平推力F1和F2作用,而且F1>F2,则1施于2的作用力大小为()A. F1B. F2C. 12(F1+F2) D.12(F1-F2)8. (多选题)甲、乙两物体叠放在光滑水平面上,如图所示,现给乙物体施加一变力F,力F与时间的关系如图所示,在运动过程中,甲、乙两物体始终相对静止,则()A. 在t时刻,甲、乙间静摩擦力最大B. 在t时刻,甲、乙两物体速度最大C. 在2t时刻,甲、乙间静摩擦力最大D. 在2t时刻,甲、乙两物体位移最大9.(多选题)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图所示为一水平传送带装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持v=1 m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离为2 m,g取10 m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1 m/s的恒定速度平行于传送带运动去取行李,则()A.乘客与行李同时到达BB.乘客提前0.5 s到达BC.行李提前0.5 s到达BD.若传送带速度足够大,行李最快也要2 s才能到达B10.如图所示,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作用力大约为()A.420 N B.600 NC.800 N D.1000 N11.跳伞运动员在下落过程中(如图所示),假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系数k=20 N·s2/m2,跳伞运动员与伞的总质量为72 kg,起跳高度足够高,则:(1)跳伞运动员在空中做什么运动?收尾速度是多大?(2)当速度达到4 m/s时,下落加速度是多大?(g取10 m/s2)(2)5.6 m/s212. 如图所示,质量为5 kg的物块在水平拉力F=15 N的作用下,从静止开始向右运动.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,求:(1)在力F的作用下,物体在前10 s内的位移;(2)在t=10 s末立即撤去力F,再经6 s物体还能运动多远?(g取10 m/s2)13.一物体沿斜面向上以12 m/s的初速度开始滑动,它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v-t图象如图所示,求斜面的倾角以及物体与斜面的动摩擦因数(g取10 m/s2).14. 质量为m=10 kg的小球挂在倾角θ=30°、质量M=40 kg的光滑斜面的固定铁杆上,如图所示,欲使小球在斜面上和斜面一起加速向右运动,求作用于斜面上的水平向右的外力F的范围.(g=10 m/s2)答案1.【解析】 由运动学公式v =at ,当时间加倍速度亦加倍,故D 选项正确. 【答案】 D2.【解析】 由牛顿第二定律a =μmgm =μg ,得a A =a B ,由运动学公式v 2=2ax ,得x A=x B .【答案】 A3.【解析】 由牛顿第二定律可知,物体的加速度与合外力方向一致,故A 选项正确. 【答案】 A4.【解析】 对图①,0~2 s 物体沿斜面向下加速,其加速度为g v 1=gt =10×2 m/s =20 m/s 2~3 s 物体做匀速运动对图②:0~1 s 物体受合外力为零,静止;1~2 s 物体沿斜面向下加速,加速度a =0.5 gv ′2=0.5 g ×t =5 m/s2~3 s 物体的加速度沿斜面向下大小为g ,v 2=v ′2+gt =5 m/s +10×1 m/s =15 m/s 对图③,0~1 s 物体做沿斜面向下的匀加速运动,加速度为0.5 g,1~3 s 做加速度为g 的匀加速运动,3 s 末速度v 3=25 m/s对图④,3 s 末的速度v 4=15 m/s ,故C 选项正确. 【答案】 C5.【解析】 由图线可知0~2 s 物体做加速运动,2~4 s 物体将做减速运动,由对称性可知4 s 末速度减小到零,故D 选项正确,整个过程中物体的速度方向没有改变.【答案】 D6.【解析】 物体从Q 点自由滑下,无论传送带静止,还是传送带逆时针转动,物块在传送带上受到的摩擦力大小和方向不变,物体的初速度和位移不变,故末速度不变,即离开传送带时的速度不变,故A 选项正确.【答案】 A7.【解析】 以整体为研究对象,由牛顿第二定律a =F 1-F 22m以物体乙为研究对象 a =F 12-F 2m解得F 12=F 1+F 22.【答案】 C8.【解析】 由题意可知2t 时刻物体的合外力最大,即物体的加速度最大,所以甲物体的加速度最大,摩擦力最大,t 时刻物体的速度最大,2t 时刻物体的位移最大,故此题B 、C 、D 选项正确.【答案】 BCD9.【解析】 行李放在传送带上,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.行李加速运动的加速度为a =μg =1 m/s 2,历时t 1=v a =1 s 达到共同速度,位移x 1=v2t 1=0.5 m ,此后匀速运动t 2=x -x 1v =1.5s 到达B ,共用2.5 s .乘客到达B ,历时t =xv =2 s ,故B 正确.若传送带速度足够大,行李一直匀加速直线运动,时间最短,最短时间t min =2xa=2 s. 【答案】 BD10.【解析】 从踩下刹车到车完全停止的5 s 内,人的速度由30 m/s 减小到0,视为匀减速运动,则有a =v t -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.【答案】 A11.【解析】 (1)以伞和运动员作为研究对象,开始时速度较小,空气阻力F 小于重力G ,v 增大,F 随之增大,合力F 合减小,做加速度a 逐渐减小的加速运动;当v 足够大,使F =G 时,F 合=0,a =0,开始做匀速运动,此时的速度为收尾速度,设为v m .由F =kv 2m =G , 得v m =G k= mgk=6 m/s. (2)当v =4 m/s<v m 时,合力F 合=mg -F , F =kv 2,由牛顿第二定律F 合=ma得a =g -F m =10 m/s 2-20×4272 m/s 2≈5.6 m/s 2.【答案】 (1)做加速度越来越小的加速运动 6 m/s12.【解析】 从题目所给的条件看,物体的运动分两个过程,前10 s 内F =15 N ,F f=μmg =0.2×5×10 N =10 N ,物体做初速度为零的匀加速直线运动.t =10 s 后物体只受到摩擦力F f ,做匀减速直线运动.在前10 s 内物体受四个力:重力mg 、支持力F N 、拉力F 及滑动摩擦力F f ,如下图所示,根据牛顿第二定律有F N -mg =0, F -F f =ma 1, 又F f =μF N , 联立解得a 1=F -μmg m =15-0.2×5×105 m/s 2=1 m/s 2.由位移公式求出前10 s 内的位移为 x 1=12a 1t 2=12×1×102 m =50 m.物体在10 s 末的速度为 v t =a 1t =1×10 m/s =10 m/s.t =10 s 后物体做匀减速直线运动,其加速度大小为 a 2=F m =μmg m=μg =0.2×10 m/s 2=2 m/s 2.要考虑物体做匀减速直线运动最长能运动多长时间,为此令v t ′=v 0-a 2t ′=0,t ′=v 0a 2=v t a 2=102s =5 s. 第二阶段匀减速直线运动的初速度v 0即第一阶段匀加速运动的末速度v t .这说明,去掉力F 后5 s 内物体即停下来,所以去掉力F 后6 s 内物体通过的位移为x ′=v t ′=v t ·t ′-12a 2t ′2=10×5 m -12×2×52 m =25 m.【答案】 (1)50 m (2)25 m13.【解析】 由题图可知上滑过程的加速度 a 上=122m/s 2=6 m/s 2,下滑过程的加速度a 下=123 m/s 2=4 m/s 2上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图由牛顿第二定律得上滑过程的加速度 a 上=mg sin θ+μmg cos m =g sin θ+μg cos θ下滑过程的加速度 a 下=g sin θ-μg cos θ, 解得θ=30°,μ=315. 【答案】 30°31514.【解析】 小球和斜面一起向右做匀加速运动,对m 进行受力分析,如图所示,由牛顿第二定律可得{ F ′sin θ+F N cos θ=mg竖直方向F ′cos θ-F N sin θ=ma 水平方向当加速度a 增大时,绳的拉力F ′增大,斜面的支持力F N 减小,当F N 减小到零时,小球将离开斜面,故当F N =0时,是保证小球在斜面上一起加速的临界点,即外力F 的最大值,由牛顿第二定律的正交表达式得对m { F ′sin θ-mg =0F ′cos θ=ma max 对M 、m 整体F max =(M +m )a max 联立以上三式得F max =500 3 N 故0<F ≤500 3 N. 【答案】 0<F ≤500 3 N。
4.6 用牛顿运动定律解决问题(一) 每课一练1(人教版必修1)
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4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)题组一从受力确定运动情况1.粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小,则在滑动过程中()A.物体的加速度不断减小,速度不断增大B.物体的加速度不断增大,速度不断减小C.物体的加速度先变大再变小,速度先变小再变大D.物体的加速度先变小再变大,速度先变大再变小答案 D解析合外力决定加速度的大小,滑动过程中物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力.因为F逐渐减小,所以合外力先减小后反向增大,而速度是增大还是减小与加速度的大小无关,而是要看加速度与速度的方向是否相同.前一阶段加速度与速度方向同向,所以速度增大,后一阶段加速度与速度方向相反,所以速度减小,因此D正确.2.A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面,若两物体的质量为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x A与x B相比为() A.x A=x B B.x A>x BC.x A<x B D.不能确定答案 A解析通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道,物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力,由牛顿第二定律知:μmg=ma得:a=μg,可见:a A=a B.物体减速到零时滑行的距离最大,由运动学公式可得:v2A=2a A x A,v2B=2a B x B,又因为v A=v B,a A=a B.所以x A=x B,A正确.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 .继续保持匀速直线运动答案 A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.4.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/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v 20=2ax ,可得汽车刹车前的速度为:v 0=2ax =2μgx =2×0.7×10×14 m/s =14 m/s ,因此B 正确.5.用30 N 的水平外力F 拉一静止在光滑的水平面上质量为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 =7.5 m/s ,a =1.5 m/s 2B .v =4.5 m/s ,a =1.5 m/s 2C .v =4.5 m/s ,a =0D .v =7.5 m/s ,a =0答案 C解析 前3 s 物体由静止开始做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F =ma ,解得:a =F m =3020m/s 2=1.5 m/s 2,3 s 末物体的速度为v =at =1.5×3 m/s =4.5 m/s ;3 s 后,力F 消失,由牛顿第二定律可知加速度立即变为0,物体做匀速直线运动,所以5 s 末的速度仍是3 s 末的速度,即4.5 m/s ,加速度为a =0,故C 正确.题组二 从运动情况确定受力6.一个物体在水平恒力F 的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t ,速度变为v ,如果要使物体的速度变为2v ,下列方法正确的是( )A .将水平恒力增加到2F ,其他条件不变B .将物体质量减小一半,其他条件不变C .物体质量不变,水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D .将时间增加到原来的2倍,其他条件不变答案 D解析 由牛顿第二定律得F -μmg =ma ,所以a =F m-μg ,对比A 、B 、C 三项,均不能满足要求,故选项A 、B 、C 均错,由v =at 可得选项D 对.7.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做匀变速直线运动,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 N答案 B解析 根据v 2=2ax ,得a =v 22x =10022×0.5 m/s 2=1×104 m/s 2,从而得高压气体对子弹的作用力F =ma =20×10-3×1×104 N =2×102 N.8.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 NB .400 NC .350 ND .300 N答案 C解析 汽车的速度v 0=90 km/h =25 m/s设汽车匀减速的加速度大小为a ,则a =v 0t=5 m/s 2 对乘客应用牛顿第二定律可得:F =ma =70×5 N =350 N ,所以C 正确.9.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倍答案 B解析由自由落体规律可知:v2=2gH缓冲减速过程:v2=2ah由牛顿第二定律列方程F-mg=ma解得F=mg(1+H/h)=5mg,故B正确.题组三综合应用10.如图1所示为某小球所受的合力与时间的关系,各段的合力大小相同,且一直作用下去,作用时间相同,设小球从静止开始运动.由此可判定()A.小球向前运动,再返回停止图1B.小球向前运动再返回不会停止C.小球始终向前运动D.小球向前运动一段时间后停止答案 C解析作出相应的小球的v—t图象如图所示,物体的运动方向由速度的方向决定.由图象可以看出,小球的速度方向始终没有变化,故小球始终向前运动,故选C.11.物体以14.4 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为θ=37°的斜坡,到最高点后再滑下,如图2所示.已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15,求:(1)物体沿斜面上滑的最大位移;图2(2)物体沿斜面下滑的时间.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案(1)14.4 m(2)2.4 s解析(1)上升时加速度大小设为a1,由牛顿第二定律得:mg sin 37°+μmg cos 37°=ma1解得a 1=7.2 m/s 2上滑最大位移为x =v 202a 1代入数据得x =14.4 m(2)下滑时加速度大小设为a 2,由牛顿第二定律得:mg sin 37°-μmg cos 37°=ma 2解得a 2=4.8 m/s 2由x =12a 2t 2得下滑时间 t =2x a 2= 6 s ≈2.4 s 12.如图3所示,在海滨游乐场里有一场滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A 点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B 点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C 点停下来.如果人和滑板的总质量m =60 kg ,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8), 图3斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,人从斜坡滑上水平滑道时没有速度损失,重力加速度g 取10 m/s 2.(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC 为L =20 m ,则人从斜坡上滑下的距离AB 应不超过多少?答案 (1)2 m/s 2 (2)50 m解析 (1)人在斜坡上受力如图所示,建立直角坐标系,设人在斜坡上滑下的加速度为a 1,由牛顿第二定律得:mg sin θ-F f1=ma 1F N1-mg cos θ=0 图3又F f1=μF N1联立解得a 1=g (sin θ-μcos θ)=10×(0.6-0.5×0.8) m/s 2=2 m/s 2.(2)人在水平滑道上受力如图所示,由牛顿第二定律得:F f2=ma2,F N2-mg=0又F f2=μF N2联立解得a2=μg=5 m/s2设人从斜坡上滑下的距离为L AB,对AB段和BC段分别由匀变速直线运动公式得:v2-0=2a1L AB,0-v2=-2a2L联立解得L AB=50 m.13.如图4所示,质量m=2 kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20 m.物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,现用大小为20 N,与水平方向成53°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2).图4答案 2 s解析物体先以大小为a1的加速度匀加速运动,撤去外力后,再以大小为a2的加速度减速到B,且到B时速度恰好为零.力F作用时:F cos 53°-μ(mg-F sin 53°)=ma1t时刻:x1=12a1t2v=a1t撤去力F后:μmg=ma2v2=2a2x2由于x1+x2=L 解得t=2 s。
用牛顿定律解决问题(一)--每课一练
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6 用牛顿运动定律解决问题(一)基础巩固1.A、B两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,且m A=3m B,则它们所能滑行的距离x A、x B的关系为()A.x A=x B B.x A=3x B C.x A=13x B D.x A=9x B解析:物体沿水平面滑动时做匀减速直线运动,加速度a=μmgm=μg与质量无关,由0-v02=-2ax和题设条件知x A=x B.答案:A2.如图4-6-6所示,表示某小球所受的合力与时间的关系图象,各段的合力大小相同,作用时间相同,设小球从静止开始运动,由此可判定()A.小球向前运动,再返回停止B.小球向前运动再返回不会停止C.小球始终向前运动D.小球向前运动一段时间后停止解析:由Ft图象知:第1 s,F向前;第2 s,F向后.以后重复该变化,所以小球先加速1 s,再减速1 s,2 s末刚好速度减为零,以后重复该过程,所以小球始终向前运动.故正确答案为C.答案:C3.质量为1 kg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秒内的位移为x m,则F的大小为()A.2xt2 B.2x2t-1C.2x2t+1D.2xt-1图4-6-6解析:由牛顿第二定律F =ma 与x =12at 2,得出F =2mx t 2=2x t 2.答案:A4.如图4-6-7所示,质量为m 的物体在粗糙斜面上以加速度a 加速下滑,现加一个竖直向下的力F 作用在物体上,则施加恒力F 后物体的加速度将 ( )A .增大B .减小C .不变D .无法判断 解析:施加力F 前,mg sin θ-μmg cos θ=ma ;①施加力F 后,(mg +F )sin θ-μ(mg +F )cos θ=ma ′.② ①②得a a ′=mg mg +F <1,故a ′>a . 答案:A5.光滑水平面上静止一个物体,现有水平恒力F 作用在物体上,使物体的位移为x 0时,立刻换成-4F 的力,作用相同时间,物体的总位移为 ( )A .-x 0B .x 0C .0D .-2x 0 解析:以F 方向为正方向,设开始阶段加速度为a ,则后一阶段加速度为-4a ,由运动规律:x 0=12at 2,x ′=at ·t -12×4at 2,x =x 0+x ′三个方程联立求得x =-x 0,故A 正确.答案:A6.一间新房要盖屋顶,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,可看成在光滑的斜坡上下滑) ( )A .60°B .90°C .120°D .150°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 =g cos α.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x =b sin α,由x =12at 2得t =4b g sin 2α,则当α=45°时,对应的时间t 最小,则屋顶的顶角应取90°,B 正确.答案:B7.如图4-6-9所示是一物体沿东西方向(以东为正方向)做直线运动的v t 图象.由此图象可以判断出 () 图4-6-9A .前10 s 物体受到外力方向是向东的,后10 s 受到外力方向是向西的B .前10 s 物体受到外力方向是向西的,后10 s 受到外力方向是向东的C .物体受到的外力方向一直向东D .物体受到的外力方向一直向西答案:C8.质量为0.8 kg 的物体在一水平面上运动,如图 4-6-10所示分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v t 图象,则拉力与摩擦力之比为 ( )A .9∶8B .3∶2C .2∶1D .4∶3解析:由v t 图象知,图线a 为仅受摩擦力,加速度a 1=1.5 m/s 2;图线b 为图4-6-10受水平拉力和摩擦力,加速度a2=0.75 m/s2;列方程ma1=F f,ma2=F-F f,解得F/F f=3/2.答案:B知能提升9.如图4-6-11所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接.图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.图中正确的是()解析:物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用,其摩擦力大小为f1=μmg cos θ,做初速度为零的匀加速直线运动,其v t图象为过原点的倾斜直线,A错,加速度大小不变,B错,其st图象应为一段曲线,D错;物体到达水平面后,所受摩擦力f2=μmg>f1,做匀减速直线运动,所以正确选项为C.答案:C10.质量为2 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为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图4-6-12所示.重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为()图4-6-11图4-6-12A.18 m B.54 m C.72 m D.198 m解析:物体与地面间最大静摩擦力f=μmg=0.2×2×10 N=4 N.由题给Ft 图象知0~3 s内,F=4 N,说明物体在这段时间内保持静止不动.3~6 s内,F=8 N,说明物体做匀加速运动,加速度a=F-fm=2 m/s2.6 s末物体的速度v=at=2×3=6(m/s),在6~9 s内物体以6 m/s的速度做匀速运动.9~12 s内又以2 m/s2的加速度做匀加速运动,作v t图象如下.故0~12 s内的位移x=(1 2×3×6)×2+6×6=54(m).故B项正确.答案:B11.一辆质量为1.0×103 kg的汽车,经过10 s由静止加速到速度为108 km/h 后匀速前进.求:(1)汽车受到的合力.(2)如果关闭汽车发动机油门并刹车,设汽车受到的阻力为6.0×103 N,求汽车由108 km/h到停下来所用的时间和所通过的路程.解析:汽车运动过程如下图所示.(1)由v=v0+at得加速度a =v -v 0t =30-010 m/s 2=3 m/s 2.由F =ma 知汽车受到的合力F =1.0×103×3 N =3.0×103 N.(2)汽车刹车时,由F =ma 知加速度大小a ′=F m =6.0×1031.0×103 m/s 2=6 m/s2. 据v =v 0+at 知刹车时间t =v ′-v 0a ′=0-30-6s =5 s. 由x =v ′+v 02t 知刹车路程x =0+302×5 m =75 m.答案:(1)3.0×103 N(2)5 s 75 m12.一物体沿斜面向上以12 m/s 的初速度开始滑动,它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v t 图象如图4-6-13所示,求斜面的倾角以及物体与斜面的动摩擦因数(g 取10 m/s 2)解析:由图象可知上滑过程的加速度a 上=122 m/s 2=6 m/s 2,下滑过程的加速度a 下=123 m/s 2=4 m/s 2 上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图上滑过程a 上=mg sin θ+μmg cos θm=g sin θ+μg cos θ 下滑过程a 下=g sin θ-μg cos θ,图4-6-13解得θ=30°,μ=315.答案:30°3 15。
4.6用牛顿定律解决问题(一)每课一练D(人教必修1)1
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4.6 用牛顿定律解决问题(一)每课一练D1.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2.质量为1 kg的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在第t s内的位移为x m,则F的大小为()A.B.C.D.3.一辆小车的质量是10 kg,车与地面间的动摩擦因数为0.01,在力F=3 N 的水平拉力作用下,小车由静止开始加速前进,走过40 m时撤掉水平力F,经一段时间后,小车停止,小车共行驶的时间为( )A.16.3 s B.20 s C.40 s D.60 s4.一个物体从离地面一定的高度由静止释放,如果下落过程中受到的空气阻力是物体重力的0.2倍,则物体下落的加速度大小是________m/s2。
如果从地面上以一定的初速度竖直向上抛出一物体,受到的空气阻力仍是重力的0.2倍,则物体上升时的加速度大小是_______m/s2。
(g取10 m/s2)5.质量为0.2 kg的物体沿某一水平面做匀速运动,速度是1 m/s,已知物体与水平面间的动摩擦因数是0.2,当物体受到跟速度方向相同的作用力增大到4 N时,作用3 s末的速度大小是_________。
(g取10 m/s2)6.一个静止在水平面上的物体,质量为2 kg,受水平拉力F=6 N的作用从静止开始运动,已知物体与平面间的动摩擦因数,求物体 2 s末的速度及 2 s 内的位移。
(g取10 m/s2)7.一位滑雪者如果以的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡,从冲坡开始计时,至3.8 s末,雪橇速度变为零。
如果雪橇与人的质量为m=80 kg。
求滑雪人受到的阻力是多少。
(g取10 m/s2)8.质量m=4 kg的物体在力F=10 N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动。
4.6用牛顿定律解决问题(一)每课一练6(人教版必修1).1
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4.6用牛顿定律解决问题(一)每课一练61.一辆空车和一辆满载货物的同型号的汽车,在同一路面上以相同的速度向同一方向行驶.紧急刹车后(即车轮不滚动只滑动)那么( )A.货车由于惯性大,滑行距离较大B.货车由于受的摩擦力较大,滑行距离较小C.两辆车由于质量不同,滑行过程的加速度不同D.两辆车滑行的时间相同2.一个物体受几个力作用而处于静止,若所受的几个力之中的一个力的大小逐渐减小到零后又恢复到原来的大小,在这个过程中( )A.物体的速度由零逐渐增大到某一值后,又逐渐减小到零B.物体的速度由零逐渐增大到某一值后,又逐渐减小到某一值C.物体的速度由零逐渐增大到某一值D.物体由静止开始向某一个方向运动,然后又回到原出发点3.物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别为m A和m B,与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB.用水平拉力F分别拉物体A和B,所得加速度a与拉力F的关系图像如下图4—6—5中A、B所示.则有( ) A.μA=μB,m A<m BB.μA>μB,m A<m BC.可能m A=m BD.μA<μB,m A>m B4.如图4—6—6所示,墙角上斜靠着三块光滑木板,底端距离墙角一样远,a 板与水平面成60o角,B板与水平面成45o角,C板与水平面成30o角.使物体分别由三块木板的顶端从静止开始自由滑下,则滑到底端所用的时间相比较是:( )A.沿a板滑下的时间最短B.沿b板滑下的时间最短C.沿c板滑下的时问最短D.沿a、b、c板滑下所用的时间相等5.如图4—6—7所示,A和B的质量分别是1 kg和2 kg,弹簧和悬线的质量不计,在A上面的悬线烧断的瞬间()A. A的加速度等于3gB. A的加速度等于gC. B的加速度为零D. B的加速度为g6.如图4—6—8所示,在水平面上,质量为10 kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的另一端固定在小车上,小车静止不动,弹簧对物块的弹力大小为5 N时,物块处于静止状态,若小车以加速度a =1 m/s2沿水平地面向右加速运动时()A.物块A相对小车仍静止B. B. 物块A受到的摩擦力将减小C.物块A受到的摩擦力大小不变D.物块A受到的弹力将增大7.如图4—6—9所示,在光滑的水平面上, 有甲、乙两物体在水平力F1、F2作用下运动,已知F1<F2,以下说法正确的是()A.若撤去F1,则甲的加速度一定增大.B.若撤去F2,则乙的加速度一定增大.C.若撤去F1,则甲对乙的作用力一定减小.D.若撤去F2,则乙对甲的作用力一定减小.8.如图4—6—10所示,质量为2kg的物块在水平面上向左运动,已知物块与水平面间的摩擦因数为0.4,当物块受大小为6N、水平向右的力F作用时,物块的加速度为( )A.大小为4m/s2,方向向右B.大小为3m/s2,方向向左C.大小为7 m/s2,方向向右D.大小为7 m/s2,方向向左9.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10.一个物体,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11.质量为4 kg的物体在10 N的水平拉力作用下,在粗糙的水平面上做匀加速直线运动,它经过水平面上A点时速度为2 m/s,2 s后到达B点时速度变为3 m/s,试求:(1)物体的加速度为多大?(2)物体受到的阻力为多大?参考答案;1.D. 2.C.3.B.4.B 5.AC 6.AC 7.A 8.C 9.D 10.A 11.0.5 m/s2 8N。
《牛顿第一定律》每课一练01
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6.1《牛顿第一定律》每课一练011.〔4分〕对运动状态的改变的表达正确的选项是〔〕C.要改变物体的运动状态,必须有力的作用【解析】选C.物体的运动状态描述的是物体运动的速度,速度是矢量,既考虑大小,又考虑方向,故A、B错误.物体的运动状态的改变指的是速度的改变,和物体的初始状态无关,故D错.力是改变物体运动状态的原因,要改变物体的运动状态,就必须有力的作用.C项正确.2.〔4分〕物体在车厢中做抛体运动,以下哪种情况下,人在车厢里观察到的现象和在车厢静止时观察到的现象一样〔〕【解析】选D.车厢静止时是平衡状态,车厢匀速直线运动时也是平衡状态,物体在运动的车厢内下落是由于惯性也具有和车厢一样的速度,两种情况下物体的受力情况一样,物体的运动情况也一样,故D正确.3.〔4分〕以下关于对运动的认识不正确的选项是〔〕A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用时才会运动C.牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度永远运动下去【解析】选A.力是改变物体运动状态的原因,即力是改变物体速度的原因,而不是维持物体运动的原因,力可以使速度增加,也可使速度减小,故A错误,B、C正确;没有摩擦的水平面上的物体所受合外力为零,物体将做匀速直线运动,故D正确.4.〔4分〕关于牛顿第一定律的理解,以下说法正确的选项是〔〕C.物体的质量较小,但运动的速度较大时,惯性也可以很大【解析】选B.力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因.故A错误,B正确;物体的惯性由物体的质量惟一决定,与物体的运动状态和受力情况无关.质量大,那么惯性大,质量不变,那么惯性不变,故C、D均错误.5. 〔4分〕关于物体的惯性,以下说法中正确的选项是〔〕A.把手中的球由静止释放后,球能加速下落,说明力是改变物体惯性的原因100 m比赛中做最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,物体的惯性也越大C.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性D.公交汽车在启动时,乘客都要向前倾,这是乘客具有惯性的缘故【解析】选C.惯性的大小由物体的质量惟一决定,质量越小,惯性越小,故A、B错误,C 正确;由于惯性,汽车启动时,乘客应向后倾,D错误6. 〔4分〕关于伽利略的斜面实验以下说法正确的选项是〔〕C.实验说明要物体静止必须有力作用,没有力作用时物体就运动时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态【解析】选D.理想实验是想象的实验,它以可靠的事实为根底,突出主要因素,忽略次要因素,通过抽象思维深刻揭示自然规律,故A、B错误;实验说明物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,故C错误,D正确.“汤姆,我们现在已关闭火箭上所有推动机,正向月球飞去.〞汤姆:“你们关闭了所有推动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?〞宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动飞船向前运动吧.〞假设不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知以下说法错误的选项是〔〕“力是维持物体运动的原因〞“力是维持物体运动的原因〞“物体运动不需要力来维持〞8.〔4分〕在一艘匀速向西行驶的轮船甲板上,某乘客做立定跳远,假设向各个方向都以相对船相同的速度起跳,那么在船上跳的距离〔〕C.向南北跳一样远,但没有向东远【解析】选D.乘客起跳后,由于惯性具有一个与船等大的速度,乘客的弹跳力使乘客具有的速度与跳跃的方向无关,且与船的速度大小相同,所以无论向何方向跳都一样远,故D正确.9.〔9分〕有一仪器中的电路如图1所示,其中M是质量较大的一个金属块,两端与弹簧相连接,将仪器固定在一辆汽车上,当汽车启动时,哪只灯亮?当汽车急刹车时,哪只灯亮?为什么?【解析】当汽车启动时,汽车的速度变大了,而金属块由于惯性,将保持原来的静止状态,相对于汽车向后运动,从而使绿灯所在的电路被接通,所以启动时绿灯亮;反之,刹车时,汽车的速度变小了,而金属块由于惯性,将保持原来的速度运动,而相对于汽车向前运动,从而使红灯所在的电路被接通,所以刹车时红灯亮.10.〔9分〕在杂技表演中有一个节目叫“季公开石〞,让一个人躺在两个凳子上,找一块大片石压在人身上,然后另一人用大锤砸石头,把石头砸成几块.这个节目所选的石头,在人能承受的范围内,是越大越好,还是越小越好?为什么?【解析】片石越大,其质量越大,惯性就越大,当受到大锤施加的力后,其运动状态越难改变,因此片石获得的瞬时速度越小,对人的冲击力越小,所以石头越大越好.。
4.6用牛顿运动定律解决问题(一)每课一练2(人教版必修1)
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4.6 用牛顿运动定律解决问题(一) 每课一练2(人教版必修1)1.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图6所示状态.设斜面对小球的支持力为F N ,细绳对小球的拉力为F T ,关于此时刻小球的受力情况,下列说法中正确的是( )图6A .若小车向左运动,F N 可能为零B .若小车向左运动,F T 可能为零C .若小车向右运动,F N 不可能为零D .若小车向右运动,F T 不可能为零2.质量分别为M 和m 的两物体靠在一起放在光滑水平面上.用水平推力F 向右推M ,两物体向右加速运动时,M 、m 间的作用力为F N1;用水平力F 向左推m ,使M 、m 一起加速向左运动时,M 、m 间的作用力为F N2,如图7(1)、(2)所示.则( )图7A .F N1∶F N2=1∶1B .F N1∶F N2=m ∶MC .F N1∶F N2=M ∶mD .条件不足,无法比较F N1、F N2的大小3.如图8所示,在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹簧相连,在拉力F 的作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬间A 和B 的加速度为a 1和a 2,则( )图8A .a 1=a 2=0B .a 1=a ,a 2=0C .a 1=m 1m 1+m 2a ,a 2=m 2m 1+m 2a D .a 1=a ,a 2=-m 1m 2a 4.某实验小组,利用DIS 系统观察超重和失重现象,他们在电梯内做实验,在电梯的地板上放置一个压力传感器,在传感器上放一个重为20 N 的物块,如图9甲所示,实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系,如图乙所示.以下根据图象分析得出的结论中正确的是( )图9A .从时刻t 1到t 2,物块处于失重状态B .从时刻t 3到t 4,物块处于失重状态C .电梯可能开始停在低楼层,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在高楼层D .电梯可能开始停在高楼层,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在低楼层图105.一个单摆悬挂在小车上,随小车沿斜面下滑.图10中虚线①垂直于斜面,虚线②平行于斜面,虚线③是竖直方向.下列说法中正确的是( )A.如果斜面是光滑的,摆线将与虚线①重合B.如果斜面是光滑的,摆线将与虚线③重合C如果斜面粗糙且μ<tan θ,摆线将位于①、②之间实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图11所示.图11(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上匀速运动.这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数.(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离x所需时间为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)7.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,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阻力大小不变,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=64 m.求飞行器所受阻力F f的大小;(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.求飞行器能达到的最大高度h;(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3.参考答案课后巩固提升1.AB 2.B 3.D 4.BC5.ACD [如果斜面是光滑的,摆线将与虚线①重合;如果斜面粗糙且μ<tan θ,加速度将沿斜面向下,摆线将位于①、②之间,如果斜面粗糙且μ>tan θ,加速度将沿斜面向上,摆线将位于②、③之间]6.(1)0.5 (2) 8x 3g解析 (1)设小球受的风力为F ,小球质量为m ,由于小球做匀速直线运动,则F =μmg ,所以μ=0.5.(2)如图所示,设杆对小球的支持力为F N ,摩擦力为F f .沿杆方向有F cos θ +mg sin θ-F f =ma ①,垂直于杆的方向有F N +F sin θ-mg cos θ=0 ②又F f =μF N ③取立①②③解得a =34g ,再根据x =12at 2,得t =2x 3g /4=8x 3g. 7.(1)4 N (2)42 m (3)322s(或2.1 s) 解析 (1)第一次飞行中,飞行器的受力分析如图甲,设加速度为为a 1,匀加速运动H =12a 1t 21,由牛顿第二定律得F -mg -F f =ma 1解得F f =4 N ;(2)第二次飞行中,失去升力后的受力分析如图乙,设失去升力时的速度为v 1,匀加速运动h 1=12a 1t 22;设失去升力后加速度为a 2,上升的高度为h 2,由牛顿第二定律得F f +mg =ma 2,又v 1=a 1t 2,h 1=v 212a 2解得h =h 1+h 2=42 m ; (3)失去升力和恢复升力时飞行器受力分析如图丙、丁.设失去升力下降阶段加速度为a 3;恢复升力后加速度为a 4,恢复升力时速度为v 3.由mg -F f =ma 3,F +F f -mg =ma 4,v 232a 3+v 232a 4=h ,v 3=a 3t 3,解得t 3=322s(或2.1 s).。
4.6用牛顿运动定律解决问题 每课一练
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4.6用牛顿运动定律解决问题每课一练【例1】物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示.在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是()A.当θ一定时,a越大,斜面对物体的正压力越小B.当θ一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大C.当a一定时,θ越大,斜面对物体的正压力越小D.当a一定时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越小【答案】BC【详解】解析:解法一:物体放在斜面上,受到三个力作用:重力mg、斜面的支持力FN和静摩擦力F,如图所示.由于物体在电梯中,具有与电梯相同的向上加速度,故物体在水平方向上合外力为零,在竖直方向由牛顿运动定律可得:Ffcosθ=FNsinθFfsinθ+FNcosθ-mg=ma由以上两式解得FN=m(g+a)cosθFf=m(g+a)sinθ由支持力和摩擦力的表达式可判断选项B、C正确.解法二:在加速度向上的系统中的物体处于超重状态,也就是在该系统中放一静止的物体,受到的重力大小可以认为是m(g+a).然后利用平衡条件进行判断.对于在斜面上的物体,斜面对物体的支持力FN=m(g+a)cosθ.斜面对物体的静摩擦力Ff=m(g+a)sinθ.由支持力和摩擦力的表达式可以判断B、C两项正确. 【例2】如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0 kg的薄木板A和质量为mB=3 kg的金属块B.A 的长度L=2.0 m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0 kg的物块C相连.B与A之间的动摩擦因数μ=0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,B位于A的左端(如图),然后放手,求经过多长时间后B从A的右端脱离(设A的右端距滑轮足够远)(取g=10 m/s2).【答案】4.0 s【详解】以桌面为参考系,令aA表示A的加速度,aB表示B、C的加速度,xA和xB分别表示t时间内A 和B移动的距离,则由牛顿定律和匀加速运动的规律可得,以B、C为研究对象mCg-μmBg=(mC+mB)aB (3分)以A为研究对象:μmBg=mAaA (2分)则由xB= aBt2 (2分)xA=aAt2 (2分)xB-xA=L (2分) 由以上各式,代入数值,可得t=4.0 s (2分) 【巩固练习】 1.(2011·上海高考物理·T16)如图,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小球a 、b 用绝缘细线分别系于上、下两边,处于静止状态。
用牛顿定律解决问题(一)--每课一练
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4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)每课一练一、选择题1.(2013·安徽卷)如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行。
在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为F N分别为(重力加速度为g)A.T=m(g sinθ+ a cosθ),F N=m(g cosθ- a sinθ)B.T=m(g sinθ+ acosθ),F N=m(g sinθ- a cosθ)C.T=m(a cosθ- gsinθ),F N=m(g cosθ+ a sinθ)D.T=m(a sinθ- gcosθ),F N=m(g sinθ+ a cosθ)1.A 解析:对球受力分析如图所示,沿水平方向和竖直方向正交分解:水平方向:T cosθ-F N sinθ=ma;竖直方向:T sinθ+F N cosθ=mg。
联立两式,解得:T=m(g sinθ+ a cosθ),F N=m(g cosθ- a sinθ),故A正确。
方法技巧:本题可以令a=0(特殊值代入法),利用小球的平衡条件可得T=mg sinθ,F N= mg cosθ,经检验只有选项A正确。
2.如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力2.D解析:物体肯定受到竖直向下的重力和斜向上的恒定拉力F的作用,因为其处于平衡状态,合力为零,所以其肯定还受到水平向左的摩擦力的作用,再根据摩擦力的产生条件可知,物体还受到地面竖直向上的弹力,四力平衡,选项D正确。
3.(2013·甘肃省兰州一中高三月考、2013·江西南昌三中高三月考)如图是一种升降电梯的示意图,A 为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为M,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动。
用牛顿运动定律解决问题(一)(含答案)
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用牛顿运动定律解决问题(一)(40分钟 50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.如图所示,小车以加速度a向右匀加速运动,车中小球质量为m,则线对球的拉力为( )A.mB.m(a+g)C.mgD.ma2.设洒水车的牵引力不变,所受的阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上原来匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是( )A.继续做匀速运动B.变为做匀加速运动C.变为做匀减速运动D.变为做变加速运动3.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图像可以正确反映出雨滴下落运动情况的是( )4.如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,下端固定。
弹簧原长为20cm,劲度系数k=200N/m。
现用竖直向下的力将弹簧压缩到10cm后用细线拴住,此时在弹簧上端放置质量为0.5 kg的物块,取g=10m/s2。
在烧断细线的瞬间,下列说法正确的是( )A.物块的加速度为30 m/s2,方向竖直向上B.物块的加速度为10 m/s2,方向竖直向下C.物块的加速度为零D.物块的速度为零5.一辆雪橇的质量是500kg,它与地面间的动摩擦因数为μ=0.02,在F=300N的水平拉力作用下,雪橇由静止开始匀加速前进,前进20m时撤掉水平力F,那么雪橇一共行驶的时间为(g=10m/s2)( )A.10 sB.20 sC.30 sD.40 s6.一间新房要盖屋顶,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,可看做在光滑的斜坡上下滑)( )A.60°B.90°C.120°D.150°二、非选择题(本题共2小题,共20分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.有一特警队员在训练中从一根竖直杆上由静止滑下,经一段时间落地,如图甲所示。
队员下滑过程中受到的摩擦力随时间变化的规律如图乙所示。
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4.6 用牛顿运动定律解决问题(一) 作业1.粗糙水平面上的物体在水平拉力F 作用下做匀加速直线运动,现使F 不断减小,则在滑动过程中( )A .物体的加速度不断减小,速度不断增大B .物体的加速度不断增大,速度不断减小C .物体的加速度先变大再变小,速度先变小再变大D .物体的加速度先变小再变大,速度先变大再变小答案 D 解析 合外力决定加速度的大小,滑动过程中物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力.因为F 逐渐减小,所以合外力先减小后反向增大,而速度是增大还是减小与加速度的大小无关,而是要看加速度与速度的方向是否相同.前一阶段加速度与速度方向同向,所以速度增大,后一阶段加速度与速度方向相反,所以速度减小,因此D 正确.2.A 、B 两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面,若两物体的质量为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x A 与x B 相比为( )A .x A =xB B .x A >x BC .x A <x BD .不能确定答案 A 解析 通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道,物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg 为合外力,由牛顿第二定律知:μmg =ma 得:a =μg ,可见:a A =a B .物体减速到零时滑行的距离最大,由运动学公式可得:v 2A =2a A x A ,v 2B =2a B x B ,又因为v A =v B ,a A =a B .所以x A =x B ,A 正确.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 .继续保持匀速直线运动答案 A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.4.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v20=2ax,可得汽车刹车前的速度为:v0=2ax=2μgx=2×0.7×10×14 m/s=14 m/s,因此B正确.5.用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为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=7.5 m/s,a=1.5 m/s2B.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2C.v=4.5 m/s,a=0 D.v=7.5 m/s,a=0答案C解析前3 s物体由静止开始做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F=ma,解得:a=Fm=3020m/s2=1.5 m/s2,3 s末物体的速度为v=at=1.5×3 m/s=4.5 m/s;3 s后,力F消失,由牛顿第二定律可知加速度立即变为0,物体做匀速直线运动,所以5 s末的速度仍是3 s末的速度,即4.5 m/s,加速度为a=0,故C正确.6.一个物体在水平恒力F的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t,速度变为v,如果要使物体的速度变为2v,下列方法正确的是() A.将水平恒力增加到2F,其他条件不变B.将物体质量减小一半,其他条件不变C.物体质量不变,水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D.将时间增加到原来的2倍,其他条件不变答案D解析由牛顿第二定律得F-μmg=ma,所以a=Fm-μg,对比A、B、C三项,均不能满足要求,故选项A、B、C均错,由v=at可得选项D对.7.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做匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为() A.1×102 N B.2×102 NC.2×105 N D.2×104 N答案 B解析根据v2=2ax,得a=v22x=10022×0.5m/s2=1×104 m/s2,从而得高压气体对子弹的作用力F =ma =20×10-3×1×104 N =2×102 N.8.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 NB .400 NC .350 ND .300 N答案 C解析 汽车的速度v 0=90 km/h =25 m/s 设汽车匀减速的加速度大小为a ,则a =v 0t=5 m/s 2 对乘客应用牛顿第二定律可得:F =ma =70×5 N =350 N ,所以C 正确.9.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倍答案 B解析 由自由落体规律可知:v 2=2gH 缓冲减速过程:v 2=2ah由牛顿第二定律列方程F -mg =ma 解得F =mg (1+H /h )=5mg ,故B 正确.10.如图1所示为某小球所受的合力与时间的关系,各段的合力大小相同,且一直作用下去,作用时间相同,设小球从静止开始运动.由此可判定( )A .小球向前运动,再返回停止B .小球向前运动再返回不会停止C .小球始终向前运动D .小球向前运动一段时间后停止答案 C解析 作出相应的小球的v —t 图象如图所示,物体的运动方向由速度的方向决定.由图象可以看出,小球的速度方向始终没有变化,故小球始终向前运动,故选C.11.物体以14.4 m/s 的初速度从斜面底端冲上倾角为θ=37°的斜坡,到最高点后再滑下,如图2所示.已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15,求:(1)物体沿斜面上滑的最大位移; 图2(2)物体沿斜面下滑的时间.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案 (1)14.4 m (2)2.4 s解析 (1)上升时加速度大小设为a 1,由牛顿第二定律得:mg sin 37°+μmg cos 37°=ma 1解得a 1=7.2 m/s 2上滑最大位移为x =v 202a 1代入数据得x =14.4 m(2)下滑时加速度大小设为a 2,由牛顿第二定律得:mg sin 37°-μmg cos 37°=ma 2解得a 2=4.8 m/s 2由x =12a 2t 2得下滑时间 t =2x a 2= 6 s ≈2.4 s 12.如图3所示,在海滨游乐场里有一场滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A 点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B 点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C 点停下来.如果人和滑板的总质量m =60 kg ,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8), 图3斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,人从斜坡滑上水平滑道时没有速度损失,重力加速度g 取10 m/s 2.(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC 为L =20 m ,则人从斜坡上滑下的距离AB 应不超过多少?答案 (1)2 m/s 2 (2)50 m解析 (1)人在斜坡上受力如图所示,建立直角坐标系,设人在斜坡上滑下的加速度为a 1,由牛顿第二定律得:mg sin θ-F f1=ma 1F N1-mg cos θ=0 图3又F f1=μF N1联立解得a 1=g (sin θ-μcos θ)=10×(0.6-0.5×0.8) m/s 2=2 m/s 2.(2)人在水平滑道上受力如图所示,由牛顿第二定律得:F f2=ma 2,F N2-mg =0又F f2=μF N2联立解得a 2=μg =5 m/s 2设人从斜坡上滑下的距离为L AB ,对AB 段和BC 段分别由匀变速直线运动公式得: v 2-0=2a 1L AB,0-v 2=-2a 2L联立解得L AB =50 m.13.如图4所示,质量m =2 kg 的物体静止于水平地面的A 处,A 、B 间距L =20 m .物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,现用大小为20 N ,与水平方向成53°的力斜向上拉此物体,使物体从A 处由静止开始运动并能到达B 处,求该力作用的最短时间t (已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g 取10 m/s 2).图4答案 2 s解析 物体先以大小为a 1的加速度匀加速运动,撤去外力后,再以大小为a 2的加速度减速到B ,且到B 时速度恰好为零.力F 作用时:F cos 53°-μ(mg -F sin 53°)=ma 1t 时刻:x 1=12a 1t 2 v =a 1t 撤去力F 后:μmg =ma 2 v 2=2a 2x 2由于x 1+x 2=L解得t =2 s。