高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 4.6 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）練習(xí)（含解析）新人教版必修1

1、4.6 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）課后鞏固作業(yè)時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1在交通事故的分析中，剎車線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù)剎車線是指汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡在某次交通事故中，汽車的剎車線長(zhǎng)度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為()A7 m/s B10 m/sC14 m/s D20 m/s2用30 N的水平外力F拉一個(gè)靜放在光滑水平面上質(zhì)量為20 kg的物體，力F作用3 s后撤去，則第5 s末物體的速度和加速度分別為()Av4.5 m/s，a1.5 m/s2Bv1.5 m/s，a7.5 m/s2Cv4

2、.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a03.如圖所示，不計(jì)繩的質(zhì)量以及繩與滑輪的摩擦，物體A的質(zhì)量為M，水平面光滑，當(dāng)在繩的B端掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)，物體A的加速度為a1，當(dāng)在繩的B端施加一個(gè)大小為Fmg的豎直向下的拉力時(shí)，物體A的加速度為a2，則a1與a2的大小關(guān)系是()Aa1a2 Ba1a2Ca1a2 D無法確定4.如圖所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接下列各圖中v、a、f和s分別表示物體的速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，其中正確的是()5.如圖所示，山坡上O點(diǎn)豎直固定一長(zhǎng)為l的直桿AO，BOAOl

3、，A端與坡底B間連有一繃直的鋼繩，一穿于鋼繩上的小球(視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開始沿鋼繩加速滑下已知小球與鋼繩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，鋼繩與直桿之間的夾角30，取重力加速度為g，則小球在鋼繩上滑行的時(shí)間為()A. B.C. D.二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示，5塊質(zhì)量相同的木塊并排放在水平地面上，它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，當(dāng)用力F推第1塊木塊使它們共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()A由右向左，相鄰兩塊木塊之間的相互作用力依次變小B由右向左，相鄰兩塊木塊之間的相互作用力依次變大C第2塊木塊與第3塊木塊之間的彈力大小為0.6FD第3塊木塊與第4塊木塊之間的彈力大小為0.6F7如圖甲所示，一物體在水

4、平拉力F作用下靜止在傾角為的光滑斜面上，逐漸增大拉力F，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨拉力F變化的圖象如圖乙所示，根據(jù)圖乙中所提供的信息可以計(jì)算出()A物體的質(zhì)量B斜面的傾角C物體能靜止在斜面上所施加的最小拉力D加速度為6 m/s2時(shí)物體的速度8.在光滑的水平面上有一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1和F2的作用，在第1 s內(nèi)物體保持靜止，若兩力隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A在第2 s內(nèi)物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，速度逐漸增大B在第3 s內(nèi)物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，速度逐漸增大C在第4 s內(nèi)物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，速度逐漸增大D在第5 s末，物體的加速度為零，運(yùn)

5、動(dòng)方向與F1的方向相同答案1C設(shè)汽車剎車后滑動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律可得mgma，所以ag，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得v2as，故汽車剎車前的速度為v014 m/s，選項(xiàng)C正確2C由題意知在前3 s內(nèi)，物體的加速度a11.5 m/s2,3 s末的速度va1t4.5 m/s，力F撤去后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以第5 s末物體的速度為4.5 m/s，加速度為0.故選項(xiàng)C正確3C當(dāng)在繩的B端掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)，物體A和m一起運(yùn)動(dòng)，它們的加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)物體A和m組成的整體有mg(Mm)a1，得a1；當(dāng)在繩的B端施加一個(gè)大小為Fmg的拉力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有FmgMa2，得a

6、2，故a1a2，選項(xiàng)C正確4C物體在斜面上下滑時(shí)，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力為恒力，加速度為恒量，物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故加速度圖象應(yīng)為一平行于橫軸的直線段；速度vat，故速度圖象應(yīng)為一向上傾斜的直線段；路程sat2，故路程隨時(shí)間變化的圖象應(yīng)為一開口向上的拋物線，所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤物體滑到水平面上后，在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的摩擦力大于在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力，所以選項(xiàng)C正確5D本題考查勻加速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和運(yùn)用牛頓第二定律、數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力根據(jù)幾何關(guān)系作出圖甲，由圖甲可知，cos，bl，可得鋼繩的長(zhǎng)度為2bl.對(duì)小球受力分析，如圖乙所示，

7、由牛頓第二定律，有mgcosmgsinma，可得agcosgsing，小球在鋼繩上做勻加速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，有l(wèi)at2，代入數(shù)值，解得：t，所以只有D正確6BC取整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得F5mg5ma.再選取1、2兩塊木塊為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得F2mgFN2ma，聯(lián)立兩式解得FN0.6F，進(jìn)一步分析可得，從左向右，相鄰兩塊木塊間的相互作用力是依次變小的選項(xiàng)B、C正確7ABC物體受到的合力為F合Fcosmgsin，根據(jù)牛頓第二定律得F合ma，結(jié)合題圖乙可得20cos10msin2m,30cos10msin6m，聯(lián)立可解得m和，選項(xiàng)A、B正確；根據(jù)物體的受力可求得能使物體靜止在斜面

8、上所施加的最小拉力，選項(xiàng)C正確；由于物體的加速度在不斷變化，故無法求得物體的速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8CD在第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)物體所受的合力逐漸增大，加速度逐漸增大，速度逐漸增大，物體做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在第4 s內(nèi)物體所受的合力逐漸減小，加速度逐漸減小，但速度一直增大，物體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；在第5 s末，物體所受的合力為零，加速度為零，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與F1的方向相同，選項(xiàng)D正確三、非選擇題9某航空公司的一架客機(jī)在正常航線上水平飛行時(shí)，突然受到強(qiáng)大的垂直氣流的作用，使飛機(jī)在10 s內(nèi)下降1 800 m，給眾多乘客和機(jī)組人員造成人身傷害，

9、如果只研究在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，且假設(shè)這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)(1)求飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度大??；(2)試估算質(zhì)量為65 kg的乘客所系安全帶必須提供多大拉力才能使乘客不脫離座椅(g取10 m/s2)10一輛質(zhì)量為100 t的機(jī)車，從停車場(chǎng)出發(fā)經(jīng)225 m后速度達(dá)到54 km/h.此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站機(jī)車又行駛了125 m才停在站上，設(shè)機(jī)車所受的阻力保持不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受的牽引力11如圖所示，斜面的傾角30，小木塊在沿斜面向上的恒定外力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)了x10.45 m到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，立即撤去外力F.此后小木塊又前進(jìn)x20.15 m到達(dá)C點(diǎn)，速

10、度為零已知小木塊的質(zhì)量m1 kg，小木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).求：(1)小木塊向上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度為多大？(2)小木塊在AB段所受的外力F為多大？(g取10 m/s2)12.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37，且sin370.6，經(jīng)t10 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體靜止，g取10 m/s2.求：(1)物體運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度是多少？(2)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？13質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示g取10 m/s2，求：(1)物體

11、與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)水平推力F的大?。?3)010 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小答案9.(1)36 m/s2(2)1 690 N解析：(1)由位移公式xat2得a m/s236 m/s2.(2)設(shè)安全帶提供的拉力為F，由牛頓第二定律，F(xiàn)mgma得Fm(ag)1 690 N.101.4105 N解析：設(shè)機(jī)車在加速階段的加速度為a1，減速階段的加速度為a2，則：v22a1x1，v22a2x2，解得a10.5 m/s2，a20.9 m/s2.由牛頓第二定律得FFfma1，F(xiàn)fma2，解得：F1.4105 N.11(1)1.5 m/s(2)10 N解析：(1)撤去外力后，小木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，從B運(yùn)

12、動(dòng)到C，加速度大小為a2gsingcos7.5 m/s2又vv2a2x2，vC0代入數(shù)據(jù)可解得vB m/s1.5 m/s.(2)木塊從A運(yùn)動(dòng)到B的加速度大小為a1(gsingcos)木塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故有v2a1x1代入數(shù)據(jù)可解得F10 N.12(1)5 m/s(2)27.5 m解析：(1)撤去力F前，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示，則有FsinNmgFcosfma1又fNx1a1t2，va1t代入數(shù)據(jù)解得x125 m，v5 m/s.(2)撤去F后，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示，則有fNmgma22a2x2v2，解得x22.5 m故物體運(yùn)動(dòng)的總位移為xx1x227.5 m.13(1)0.2(2)6 N(3)46 m解析：(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2、初速度為v20、末速度為v2t、加速度為a2，則a22 m/s2設(shè)物