高中物理 第四章 牛頓運動定律 4.6 用牛頓運動定律解決問題（一）練習(xí)（含解析）

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精4。6 用牛頓運動定律解決問題（一）課后鞏固作業(yè)時間：45分鐘一、單項選擇題1在交通事故的分析中,剎車線的長度是很重要的依據(jù)剎車線是指汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡在某次交通事故中,汽車的剎車線長度是14 m,假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(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

2、，a7。5 m/s2cv4.5 m/s，a0dv7.5 m/s，a03.如圖所示，不計繩的質(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，物體a的加速度為a1，當(dāng)在繩的b端施加一個大小為fmg的豎直向下的拉力時,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點豎直固定一長

3、為l的直桿ao，boaol，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)從a點由靜止開始沿鋼繩加速滑下已知小球與鋼繩之間的動摩擦因數(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間為（)a。 b.c. d。二、多項選擇題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動時,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。6

4、f7如圖甲所示,一物體在水平拉力f作用下靜止在傾角為的光滑斜面上，逐漸增大拉力f，物體做變加速運動，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時物體的速度8。在光滑的水平面上有一個物體同時受到兩個水平力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)物體做加速運動，加速度逐漸減小,速度逐漸增大b在第3 s內(nèi)物體做加速運動,加速度逐漸減小,速度逐漸增大c在第4 s內(nèi)物體做加速運動，加速度逐漸減小，速度逐漸增大d在第5

5、s末，物體的加速度為零，運動方向與f1的方向相同答案1c設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a，由牛頓第二定律可得mgma，所以ag，由勻變速直線運動的規(guī)律得v2as，故汽車剎車前的速度為v014 m/s，選項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動，所以第5 s末物體的速度為4。5 m/s,加速度為0。故選項c正確3c當(dāng)在繩的b端掛一質(zhì)量為m的物體時，物體a和m一起運動，它們的加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律，對物體a和m組成的整體有mg（mm)a1,得a1；當(dāng)在繩的b端施加一個大小為fmg的拉力時，根據(jù)牛頓第

6、二定律有fmgma2，得a2，故a1a2,選項c正確4c物體在斜面上下滑時，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動，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，故路程隨時間變化的圖象應(yīng)為一開口向上的拋物線，所以選項a、b、d錯誤物體滑到水平面上后，在摩擦力作用下做勻減速運動，此時的摩擦力大于在斜面上運動時受到的摩擦力，所以選項c正確5d本題考查勻加速直線運動的基本規(guī)律和運用牛頓第二定律、數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力根據(jù)幾何關(guān)系作出圖甲，由圖甲可知,cos，bl,可得鋼繩的長度為2bl.對

7、小球受力分析，如圖乙所示，由牛頓第二定律，有mgcosmgsinma，可得agcosgsing，小球在鋼繩上做勻加速運動,由運動學(xué)知識，有l(wèi)at2,代入數(shù)值，解得：t,所以只有d正確6bc取整體為研究對象，由牛頓第二定律得f5mg5ma.再選取1、2兩塊木塊為研究對象,由牛頓第二定律得f2mgfn2ma，聯(lián)立兩式解得fn0.6f，進一步分析可得，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a、b正確；根據(jù)物體的受

8、力可求得能使物體靜止在斜面上所施加的最小拉力,選項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d錯誤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動，選項a、b錯誤；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動,選項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動，運動方向與f1的方向相同，選項d正確-三、非選擇題9某航空公司的一架客機在正常航線上水平飛行時，突然受到強大的垂直氣流的作用，使飛機在10 s內(nèi)下降1 800 m,給眾多

9、乘客和機組人員造成人身傷害，如果只研究在豎直方向上的運動，且假設(shè)這一運動是勻變速直線運動(1）求飛機在豎直方向上產(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的機車，從停車場出發(fā)經(jīng)225 m后速度達(dá)到54 km/h。此時,司機關(guān)閉發(fā)動機,讓機車進站機車又行駛了125 m才停在站上,設(shè)機車所受的阻力保持不變，求機車關(guān)閉發(fā)動機前所受的牽引力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點由靜止開始做勻加速運動,前進了x10.45 m到達(dá)b點時，立即撤去外力f.此后小木塊又前進

10、x20.15 m到達(dá)c點,速度為零已知小木塊的質(zhì)量m1 kg，小木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)。求：(1）小木塊向上經(jīng)過b點時速度為多大?（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摩擦因數(shù)為0.5?，F(xiàn)在對物體施加如圖所示的力f，f10 n,37，且sin370。6，經(jīng)t10 s后撤去力f，再經(jīng)一段時間,物體靜止，g取10 m/s2。求：（1)物體運動過程中的最大速度是多少?（2）物體運動的總位移是多少？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動，一段時間后撤去f，其運動的vt圖象如圖所示g取1

11、0 m/s2,求:（1）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；(2）水平推力f的大??；（3）010 s內(nèi)物體運動位移的大小答案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，fmgma得fm(ag）1 690 n。101。4105 n解析：設(shè)機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,ffma2，解得：f1.4105 n。11(1)1。5 m/s（2）10 n解析：(1)撤去外力后

12、，小木塊做勻減速運動，從b運動到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運動到b的加速度大小為a1（gsingcos)木塊做勻加速直線運動，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，對物體進行受力分析，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,對物體進行受力分析，如圖所示，則有fnmgma22a2x2v2，解得x22.5 m故物體運動的總位移為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動的時間為t2、初速度為v20、末速度為v2t、加速度為a2,則a22 m/s2設(shè)物體所受的摩擦力大小為f，根據(jù)牛頓第二定律，有fma2fmg聯(lián)立得0。2。（2)設(shè)物體做勻加速直線運動的時間為t1、初速度為v10、末速度為v1t、加速度為a1，則a