物理課時(shí)練習(xí)6用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題

6.用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題(一)知識(shí)點(diǎn)一：由物體的受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況1．質(zhì)量為m的木塊位于粗糙水平面上，若用大小為F的水平恒力拉木塊，其加速度為a；當(dāng)拉力方向不變、大小變?yōu)?F時(shí)，木塊的加速度為a′，則A．a(chǎn)′＝aB．a(chǎn)′＜2aC．a(chǎn)′＞2aD．a(chǎn)′＝2a2．A、B兩物體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若兩物體的質(zhì)量mA＞mB，兩物體與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離xA與xB相比為A．xA＝xBB．xA＞xBC．xA＜xBD．不能確定3．如圖所示，某高速列車最大運(yùn)行速度可達(dá)270km/h，機(jī)車持續(xù)牽引力為×105N。設(shè)列車總質(zhì)量為100t，列車所受阻力為所受重力的倍。如果列車在該持續(xù)牽引力牽引下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，列車從開(kāi)始啟動(dòng)到達(dá)到最大運(yùn)行速度共需要多長(zhǎng)時(shí)間？(g取10知識(shí)點(diǎn)二：由物體的運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況4．如圖所示，當(dāng)車廂向前加速前進(jìn)時(shí)，物體M靜止于豎直車廂后壁上，當(dāng)車廂加速度增加時(shí)，則A．靜摩擦力增加B．車廂壁對(duì)物體的彈力增加C．物體M仍保持相對(duì)于車的靜止?fàn)顟B(tài)D．物體的加速度也增加5．某步槍子彈的出口速度達(dá)100m/s，若步槍的槍膛長(zhǎng)0.5m，子彈的質(zhì)量為20A．1×102NB．2×102NC．2×105ND．2×104N6．如圖所示，質(zhì)量為30kg的雪橇在與水平面成30°角的拉力F作用下，沿水平地面向右做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.5m，速度由0.6m/s均勻減至0.4知識(shí)點(diǎn)三：連接體問(wèn)題7．如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩物體A和B用彈簧連在一起放在粗糙水平面上，在水平拉力F(已知)的作用下，兩物體做勻速運(yùn)動(dòng)。那么在撤去外力F的瞬間，物體A和物體B的加速度分別是A．0，eq\f(F,mB)B．0，eq\f(F,mA)\f(F,mA)，eq\f(F,mB)\f(F,mB)，08．如圖，在光滑地面上，水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)。小車質(zhì)量是M，木塊質(zhì)量是m，力大小是F，加速度大小是a，木塊和小車之間動(dòng)摩擦因數(shù)是μ。則在這個(gè)過(guò)程中，木塊受到的摩擦力大小是A．μmg\f(mF,M＋m)C．μ(M＋m)gD．ma9．質(zhì)量為M的人站在地面上，用繩通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如圖所示，若重物以加速度a向下降落(a＜g)，則人對(duì)地面的壓力大小為A．(m＋M)g－maB．M(g－a)－maC．(M－m)g＋maD．Mg－mg能力點(diǎn)一：用牛頓第二定律求解兩類基本問(wèn)題10．如圖所示，輕繩跨過(guò)定滑輪(與滑輪間摩擦不計(jì))一端系一質(zhì)量為m的物體，一端用FT的拉力，結(jié)果物體上升的加速度為a1，后來(lái)將FT的力改為重力為FT的物體，m向上的加速度為a2，則A．a(chǎn)1＝a2B．a(chǎn)1＞a2C．a(chǎn)1＜a2D．無(wú)法判斷11．如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為最低點(diǎn)。每根桿上都套有一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫(huà)出)，三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為0)，用t1、t2、t3依次表示各環(huán)到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間，則A．t1＜t2＜t3B．t1＞t2＞t3C．t3＞t1＞t2D．t1＝t2＝12．如圖所示，表示某小球所受的合力與時(shí)間的關(guān)系，各段的合力大小相同，作用時(shí)間相同，設(shè)小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。由此可判定A．小球向前運(yùn)動(dòng)，再返回停止B．小球向前運(yùn)動(dòng)，再返回不會(huì)停止C．小球始終向前運(yùn)動(dòng)D．小球在4s末速度為013．ABS系統(tǒng)是一種能防止車輪被抱死而導(dǎo)致車身失去控制的安全裝置，全稱防抱死剎車系統(tǒng)。它既能保持足夠的制動(dòng)力，又能維持車輪緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類汽車上。有一汽車沒(méi)有安裝ABS系統(tǒng)，急剎車后，車輪抱死，在路面上滑動(dòng)。(1)若車輪與干燥路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是，汽車以14m/s的速度行駛，急剎車后，(2)若車輪與濕滑路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，汽車急剎車后的滑行距離不超過(guò)18m，剎車前的最大速度是多少？(取g＝1014．(2022安徽高考，22)在2022年北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探求上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化。一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g＝10m/s2。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度a＝1(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力。能力點(diǎn)二：臨界問(wèn)題15．如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊以多大的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球恰好對(duì)斜面沒(méi)有壓力？16．(2022上海高考，22)如圖(a)，質(zhì)量m＝1kg的物體沿傾角θ＝37°的固定粗糙斜面由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，風(fēng)對(duì)物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖(b)所示。(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)比例系數(shù)k。(sin37°＝，cos37°＝，取g＝10m/s答案與解析基礎(chǔ)鞏固1．C3．答案：s解析：已知列車總質(zhì)量m＝100t＝×105kg，列車最大運(yùn)行速度v＝270km/h＝75m/s，持續(xù)牽引力F＝×105N，列車所受阻力f＝由牛頓第二定律得F－f＝ma所以列車的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f×105－×105,×105)m/s2＝0.57m/s2又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v－v0＝at，可得列車從開(kāi)始啟動(dòng)到達(dá)到最大運(yùn)行速度需要的時(shí)間t＝eq\f(v－v0,a)＝eq\f(75－0,s＝s。4．BCD6．答案：56N解析：根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的推論公式v2－veq\o\al(2,0)＝2ax，可求雪橇減速運(yùn)動(dòng)的加速度：a＝eq\f(v2－v\o\al(2,0),2x)＝eq\f－,2×m/s2＝－0.2m/s2。對(duì)雪橇受力分析如圖所示，將拉力F沿水平方向和豎直方向正交分解，根據(jù)牛頓第二定律分別列式如下：在豎直方向：FN＋Fsinθ－mg＝0①則摩擦力Ff＝μFN②在水平方向：Fcosθ－Ff＝ma③解①②③組成的方程組得：F＝eq\f(mμg＋a,cosθ＋μsinθ)＝56N。7．A能力提升10．B12．CD由牛頓第二定律可知：在0～1s，小球向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，1s末速度不為零；在1s～2s，小球繼續(xù)向前做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，2s末速度為零；依次類推，可知選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤。13．答案：(1)14m(2)解析：(1)汽車加速度a1＝－eq\f(μ1mg,m)＝－μ1g＝－7m/s2由0－veq\o\al(2,0)＝2ax得x1＝eq\f(0－v\o\al(2,01),2a1)＝eq\f(142,2×－7)m＝14m。(2)汽車加速度a2＝－μ2g＝－1根據(jù)0－veq\o\al(2,0)＝2ax得v02＝eq\r(－2a2x2)＝eq\r(－2×－1×18)m/s＝6m/s。14．答案：(1)440N，方向豎直向下(2)275N，方向豎直向下解析：解法一：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)動(dòng)員的力為F。以運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體為研究對(duì)象，受到重力的大小為(M＋m)g，向上的拉力為2F，根據(jù)牛頓第二定律有2F－(M＋m)g＝(M＋m)a解得：F＝440N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員拉繩的力的大小為440N，方向豎直向下。(2)以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，運(yùn)動(dòng)員受到三個(gè)力的作用：重力大小Mg、繩的拉力F、吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力FN。根據(jù)牛頓第二定律F＋FN－Mg＝Ma解得FN＝275N根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅壓力大小為275N，方向豎直向下。15．答案：g解析：小球?qū)⒁撾x斜面的臨界條件是小球與斜面間的彈力恰好等于零，這時(shí)小球只受到繩的拉力FT和重力mg作用，且拉力FT與水平方向成45°角。根據(jù)牛頓第二定律，在水平方向和豎直方向分別有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FTcos45°＝ma0,FTsin45°＝mg))解得臨界加速度a0＝g。拓展延伸16．答案：(1)(2)0.84解析：(1)v＝0，a0＝4mm