適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考物理一輪總復習第3單元牛頓運動定律作業(yè)7牛頓第二定律的應用1新人教版

作業(yè)7牛頓其次定律的應用1A組基礎達標微練一動力學的兩類基本問題1.如圖所示,一物塊從長1m的水平桌面一端以初速度v0沿中線滑向另一端,經過1s從另一端滑落。物塊與桌面間動摩擦因數為μ,g取10m/s2。下列v0和μ的值可能正確的是()A.v0=2.5m/s B.v0=1.5m/sC.μ=0.28 D.μ=0.252.如圖所示,固定在水平地面上、傾角θ=30°的斜面底端有一擋板,其頂端有一輕質小滑輪,一根不行伸長的輕質細繩跨過定滑輪,兩端分別與物塊A、B連接,物塊A的質量為4m,物塊B的質量為m。起先時將物塊B按在地面上,物塊A距擋板的距離為d,突然放手后物塊A起先下滑,與擋板碰撞后速度立即變?yōu)?。不計一切摩擦,則物塊B上升的最大高度為 ()A.d B.6d5 C.73.(2024浙江湖州高三模擬)“雪地魔毯”是滑雪場常見的一種設備,它類似于機場的傳送帶,主要用于將乘客從雪道底端運輸到頂端。一名穿戴雪具的游客,從雪道底端靜止站上“雪地魔毯”,“雪地魔毯”長L=150m,傾角θ=11.6°(sinθ=0.2,cosθ=0.98),“雪地魔毯”以v=5m/s的速度向上滑行,經過t=35s游客滑到“雪地魔毯”的頂端。g取10m/s2,人與“雪地魔毯”間的動摩擦因數為確定值,不計其他阻力,則()A.游客在“雪地魔毯”上始終做勻加速運動B.游客在“雪地魔毯”上勻加速運動的時間為20sC.游客在“雪地魔毯”上受到的摩擦力的方向可能變更D.游客與“雪地魔毯”間的動摩擦因數約為0.264.(多選)一熱氣球懸停在距地面65m處(無人區(qū)),由于工作人員操作失誤,熱氣球在很短時間內漏掉了一部分氣體,被剛好堵住后熱氣球在豎直方向由靜止起先向下做勻加速直線運動,30s后速度增加到3m/s,此時工作人員立即拋出一些壓艙物,熱氣球起先做勻減速直線運動,又過了30s熱氣球再次到達之前的高度。已知熱氣球漏掉一部分氣體后的總質量為600kg,堵住后受到的浮力大小不變,熱氣球受到的阻力可以忽視不計,重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是()A.熱氣球向下做勻加速直線運動的加速度大小為0.1m/s2B.熱氣球堵住后受到的浮力大小為5600NC.熱氣球距地面的最小距離為20mD.拋出的壓艙物的質量為23.3kg微練二牛頓運動定律解決多過程直線運動問題5.玩“打水漂”時,運用的小石片質量m=10g,水平初速度v0=4m/s,在水面上滑行時受到水的阻力恒為Ff=0.2N,小石片每次接觸水面Δt=0.05s后彈起,彈起時豎直方向的速度與此時沿水平面滑行的速度之比為k=0.5,彈跳數次后速度減為零,然后沉入水底,不計空氣阻力的影響,g取10m/s2,則下列說法正確的是()A.小石片從接觸水面起先至沉入水底,在水面彈起的次數為4B.小石片從接觸水面起先至沉入水底,在水面彈起的次數為5C.小石片從接觸水面起先至沉入水底,在空中運動的總時間為0.6sD.小石片從接觸水面起先至沉入水底,在空中運動的總時間為0.8s6.(多選)某游樂場的海豚表演如圖所示。小海豚從水池沖出,以10m/s的速度滑過坡道底端的O點,經過1.0s向上滑過坡道上P點時的速度為3.2m/s。該坡道為直道,足夠長且傾角θ=37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是()A.小海豚和坡道之間的動摩擦因數為0.1B.小海豚上滑的加速度大小為3.2m/s2C.小海豚滑過P點后還能接著向上滑3.2mD.小海豚下滑回到O點時速度大小約為8.7m/s微練三超重與失重問題7.近年來國家推行老舊小區(qū)安裝電梯的惠民政策,此舉解決了部分高層住戶上下樓的問題。若取豎直向上方向為正方向,某人某次乘電梯的速度隨時間變更關系如圖乙所示,則以下四個時刻,人處于超重狀態(tài)的是()A.3s末 B.5s末C.6s末 D.8s末8.(2024浙江杭州高三模擬)為了探討自由落體運動,某同學用手機軟件同步采集了手機下落過程中加速度隨時間變更的數據,如圖所示。試驗時,質量為m的手機豎直放置,由靜止起先自由下落,最終落到蹦床上,分析數據,下列說法正確的是()A.MN時段手機處于超重狀態(tài)B.NP時段手機處于失重狀態(tài)C.N時刻手機下降到最低點D.手機落到蹦床后,蹦床對手機的最大彈力約為8mg9.(2024浙江寧波高三模擬)在教室內將兩端開口的干凈玻璃管豎直插入液體中,管中液面如圖所示。當把該裝置放在豎直加速的電梯中,且電梯的加速度a<g。則()A.若電梯向上加速,則玻璃管內外的液面高度差將變大B.若電梯向上加速,則玻璃管內外的液面高度差保持不變C.若電梯向下加速,則玻璃管內外的液面高度差將變大D.若電梯向下加速,則玻璃管內外的液面高度差保持不變B組綜合提升10.幼兒園組織推輪胎加速跑競賽,孩子們既玩得快樂又熬煉了身體。競賽中小摯友保持兩只手臂相互平行推動輪胎使其沿水平地面由靜止起先做勻加速直線運動,2s末速度變?yōu)?m/s。已知輪胎的質量為5kg,輪胎與地面間的動摩擦因數為0.5,手臂與水平地面間的夾角為37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。(1)求輪胎的加速度大小;(2)求小摯友對輪胎的推力;(3)4s末小摯友撤去推力,求輪胎可以接著向前運動的距離。11.某探討小組設計了一個總高度H0=24m的低速風洞,用來探討某物體在豎直方向上的運動特性,如圖所示,風洞分成一個高度為H1=16m的無風區(qū)和一個受風區(qū),某物體質量m=10kg,在無風區(qū)中受到空氣的恒定阻力,大小為20N,在受風區(qū)受到空氣對它豎直向上的恒定作用力。某次試驗時該物體從風洞頂端由靜止釋放,且運動到風洞底端時速度恰好為0,重力加速度g取10m/s2,求在本次試驗中:(1)該物體的最大速度;(2)該物體在受風區(qū)受到空氣對它的作用力大小;(3)該物體第一次從風洞底端上升的最大距離。參考答案作業(yè)7牛頓其次定律的應用11.B解析物塊水平方向沿中線做勻減速直線運動,則v=xt=v0+v2,由題干知x=1m,t=1s,v>0,代入數據有v0<2m/s,故A不行能,B可能;對物塊,由牛頓其次定律有ma=-μmg,v2-v02=2ax,整理有2.B解析依據題意,設物塊A起先下滑時的加速度大小為a,物塊A接觸擋板時的速度大小為v,則由牛頓其次定律有4mgsin30°-mg=5ma,由運動學公式有v2=2ad,聯立解得v2=2gd5,之后物塊B以速度v向上運動,上升的高度為h1=v22g=d5,則物塊B上升的最大高度為h=d+h3.D解析若游客在“雪地魔毯”上始終做勻加速運動,則游客的位移x≤v2t=87.5m,因為L=150m>87.5m,故游客在“雪地魔毯”上不是始終做勻加速運動,選項A錯誤;設游客在“雪地魔毯”上勻加速運動的時間為t1,則L=v2t1+v(t-t1),解得t1=10s,選項B錯誤;游客在“雪地魔毯”上先受到滑動摩擦力,方向沿“雪地魔毯”向上,然后受靜摩擦力,方向也沿“雪地魔毯”向上,選項C錯誤;游客加速階段的加速度a=vt1=0.5m/s2,依據μmgcosθ-mg4.AD解析熱氣球向下做勻加速直線運動的加速度大小a=ΔvΔt=3-030m/s2=0.1m/s2,故A正確;依據牛頓運動定律有mg-F=ma,解得F=5940N,故B錯誤;設拋出一些壓艙物后,熱氣球的加速度大小為a',則熱氣球回到原高度時有12at2=-at2+12a't2,把t=30s代入上式,解得a'=0.3m/s2,熱氣球起先減速到下降到最低點時,所用的時間為t'=ata'=t3,可得熱氣球下降的最大高度為h=12at2+12a't5.C解析小石片與水接觸的過程中有Ff=ma,所以a=20m/s2,速度減小量為Δv=aΔt=1m/s,小石片在水面滑行的次數為vΔv=4,所以在水面彈起的次數為3,故A、B錯誤。小石片第n次彈起時,水平分速度為vnx=v0-n·Δv=4-n,豎直分速度vny=0.5×(v0-n·Δv)=2-0.5n,第n次在空中運動的時間為tn=2×vnyg,所以小石片從接觸水面起先至沉入水底,在空中運動的時間為t=t1+t2+t3=0.6s,故6.AD解析設小海豚向上滑行的加速度大小為a,則a=v1-v2t=6.8m/s2,選項B錯誤;設小海豚與坡道之間的動摩擦因數為μ,小海豚的質量為m,依據牛頓其次定律可得mgsinθ+Ff=ma,Ff=μFN,FN=mgcosθ,聯立解得μ=0.1,選項A正確;小海豚滑過P點后還能接著向上滑的距離為x=v222a=3.222×6.8m=0.75m,選項7.A解析3s末電梯向上加速運動,人處于超重狀態(tài),A正確;5s末電梯向上勻速運動,人處于平衡狀態(tài),B錯誤;6s末電梯向上勻速運動,人處于平衡狀態(tài),C錯誤;8s末電梯向上減速運動,人處于失重狀態(tài),D錯誤。8.D解析MN時段手機有向下的加速度,處于失重狀態(tài),故A錯誤;NP時段手機有向上的加速度,處于超重狀態(tài),故B錯誤;N時刻手機加速度為零,速度不為零,手機仍在向下運動,未到達最低點,故C錯誤;由圖可知,當手機加速度方向向上時,手機加速度的最大值為70m/s2,依據牛頓其次定律F-mg=ma,解得F=8mg,故手機落到蹦床后,蹦床對手機的最大彈力約為8mg,故D正確。9.C解析若電梯向上加速,則液體將處于超重狀態(tài),液體向下的壓力增大,則可知玻璃管內的液面要下降,玻璃管內外的液面高度差將減小,故A、B錯誤;若電梯向下加速,則液體將處于失重狀態(tài),液體向下的壓力減小,則可知玻璃管內的液面要上升,玻璃管內外的液面高度差將變大,故C正確,D錯誤。10.答案(1)0.5m/s2(2)55N(3)0.4m解析(1)由勻變速直線運動公式v=v0+at解得輪胎的加速度大小為a=0.5m/s2。(2)對輪胎受力分析,豎直方向有FN=mg+Fsin37°水平方向有Fcos37°-μFN=ma聯立解得,小摯友對輪胎的推力為F=55N。(3)撤去推力時,輪胎的速度為v1=at1=2m/s由牛頓其次定律可得μmg=ma1由運動學公式可得,輪胎可以接著向前運動的距離為x=v122a11.答案(1)16m/s(2)260N(3)563解析(1)在無風區(qū)對該物體由牛頓其次定律得mg-Ff=ma1解得a1=8m/s2物體在無風區(qū)做勻加速直線運動,有vmax2=2a1解得最大速度為vma