2018版 第4章 第5節(jié)　牛頓第二定律的應(yīng)用 學(xué)業(yè)分層測評20

第頁學(xué)業(yè)分層測評(二十)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．用30N的水平外力F拉一靜止在光滑的水平面上質(zhì)量為20kg的物體，力F作用3秒后消失，則第5秒末物體的速度和加速度分別是()A．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝0【解析】物體先在力F作用下做勻加速直線運(yùn)動，加速度a＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，v＝at＝4.5m/s，撤去力F后，物體以4.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動．【答案】C2．假設(shè)灑水車的牽引力不變且所受阻力與車重成正比，未灑水時(shí)，做勻速行駛，灑水時(shí)它的運(yùn)動將是()A．做變加速運(yùn)動B．做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動C．做勻減速運(yùn)動D．繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動【解析】a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(F－kmg,m)＝eq\f(F,m)－kg，灑水時(shí)質(zhì)量m減小，則a變大，所以灑水車做加速度變大的加速運(yùn)動，故A正確．【答案】A3．雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時(shí)空氣對其阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如下圖所示的圖象能正確反映雨滴下落運(yùn)動情況的是()【解析】對雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mg－f＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在v-t圖象中其斜率變小，故選項(xiàng)C正確．【答案】C4．如圖4-5-6所示，物塊以初速度v0從底端沿足夠長的光滑斜面向上滑行，不考慮空氣阻力，則該物塊在斜面上運(yùn)動全過程的v-t圖象是下列圖中的()圖4-5-6【解析】物塊在運(yùn)動過程中，只受到重力和支持力作用，合力不變，加速度不變，物體先做勻減速直線運(yùn)動，速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn)動，加速度不變，故A正確．【答案】A5．(多選)如圖4-5-7所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速率v1沿順時(shí)針方向運(yùn)動，把一質(zhì)量為m的物體無初速度地輕放在左端，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖4-5-7A．物體一直受到摩擦力作用，大小為μmgB．物體最終的速度為v1C．開始階段物體做勻加速直線運(yùn)動D．物體在勻速階段受到的靜摩擦力向右【解析】當(dāng)把物體無初速度地輕放在傳送帶的左端時(shí)，物體相對傳送帶向左運(yùn)動，故物體所受到的滑動摩擦力大小為f＝μmg，方向水平向右，所以物體將向右做勻加速運(yùn)動，由于傳送帶足夠長，物體將加速到v1，之后與傳送帶保持相對靜止，不再受到摩擦力的作用，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)，B、C對．【答案】BC6．(多選)如圖4-5-8所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運(yùn)動的速度為10m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2)()圖4-5-8A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)2s速度減為零C．物體速度減為零后將保持靜止D．物體速度減為零后將向右運(yùn)動【解析】物體受到向右的恒力和滑動摩擦力的作用，做勻減速直線運(yùn)動．滑動摩擦力大小為f＝μFN＝μmg＝3N．故a＝eq\f(F＋f,m)＝5m/s2，方向向右，物體減速到0所需時(shí)間為t＝eq\f(v0,a)＝2s，故B正確，A錯(cuò)誤．減速到零后F<f，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C正確，D錯(cuò)誤．【答案】BC7．兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑的水平面上，如圖4-5-9所示，對物體A施以水平的推力F，則物體A對B的作用力等于()圖4-5-9A.eq\f(m1,m1＋m2)F B.eq\f(m2,m1＋m2)FC．F D.eq\f(m1,m2)F【解析】將m1、m2看做一個(gè)整體，其合力為F，由牛頓第二定律知，F(xiàn)＝(m1＋m2)a，再以m2為研究對象，受力分析如圖所示，由牛頓第二定律可得：F2＝m2a，以上兩式聯(lián)立可得：F2＝eq\f(m2F,m1＋m2)，故B正確．【答案】B8．如圖4-5-10所示，水平恒力F＝20N，把質(zhì)量m＝0.6kg的木塊壓在豎直墻上，木塊離地面的高度H＝6m．木塊從靜止開始向下做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過2s到達(dá)地面．(g取10m/s2)求：圖4-5-10(1)木塊下滑的加速度a的大?。?2)木塊與墻壁之間的動摩擦因數(shù)．【解析】(1)由H＝eq\f(1,2)at2得a＝eq\f(2H,t2)＝eq\f(2×6,22)m/s2＝3m/s2.(2)木塊受力分析如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律有mg－f＝ma，F(xiàn)N＝F又f＝μFN，解得μ＝eq\f(mg－a,F)＝eq\f(0.6×10－3,20)＝0.21.【答案】(1)3m/s2(2)0.21[能力提升]9．如圖4-5-11在傾斜的滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過輕繩拉著一個(gè)質(zhì)量為M的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向．則()【導(dǎo)學(xué)號：60042043】圖4-5-11A．環(huán)只受三個(gè)力作用B．環(huán)一定受四個(gè)力作用C．物體做勻加速運(yùn)動 D．懸繩對物體的拉力小于物體的重力【解析】以物體為研究對象，物體沿滑桿向下做直線運(yùn)動，加速度為零，或加速度與速度在同一直線上，而物體受到豎直向下重力和繩子豎直向上的拉力，這兩個(gè)力的合力必為零，說明物體做勻速直線運(yùn)動，則環(huán)也做勻速直線運(yùn)動，環(huán)受到重力、繩子豎直向下的拉力、滑桿的支持力和滑動摩擦力，共四個(gè)力作用，故A、C錯(cuò)誤，B正確；由平衡得到，懸繩對物體的拉力等于物體的重力，故D錯(cuò)誤．故選B.【答案】B10．如圖4-5-12所示，左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L木板放在水平桌面上，物體M放于長木板上靜止，此時(shí)彈簧對物體的壓力為3N，物體的質(zhì)量為0.5kg，物體與木板之間無摩擦，現(xiàn)使木板與物體M一起以6m/s2的加速度向左沿水平方向做勻加速運(yùn)動時(shí) ()圖4-5-12A．物體對左側(cè)擋板的壓力等于零B．物體對左側(cè)擋板的壓力等于3NC．物體受到4個(gè)力的作用D．彈簧對物體的壓力等于6N【解析】物體靜止時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力F彈＝3N，當(dāng)物體向左加速運(yùn)動時(shí)，若物體對左擋板的壓力為零，由牛頓第二定律知F彈＝ma，解得a＝6m/s2，當(dāng)加速度大于a＝6m/s2，物體離開左擋板，彈簧長度變短，當(dāng)加速度小于a＝6m/s2時(shí)，物體對左擋板產(chǎn)生壓力，彈簧長度不變，所以可知選項(xiàng)A正確，B、D錯(cuò)誤．當(dāng)加速度a＝6m/s2時(shí)，物體受重力、支持力和彈力，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．【答案】A11．如圖4-5-13所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成θ＝37°，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F＝10N，刷子的質(zhì)量為m＝0.5kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，刷子與板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，天花板長為L＝4m，取sin37°＝0.6，試求：圖4-5-13(1)刷子沿天花板向上的加速度大?。?2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間．【解析】(1)以刷子為研究對象，分析受力情況，作出力圖，如圖．根據(jù)牛頓第二定律得(F－mg)sinθ－f＝ma(F－mg)cosθ－FN＝0又f＝μFN聯(lián)立解得a＝2m/s2(2)刷子做勻加速運(yùn)動，初速度為零，位移為L＝4m，則L＝eq\f(1,2)at2得到t＝eq\r(\f(2L,a))＝2s【答案】(1)2m/s2(2)2s12．水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物塊A和B，兩者與地面的動摩擦因數(shù)均為μ.細(xì)繩的一端固定，另一端跨過輕質(zhì)動滑輪與A相連，動滑輪與B相連，如圖所4-5-14示．初始時(shí)，繩處于水平拉直狀態(tài)．若物塊A在水平向右的恒力F作用下向右勻速移動了距離s，重力加速度大小為g.求：圖4-5-14(1)物塊B克服摩擦力所做的功；(2)物塊A、B的加速度大?。窘馕觥?1)物塊A移動了距離s，則物塊B移動的距離s1＝eq\f(1,2)s①物塊B受到的摩擦力大小為f＝4μmg. ②物塊B克服摩擦力所做的功為W＝fs1＝2μmgs. ③(2)設(shè)物塊A、B的加速度