2018-2019学年高中物理 第四章 牛顿运动定律 4-6 用牛顿运动定律解决问题（一）课时作业 新人教版必修1

4-6 用牛顿运动定律解决问题（一）A组：合格性水平训练1已知运动情况求受力质量为1 kg的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在t s内的位移为x m，则合力F的大小为()A. B.C. D.答案A解析由运动情况，根据公式xat2，可求得质点的加速度a，则合力Fma，故A正确。2已知受力求运动情况在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为()A7 m/s B14 m/s C10 m/s D20 m/s答案B解析设汽车刹车后滑动时的加速度为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得：ag。由匀变速直线运动速度位移关系式0v2ax，可得汽车刹车前的速度为：v0 m/s14 m/s，因此B正确。3已知运动情况求受力行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s。安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 N B400 N C350 N D300 N答案C解析汽车的速度v090 km/h25 m/s，设汽车匀减速的加速度为a，则a5 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得：Fma70×(5) N350 N，所以C正确。4已知受力求运动情况一物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小(在上述过程中，此力的方向一直保持不变)，那么如图所示的v­t图象中，符合此过程中物体运动情况的图象可能是()答案D解析物体在多个力作用下处于静止状态，其中的一个力逐渐减小到零的过程中，物体受到的合力逐渐增大，则其加速度逐渐增大，速度时间图象中图象的斜率表示加速度，所以在这个力逐渐减小到零的过程中图象的斜率逐渐增大，当这个力又从零恢复到原来大小时，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，图象的斜率逐渐减小，故D正确。5已知受力求运动情况用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为32，初速度之比为23，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们()A滑行中的加速度之比为23B滑行的时间之比为11C滑行的距离之比为49D滑行的距离之比为32答案C解析根据牛顿第二定律可得mgma，所以滑行中的加速度为：ag，所以加速度之比为11，A错误；根据公式t，可得，B错误；根据公式0v22ax可得，C正确，D错误。6已知受力求运动情况一小球从空中由静止下落，已知下落过程中小球所受阻力与速度的平方成正比，设小球离地足够高，则()A小球先加速后匀速 B小球一直在做加速运动C小球在做减速运动 D小球先加速后减速答案A解析设小球受到的阻力为Ffkv2，在刚开始下落一段时间内阻力是从零增加，mg>Ff，向下做加速运动，运动过程中速度在增大，所以阻力在增大，当mgFf时，合力为零，做匀速直线运动，速度不再增大，故小球的速度先增大后不变，即小球先加速运动后匀速运动，A正确。7. 已知受力求运动情况如图所示，一个物体由A点出发分别沿三条光滑轨道到达C1、C2、C3，则()A物体到达C1点时的速度最大B物体分别在三条轨道上的运动时间相同C物体到达C3的时间最短D在C3上运动的加速度最小答案C解析在沿斜面方向上，根据牛顿第二定律得，物体运动的加速度agsin，斜面倾角越大，加速度越大，所以C3上运动的加速度最大，D错误；根据几何知识可得：物体发生位移为x，物体的初速度为零，所以xat2，解得t ，倾角越大，时间越短，物体到达C3的时间最短，根据v22ax得，v，知到达底端的速度大小相等，故A、B错误，C正确。8已知受力求运动情况如图所示，质量为40 kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200 N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2 s撤去拉力F，雪橇与地面间的动摩擦因数为0.20。取g10 m/s2，cos37°0.8，sin37°0.6。求：(1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小；(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离x。答案(1)5.2 m/s(2)6.76 m解析(1)对雪橇，竖直方向：N1Fsin37°mg，且f1N1水平方向：由牛顿第二定律：Fcos37°f1ma1由运动学公式：va1t1解得：v5.2 m/s。(2)撤去拉力后，有mgma2，则雪橇的加速度a2g根据0v22a2x，解得：x6.76 m。B组：等级性水平训练9. 综合一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示。在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回。则下列说法中正确的是()A物体在A点的速率最大B物体由A点到B点做的是匀减速运动C物体在B点时所受合力为零D物体从A下降到B，以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大后减小答案D解析物体在A点时只受重力，仍向下加速，故A错误；从A点向下运动到B点过程中，弹簧弹力逐渐增大，合力方向先是向下，逐渐减小，后又变为向上，逐渐增大，所以物体先加速后减速，故B错误；物体能从B点被弹回，说明物体在B点受到的合力不为零，故C错误；从B上升到A过程中，合力先向上后向下，方向与运动方向先相同后相反，也是先加速后减速，D正确。10. 综合 在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同。(g取10 m/s2)(1)当A受到水平方向的推力F125 N 打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数；(2)若用A对倾角37°的斜壁进行打磨(如图所示)，当对A施加竖直向上的推力F260 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)所需时间为多少？(sin37°0.6，cos37°0.8)答案(1)0.5(2)2 s解析(1)当磨石在水平方向上做匀速直线运动时，由F1mg得0.5。(2)根据牛顿第二定律：设磨石运动的加速度为a，则(F2mg)cos(F2mg)sinma得a1.0 m/s2由xat2得t2 s。11. 已知受力求运动情况如图所示，质量为m2 kg的物体放在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体在方向与水平面成37°斜向下、大小为10 N的推力F作用下，从静止开始运动，sin37°0.6，cos37°0.8，g10 m/s2。若5 s末撤去F，求：(1)5 s末物体的速度大小；(2)前9 s内物体通过的位移大小。答案(1)7.0 m/s(2)29.75 m解析(1)物体受力如图所示，据牛顿第二定律有竖直方向上FNmgFsin0水平方向上FcosFfma又FfFN解得a1.4 m/s2则5 s末的速度大小v1at11.4×5 m/s7.0 m/s。(2)前5 s内物体的位移x1at17.5 m撤去力F后，据牛顿第二定律有FfmaFNmg0又FfFN解得ag2 m/s2由于t止3.5 s<t2(95) s4 s物块在第9 s时已经静止故物块撤去力后到停止运动的位移x212.25 m则前9 s内物体的位移大小xx1x229.75 m。12已知受力求运动情况如图所示，水平传送带两端相距x8 m，工件与传送带间的动摩擦因数0.6，工件滑上A端时速度vA10 m/s，设工件到达B端时的速度为vB。(g取10 m/s2)(1)若传送带静止不动，求vB；(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，则求出到达B点的速度vB；(3)若传送带以v13 m/s逆时针匀速转动，求vB及工件由A到B所用的时间。答案(1)2 m/s(2)能2 m/s(3)13 m/s0.67 s解析(1)若传送带静止不动，根据牛顿第二定律可知mgma，则ag6 m/s2，且vv2ax，故vB2 m/s。(2)能。当传送带顺时针转动时，工件受力不变，其加速度就不发生变化，仍然做匀减速直线运动，故工件到达B端的速度vB2 m/s。(3)工件速度达到13 m/s所用时间为t10.5 s，运动的位移为x1vAt1at5.75 m<8 m，则工件在到达B端前速度就达到了13 m/s，此后工件与传送带相对静止，因此工件先加速后匀速。匀速运动的位移x2xx12.25 m，t20.17 s，tt1t20.67 s。13. 已知运动情况求受力一弹簧秤的秤盘A的质量m1.5 kg，盘上放一物体B，B的质量为M10.5 kg，弹簧本身质量不计，其劲度系数k800 N/m，系统静止时如图所示。现给B一个竖直向上的力F使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.20 s内，F是变力，以后F是恒力，求F的最大值和最小值。(g取10 m/s2)答案最大值为168 N最小值为72 N解析设刚开始时弹簧压缩量为x1，则：x10.15 m设A、B两者刚好分离时弹簧压缩量为x2，则：kx2mgma在前0.2 s时间内，由运动学公式得：x1x2at2由解得：a6 m/s2由牛顿第二定律，开始时：Fmin(mM)a72 N最终分离后：FmaxMgMa即：FmaxM(ga)168 N。1