《4.5 牛顿运动定律的应用》同步练习与答案解析

《4.5 牛顿运动定律的应用》同步练习 一、单选题 1．一质量为2 kg的物体，在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，第2 s内的位移为3 m，已知重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，则拉力F大小为 A．2 N B．4 N C．12N D．24N 2．在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达离地面100m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案。假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍，那么v0和k分别等于(重力加速度g=10m/s2)( ) A．50m/s，1.25 B．40m/s，0.25 C．50m/s，0.25 D．80m/s，1.25 3．一物块以某一初速度从倾角的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端，已知物块下滑时间是上滑时间的3倍，取＝1.73，则物块与斜面间的动摩擦因数为（ ） A．0.1 B．0.29 C．0.46 D．0.58 4．质量为m的物体在恒力F作用下，在t时间内由静止开始运动了距离s，则以下说法中正确的是（ ）． A．该物体在2F力作用下，2t时间内运动了8s的距离 B．该物体的质量为时，仍在F力作用下，在时间内运动了s距离 C．若保持m、F不变，在2t时间内物体运动了2s D．该物体在2F的力作用下，在2t时间内运动了4s的距离 5．C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，航程可达 4075-5555公里，于2017年5月5日成功首飞。质量为7.2 × 104 kg的某型飞机，起飞 时滑行的距离为2.1×103 m，离地的速度为70 m/s，若该过程可视为匀加速直线运动， 设飞机受到的阻力恒为飞机重力的0.05倍，重力加速度g取10m/s2。飞机在起飞过程中，下列说法正确的是 A．平均速度为45m/s B．加速度大小为1.5 m/s2 C．在跑道上滑行的时间为60 s D．发动机产生的推力为8.4×104N 6．如图所示给滑块一初速度v0使它沿倾角30°的光滑斜面向上做匀减速运动，若重力加速度为g，则当滑块速度大小减为时，滑块运动的时间可能是 A． B． C． D． 二、多选题 7．在倾角为30°的光滑斜面顶端，先让一物体从静止开始滑动，经过1秒钟再让另一物体也在顶端从静止开始滑动，则两物体之间的速度差和距离将( ) A．速度差逐渐增大 B．速度差保持恒定 C．距离逐渐拉开 D．距离保持恒定 8．如图所示，质量为m＝1.0 kg的物体在水平力F＝5 N的作用下，以v0＝10 m/s向右匀速运动。倾角为θ＝37°的斜面与水平面在A点用极小的光滑圆弧相连。物体与水平面、斜面间的动摩擦因数相同，物体到达A点后撤去水平力 F，再经过一段时间物体到达最高点B点。g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（ ） A．A、B间距离为5m B．A、B间距离为6m C．从A点算起，经1 s物体到达最高点 D．从A点算起，经2 s物体到达最高点 9．某人在距离地面某高度处以的初速度竖直向上抛出一质量为2kg的小球，小球抛出后经过一段时间落到地面上。若以抛出时刻为计时起点，小球运动的v-t图像如图所示，t=1.5s时，小球落到地面上。设小球运动过程中所受阻力大小不变，则 A．小球一直做匀变速直线运动 B．小球抛出点离地面高度为 C．小球运动过程中所受阻力大小为 D．当地重力加速度大小为 10．滑沙是一项新兴的娱乐活动，如图所示是某滑沙场滑道的简化示意图，倾斜滑道AB和足够长水平滑道BC顺滑连接，AB的长度L=22.5m，倾角，游客乘坐滑沙橇从滑道的顶点A由静止滑下，沙橇与两滑道的动摩擦因数μ=0.5，（，），则游客 A．在BC滑道上的加速度为5m/s2 B．滑道B点的速度为20m/s C．在水平滑道BC上运动的时间为3s D．在BC滑道上对滑沙橇的作用力是自身重力的1.5倍 11．弹簧测力计挂在升降机的顶板上,下端挂一质量为2kg的物体。当升降机在竖直方向运动时,弹簧测力计的示数始终是16N,如果从升降机的速度大小为3m/s时开始计时,则经过2 s,升降机的位移大小可能是(g取10m/s2)( )。 A．2 m B．4 m C．10 m D．12 m 12．如图所示，一倾角为37°的固定斜面足够长，一物块由斜面底端以10m/s的速度冲上斜面，上升的最大高度为3m，当运动过程中物块的速度大小为4m/s时，(sin37°=0.6，cos37°=0.8)取g=10m/s²，可能的高度为 A．0.6m B．0.8m C．2.4m D．2.52m 三、解答题 13．如图所示，质量为2 kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F＝5 N的作用．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求： （1）物体与地面间的摩擦力大小； （2）物体的加速度大小； （3）若经过5 s撤去拉力F，物体还能滑行多远？ 【答案】(1)3.4N (2) 0.3m/s2 (3) 0.5625m 14．如图所示，质量为60kg的滑雪运动员，在斜坡顶端从静止开始匀加速下滑100m到达坡底，用时10s，斜面与水平面间的夹角为37°，假设运动员与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，求：（已知，） (1)运动员到达坡底时的速度大小； (2)运动员与斜面之间的动摩擦因数； (3)运动员能在水平面上运动的距离。 15．质量为m的铁块静止在水平面上，在铁块上施加竖直向上的恒力F=2mg，恒力F作用时间t时突然反向，铁块再运动一段时间后返回地面。已知重力加速度为g.求： （1）恒力F反向后，铁块返回地面的时间； （2）铁块上升的最大高度。 《4.5 牛顿运动定律的应用》同步练习 一、单选题 1．一质量为2 kg的物体，在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，第2 s内的位移为3 m，已知重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，则拉力F大小为 A．2 N B．4 N C．12N D．24N 【答案】D 【解析】根据位移时间公式得，第2s内的位移： 解得物体的加速度为： a=2m/s2， 根据牛顿第二定律得：F−mg=ma，解得： F=mg+ma=20+2×2N=24N. 故ABC错误；D正确。 2．在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4s末到达离地面100m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案。假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍，那么v0和k分别等于(重力加速度g=10m/s2)( ) A．50m/s，1.25 B．40m/s，0.25 C．50m/s，0.25 D．80m/s，1.25 【答案】C 【解析】上升过程中所受的平均阻力f=kmg，根据牛顿第二定律得： 根据得： 所以 v0=at=50m/s 而 （k+1）g=12.5m/s2 所以  k=0.25。 A．50m/s，1.25，与结论不相符，选项A错误； B．40m/s，0.25，与结论不相符，选项B错误； C．50m/s，0.25，与结论相符，选项C正确； D．80m/s，1.25，与结论不相符，选项D错误； 3．一物块以某一初速度从倾角的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端，已知物块下滑时间是上滑时间的3倍，取＝1.73，则物块与斜面间的动摩擦因数为（ ） A．0.1 B．0.29 C．0.46 D．0.58 【答案】C 【解析】向上运动的末速度等于0，其逆过程为初速度为0的匀加速直线运动，设加速度的大小为a1，则： ，设向下运动的加速度的大小为a2，则向下运动的过程中：，由于知物块下滑的时间是上滑时间的3倍，即t2＝3t1。联立可得：a1＝9a2，对物块进行受力分析，可知向上运动的过程中：，向下运动的过程中：，联立得： ＝0.46，故C正确，ABD错误。 4．质量为m的物体在恒力F作用下，在t时间内由静止开始运动了距离s，则以下说法中正确的是（ ）． A．该物体在2F力作用下，2t时间内运动了8s的距离 B．该物体的质量为时，仍在F力作用下，在时间内运动了s距离 C．若保持m、F不变，在2t时间内物体运动了2s D．该物体在2F的力作用下，在2t时间内运动了4s的距离 【答案】A 【解析】AD. 物体合力变为原来的2倍，根据可知 ，加速度变为原来的2倍，根据，时间变为原来的2倍，位移变为原来的8倍，故A正确D错误。 B. 该物体的质量为时，仍在F力作用下，加速度变为原来的2倍，根据，在时间内，位移变为原来的一半，故B错误。 C. 若保持m、F不变，则加速度不变，，根据，在2t时间内物体运动的位移变为原来的4倍，故C错误。 5．C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，航程可达 4075-5555公里，于2017年5月5日成功首飞。质量为7.2 × 104 kg的某型飞机，起飞 时滑行的距离为2.1×103 m，离地的速度为70 m/s，若该过程可视为匀加速直线运动， 设飞机受到的阻力恒为飞机重力的0.05倍，重力加速度g取10m/s2。飞机在起飞过程中，下列说法正确的是 A．平均速度为45m/s B．加速度大小为1.5 m/s2 C．在跑道上滑行的时间为60 s D．发动机产生的推力为8.4×104N 【答案】C 【解析】B.根据 代入数据解得： 故B错误. C.在跑道上滑行的时间为： 故C正确. A.根据推论可得平均速度为： 故A错误. D.根据牛顿第二定律可得： 代入数据解得发动机产生的推力为： F=1.2×105N 故D错误. 6．如图所示给滑块一初速度v0使它沿倾角30°的光滑斜面向上做匀减速运动，若重力加速度为g，则当滑块速度大小减为时，滑块运动的时间可能是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】物体运动的加速度为，方向沿斜面向下 ，若速度变为向上的，则所用时间为 ，若速度变为向下的，则所用时间为 ，故C正确，ABD错误 二、多选题 7．在倾角为30°的光滑斜面顶端，先让一物体从静止开始滑动，经过1秒钟再让另一物体也在顶端从静止开始滑动，则两物体之间的速度差和距离将( ) A．速度差逐渐增大 B．速度差保持恒定 C．距离逐渐拉开 D．距离保持恒定 【答案】BC 【解析】设第二个物体下滑的时间为t，加速度为a。根据牛顿第二定律得 mgsin30°=ma 得 a=5m/s2 AB．由两物体之间的速度差 △v=a（t+1）-at=a=5m/s 即速度差保持恒定，选项A错误，B正确。 CD．两物体之间的距离为 则两物体间的距离逐渐增大，选项C正确，D错误。 8．如图所示，质量为m＝1.0 kg的物体在水平力F＝5 N的作用下，以v0＝10 m/s向右匀速运动。倾角为θ＝37°的斜面与水平面在A点用极小的光滑圆弧相连。物体与水平面、斜面间的动摩擦因数相同，物体到达A点后撤去水平力 F，再经过一段时间物体到达最高点B点。g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（ ） A．A、B间距离为5m B．A、B间距离