高中物理人教必修一4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用解析版

1、人教版高一物理必修第一冊(cè)課堂同步精選練習(xí)4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（解析版）一、選擇題（本題共3小題，每小題6分，滿分18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有一個(gè)或一個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得3分,選不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分。）1.如圖,質(zhì)量為5 kg的物體,在F=20 N的水平拉力作用下,沿粗糙水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知桌面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,則物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的滑動(dòng)摩擦力和加速度大小分別為() A.20 N和4 m/s2 B.10 N和2 m/s2C.30 N和6 m/s2 D.20 N和2 m/s2【答案】B【解析】依題意,物體相對(duì)于地面向右運(yùn)動(dòng),受到地面

2、的滑動(dòng)摩擦力方向向左。物體在水平面上運(yùn)動(dòng),F也在水平方向,則物體對(duì)地面的壓力大小等于物體的重力,即FN=mg,所以物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小為:f=FN=mg=0.250 N=10 N,由牛頓第二定律可得:F-f=ma所以有:a=F-fm=2 m/s2,故選B。一物塊以一定的初速度從斜面底端開始沿粗糙的斜面上升,上升至最高點(diǎn)后又從斜面上滑下,物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。g取10 m/s2,則由此可知斜面的傾角為() A.60 B.37 C.30 D.53【答案】C【答案】設(shè)斜面的傾角為,上升過程,由題中圖象知a上=6 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律,mg sin +mg cos =ma上,下降過程

3、,由題中圖象知a下=4 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律,mg sin -mg cos =ma下,聯(lián)立兩式可得=30。已知雨滴下落時(shí)受到的空氣阻力與速度大小成正比,若雨滴從空中由靜止下落,下落過程中所受重力保持不變,下落過程中加速度用a表示,速度用v表示,下落距離用s表示,落地前雨滴已做勻速運(yùn)動(dòng),下列圖象中可以定性反映雨滴運(yùn)動(dòng)情況的是()【答案】BC【答案】當(dāng)雨滴剛開始下落時(shí),阻力f較小,遠(yuǎn)小于雨滴的重力G,即fG,故雨滴做加速運(yùn)動(dòng);由于雨滴下落時(shí)空氣對(duì)它的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,根據(jù)牛頓第二定律知,加速度逐漸減小,故當(dāng)速度達(dá)到某個(gè)值時(shí),阻力f會(huì)增大到與重力G相等,即f=G,此時(shí)雨滴受到平衡

4、力的作用,將保持勻速直線運(yùn)動(dòng),故物體先做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。二、非選擇題（本題共9小題，滿分72分）（8分）如圖所示,質(zhì)量m=2.6 kg的金屬塊放在水平地板上,在與水平方向成=37角斜向上、大小為F=10 N的拉力作用下,以速度v=5.0 m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(cos 37=0.8,sin 37=0.6,取g=10 m/s2)求: (1)金屬塊與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)若在運(yùn)動(dòng)過程的某一時(shí)刻保持力F的大小不變,突然將力的方向變?yōu)樗较蛴?這一時(shí)刻金屬塊的加速度大小為多少?(3)若在勻速直線運(yùn)動(dòng)中的某一時(shí)刻撤去力F,金屬塊再經(jīng)過

5、多長時(shí)間停下來?【答案】見解析【答案】(1)設(shè)地板對(duì)金屬塊的支持力為FN,金屬塊與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,因?yàn)榻饘賶K做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以有F cos =FNmg=F sin +FN解得:=Fcos37mg-Fsin37=826-6=0.4(2)由牛頓第二定律得F-mg=ma1a1=-213 m/s2-0.15 m/s2負(fù)號(hào)表示加速度方向與速度方向相反,大小為0.15 m/s2(3)撤去力F后mg=ma2a2=4 m/s2由t=vat=1.25 s（8分）如圖所示,一塊磁鐵放在鐵板ABC上的A處,其中AB長為1 m,BC長為0.8 m,BC與水平面間的夾角為37,磁鐵與鐵板間的引力為磁鐵重力的0.

6、2倍,磁鐵與鐵板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,現(xiàn)在給磁鐵一個(gè)水平向左的初速度v0=4 m/s。不計(jì)磁鐵經(jīng)過B處的機(jī)械能損失。(g=10 m/s2)則: (1)求磁鐵第一次到達(dá)B處的速度大小;(2)求磁鐵在BC上向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(3)請(qǐng)分析判斷磁鐵最終能否第二次到達(dá)B處。【答案】見解析【答案】(1)分析磁鐵在水平面上的受力情況,由牛頓第二定律可得:(mg+kmg)=ma1又因?yàn)関B2-v02=2(-a1)xAB由以上兩式可得:vB=10 m/s。(2)磁鐵在斜面上向上運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律可得:(mg cos 37+kmg)+mg sin 37=ma2解得:a2=8.5 m/s2。(3)由xm

7、=vB22a2得xm=0.6 m0.8 m故磁鐵不會(huì)滑出BC面又因(mg cos 37+kmg)2 m)所需時(shí)間為多少?(sin 37=0.6,cos 37=0.8) 【答案】(1)0.5(2)2 s【答案】(1)由平衡方程有:F1-mg=0,解得=0.5(2)對(duì)A,受力分析如圖,由牛頓第二定律有: (F2-mg) cos 37-(F2-mg) sin 37=ma解得a=1 m/s2由s=12at2得,t=2sa=2 s（8分）如圖所示,傾角為=37、足夠長的斜面體固定在水平地面上,小木塊在沿斜面向上的恒定外力F作用下,從斜面上的A點(diǎn)由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),前進(jìn)了4.0 m抵達(dá)B點(diǎn)時(shí),速度

8、為8 m/s。已知木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,木塊質(zhì)量m=1 kg(g=10 m/s2,取sin 37=0.6,cos 37=0.8)。(1)求木塊所受的外力F;(2)若在木塊到B點(diǎn)時(shí)撤去外力F,求木塊還能沿斜面上滑的距離x和返回B點(diǎn)的速度?！敬鸢浮?1)18 N(2)3.2 m855 m/s【答案】(1)v2=2a1xF-mg sin 37-mg cos 37=ma1聯(lián)立解得:F=18 N(2)mg sin 37+mg cos 37=ma2v2=2a2xmg sin 37-mg cos 37=ma3vB2=2a3x解得:x=3.2 mvB=855 m/s（8分）如圖,水平地面上的矩形箱

9、子內(nèi)有一傾角為的固定斜面,斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球。靜止時(shí),箱子頂部與球接觸但無壓力。箱子由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),然后改做加速度大小為a的勻減速運(yùn)動(dòng)直至靜止,經(jīng)過的總路程為s,運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為v。(1)求箱子加速階段的加速度大小a。(2)若ag tan ,求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力。【答案】見解析【答案】(1)由勻變速運(yùn)動(dòng)公式s1=v22a s2=v22as=s1+s2=v22a+v22a解得a=av22as-v2(2)設(shè)球不受車廂作用,應(yīng)滿足N sin =ma,N cos =mg解得a=g tan 減速時(shí)加速度由斜面支持力N與左壁支持力P共同決定,當(dāng)ag tan 時(shí)P

10、=0球的受力情況如圖所示,應(yīng)滿足N sin =ma,N cos -Q=mg解得Q=m(atan-g)（8分）傳送帶以恒定速度v=4 m/s 順時(shí)針運(yùn)行,傳送帶與水平面的夾角=37。現(xiàn)將質(zhì)量m=2 kg 的小物品輕放在其底端(小物品可看成質(zhì)點(diǎn)),平臺(tái)上的人通過一根輕繩用恒力F=20 N拉小物品,經(jīng)過一段時(shí)間物品被拉到離地面高為H=1.8 m的平臺(tái)上,如圖所示。已知物品與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10 m/s2,已知sin 37=0.6,cos 37=0.8。則物品從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間是多少? 【答案】答案1 s【答案】物品在達(dá)到與傳送帶速度v=4 m/s相等前,有:F