高中物理1習(xí)題：4.6用牛頓運(yùn)動定律解決問題（一）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精6用牛頓運(yùn)動定律解決問題（一)基礎(chǔ)鞏固1如果力F在時(shí)間t內(nèi)使原來靜止的質(zhì)量為m的物體移動距離x，那么（）A.相同的力在一半的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量為B。相同的力在相同的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量為C。相同的力在兩倍的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量為2m的物體移動相同的距離D.一半的力在相同的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量為解析:根據(jù)牛頓第二定律F=ma，以及物體運(yùn)動的位移x=12at2答案：D2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—Ff=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：C3(多選）同學(xué)們小時(shí)候都喜歡玩滑梯游戲，如圖所示。已知斜面的傾角為θ，斜面長度為l,小孩與斜面的動摩擦因數(shù)為μ,小孩可看成質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則下列有關(guān)說法正確的是（)A。小孩下滑過程中對斜面的壓力大小為mgcosθB。小孩下滑過程中的加速度大小為gsinθC.到達(dá)斜面底端時(shí)小孩速度大小為D.下滑過程小孩所受摩擦力的大小為μmgcosθ解析：對小孩由牛頓第二定律，在下滑過程中，小孩受重力mg、支持力FN=mgcosθ、摩擦力Ff=μFN,mgsinθ—μFN=ma，故a=gsinθ-μgcosθ=(sinθ-μcosθ)g，到達(dá)底端時(shí)的速度為v=2al=2gl(sinθ-μ答案：AD4有三個(gè)光滑斜軌道1、2、3,它們的傾角依次是60°、45°和30°,這些軌道交于O點(diǎn)，現(xiàn)有位于同一豎直線上的3個(gè)小物體甲、乙、丙，分別沿這3個(gè)軌道同時(shí)從靜止自由下滑,如圖所示，物體滑到O點(diǎn)的先后順序是()A.甲最先,乙稍后，丙最后B.乙最先,然后甲和丙同時(shí)到達(dá)C。甲、乙、丙同時(shí)到達(dá)D.乙最先,甲稍后，丙最后解析：設(shè)軌道的底邊長度為d、傾角為α,則軌道的長為x=dcosα。物體沿軌道下滑時(shí)的加速度a=gsinα。由x=12at2可得t答案：B5一個(gè)木塊放在水平面上,在水平拉力F的作用下做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)拉力為2F時(shí)木塊的加速度大小是a，則水平拉力為4F時(shí),木塊的加速度大小是(）A.aB.2aC.3aD.4a解析:物體做勻速運(yùn)動時(shí)受的摩擦力Ff=F.當(dāng)拉力為2F時(shí),由牛頓第二定律知2F-Ff=ma；當(dāng)拉力為4F時(shí)，有4F—Ff=ma'，解得a'=3a.答案:C6如圖所示,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A（A、B接觸面豎直），此時(shí)A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1,A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.A與B的質(zhì)量之比為(）A.C.解析:對滑塊A，F(xiàn)=μ2(mA+mB)g;對滑塊B,mBg=μ1F，以上兩式聯(lián)立得mA答案:B7質(zhì)量為0。8kg的物體在一水平面上運(yùn)動,如圖a、b分別表示物體不受拉力作用和受到水平拉力作用時(shí)的v-t圖象，則拉力和摩擦力之比為（)A。9∶8 B。3∶2C。2∶1 D。4∶3解析：由v—t圖象可知，圖線a為水平方向僅受摩擦力的運(yùn)動,加速度大小a1=1.5m/s2;圖線b為受水平拉力和摩擦力的運(yùn)動，加速度大小為a2=0.75m/s2；由牛頓第二定律列方程得ma1=Ff，ma2=F-Ff,解得FF答案:B8質(zhì)量為m=2kg的物體,放在水平面上,它們之間的動摩擦因數(shù)μ=0。5,現(xiàn)對物體施加F=20N的作用力，方向與水平面成θ=37°(sin37°=0.6)角斜向上,如圖所示,(g取10m/s2)求:(1）物體運(yùn)動的加速度為多大;(2）物體在力F作用下5s內(nèi)通過的位移是多大；(3)如果力F的作用經(jīng)5s后撤去，則物體在撤去力F后還能滑行的距離。解析：(1)對物體受力分析如圖所示。水平方向有Fcosθ—Ff=ma豎直方向有Fsinθ+FN=mg另有Ff=μFN代入數(shù)據(jù)解得a=6m/s2。(2）物體在5s內(nèi)通過的位移x=12at2=1（3)5s末物體的速度v=at=6×5m/s=30m/s撤去力F后，物體運(yùn)動的加速度大小a'=Ff則物體在撤去力F后還能滑行的距離x’=v22a'=答案:(1)6m/s2(2）75m（3）90m能力提升1如圖所示,質(zhì)量m0=60kg的人通過定滑輪將質(zhì)量為m=10kg的貨物提升到高處。滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)，貨物獲得的加速度a=2m/s2，則人對地面的壓力為(g取10m/s2）（）A.120N B。480N C.600N D.720N解析：對貨物,根據(jù)牛頓第二定律有F-mg=ma，對人根據(jù)平衡條件有F+FN=m0g,由以上兩式得FN=480N。答案：B2如圖所示,彈簧測力計(jì)外殼質(zhì)量為m0，彈簧及掛鉤的質(zhì)量忽略不計(jì),掛鉤處吊著一質(zhì)量為m的重物，現(xiàn)用一方向豎直向上的外力F拉著彈簧測力計(jì)，使其向上做勻加速運(yùn)動,則彈簧測力計(jì)的示數(shù)為()A.mg B.C.解析：設(shè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為FT,以彈簧測力計(jì)和重物為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有F-（m+m0）g=（m+m0)a,解得a=Fm+m0-g。以重物為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有F答案:D★3（多選)將超市中運(yùn)送貨物所用的平板車固定在水平地面上,配送員用400N的水平力推動一箱100kg的貨物時(shí)，該貨物剛好能在平板車上開始滑動。若配送員推動平板車由靜止開始加速前進(jìn)，要使此箱貨物不從車上滑落,配送員推車時(shí)的加速度的取值可以為(g取10m/s2）（）A.3.2m/s2 B。5.5m/s2C。6.0m/s2 D。2。8m/s2解析:根據(jù)題意可知,貨物與平板車之間的最大靜摩擦力為Ffmax=400N。要使貨物不從車上滑落，推車的加速度最大時(shí)，貨物受到的摩擦力剛好達(dá)到最大值,有Ffmax=mamax，解得amax=4m/s2,選項(xiàng)A、D正確。答案:AD★4(多選）如圖（a),一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動的v-t圖線如圖（b）所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出（)A。斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C。物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D。物塊沿斜面向上滑行的最大高度解析:由圖象可得物塊上滑的加速度大小a1=v0t1,下滑的加速度大小a2=v1t1,根據(jù)牛頓第二定律，物塊上滑時(shí)有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,下滑時(shí)有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,則可求出θ、μ;物塊上滑的最大距離x=v0答案:ACD5游樂場中深受大家喜愛的“激流勇進(jìn)"如圖所示，人坐在船中，隨著提升機(jī)達(dá)到高處,再沿著水槽飛滑而下，劈波斬浪的剎那給人驚險(xiǎn)刺激的感受.設(shè)乘客與船的總質(zhì)量為100kg，在傾斜水槽和水平水槽中滑行時(shí)所受的阻力均為重力的1（1）船沿傾斜水槽下滑的加速度的大?。唬?）船滑到斜槽底部O點(diǎn)時(shí)的速度大??；(3)船進(jìn)入水平水槽后15s內(nèi)滑行的距離.解析:(1）對船進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律，有mgsin30°—Ff=maFf=0.1mg得a=4m/s2。(2）由勻加速直線運(yùn)動規(guī)律有v2=2ax代入數(shù)據(jù)得v=12m/s.（3)船進(jìn)入水平水槽后，據(jù)牛頓第二定律有—Ff=ma’故：a'=—0。1g=-0。1×10m/s2=—1m/s2由于t止=-va'即船進(jìn)入水平水槽后12s末時(shí)速度為0船在15s內(nèi)滑行的距離x=v+02t答案：(1)4m/s2(2)12m/s(3）72m6質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動的v-t圖象如圖所示。g取10m/s2，求：（1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;(2）水平推力F的大小；(3)0~10s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小.解析：(1）設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動的時(shí)間為Δt2、初速度為v20、末速度為v21、加速度為a2，則a2=v21-設(shè)物體所受的摩擦力為Ff,根據(jù)牛頓第二定律,有Ff=ma2②Ff=-μmg③聯(lián)立②③得μ=-a(2）設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動的時(shí)間為Δt1、初速度為v10、末速度為v20、加速度為a1，則a1=v20-根據(jù)牛頓第二定律，有F+Ff=ma1⑥聯(lián)立③⑥得F=μmg+ma1=6N.(3)解法一：由勻變速直線運(yùn)動位移公式，得x=x1+x2=v10Δt1+12解法二：根據(jù)v—t圖象圍成的面積，得x=v20答案:(1)0.2(2)6N（3)46m★7設(shè)某一艦載機(jī)的質(zhì)量為m=2。5×104kg,速度為v0=42m/s，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，艦載機(jī)將在甲板上以a0=0。8m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動，著艦過程中航母靜止不動.（sin53°=0.8,cos53°=0。6）(1)艦載機(jī)著艦后，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用,甲板至少多長才能保證艦載機(jī)不滑到海里?(2）為了讓艦載機(jī)在有限長度的跑道上停下來,甲板上設(shè)置了阻攔索讓艦載機(jī)減速,同時(shí)考慮到艦載機(jī)尾鉤掛索失敗需要復(fù)飛的情況,艦載機(jī)著艦時(shí)并不關(guān)閉發(fā)動機(jī)。圖示為艦載機(jī)鉤住阻攔索后某一時(shí)刻的情景，此時(shí)發(fā)動機(jī)的推力大小為F=1。2×105N，減速運(yùn)動時(shí)的加速度a1=20m/s2，此時(shí)阻攔索夾角θ=106°,空氣阻力和甲板阻力保持不變,求此時(shí)阻攔索承受的張力大小。解析:(1)由運(yùn)動學(xué)公式2a0x0=v02代入數(shù)據(jù)可得x0=1102。5m.(2)對艦載