浙江省2024-2025學(xué)年高中物理第三章課時訓(xùn)練3牛頓運(yùn)動定律綜合應(yīng)用含解析

PAGE7-課時訓(xùn)練3牛頓運(yùn)動定律綜合應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1.從牛頓其次定律可知,無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,可是當(dāng)我們用很小的水平力去推很重的放在地面上的箱子時,卻推不動。這是因?yàn)?A)A.推力等于靜摩擦力 B.推力小于靜摩擦力C.推力小于箱子重力 D.牛頓其次定律不適用2.我國的汽車工業(yè)正在飛速發(fā)展,一輛轎車,從動力到小小的天線都與物理學(xué)有關(guān)。某國產(chǎn)新型轎車,在平直馬路上行駛時,當(dāng)車速為36km/h時,制動后滑行距離為10.0m,則轎車所受的制動阻力大小是轎車重力大小的倍數(shù)為(B)A.0.1 B.0.5 C.0.2 D.1.03.冰壺競賽中,運(yùn)動員將一個冰壺以肯定初速度推出后將運(yùn)動一段距離停下來。換一個材料相同,質(zhì)量更大的冰壺,假如以相同的初速度推出后,冰壺運(yùn)動的距離將(A)A.不變 B.變小 C.變大 D.無法推斷4.如圖所示,在一輛小車的上表面有質(zhì)量分別為m1,m2(m1>m2)的兩個物體,隨車一起勻速運(yùn)動,兩物體與小車間的動摩擦因數(shù)相等。假設(shè)車突然停止,如不考慮其他阻力,設(shè)車足夠長,則兩個物體(B)A.肯定相碰 B.肯定不相碰C.不肯定相碰 D.條件不足,無法推斷5.質(zhì)量為m的金屬盒獲得大小為v0的初速度后在水平面上最多能滑行x距離,假如在盒中填滿油泥,使它的總質(zhì)量變?yōu)?m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,則它滑行的最大距離為(D)A.x2 B.2x C.x6.蹦極是一種極限體育項(xiàng)目,可以熬煉人的膽識和意志。運(yùn)動員從高處跳下,彈性繩被拉展前做自由落體運(yùn)動,彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下,運(yùn)動員下落肯定高度后速度減為零。在這下降的全過程中,下列說法中正確的是(B)A.彈性繩拉展前運(yùn)動員處于失重狀態(tài),彈性繩拉展后運(yùn)動員處于超重狀態(tài)B.彈性繩拉展后運(yùn)動員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)C.彈性繩拉展后運(yùn)動員先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)D.運(yùn)動員始終處于失重狀態(tài)解析:彈性繩拉展前運(yùn)動員只受重力,處于完全失重狀態(tài);彈性繩拉展后,起先拉力小于重力,加速度方向向下,還處于失重狀態(tài);當(dāng)拉力大于重力,加速度方向向上,運(yùn)動員處于超重狀態(tài),所以彈性繩拉展后運(yùn)動員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài),故A,C,D錯誤,B正確。7.在進(jìn)行排球訓(xùn)練時,下列有關(guān)說法中正確的是(A)A.墊球時,手感覺疼,說明球與手之間的作用力是相互的B.球墊起后,能接著向上運(yùn)動,是因?yàn)榍蚴冀K受到向上的力作用C.球墊起后,上升到最高點(diǎn)時,處于平衡狀態(tài)D.球下落過程速度越來越大,說明球的慣性越來越大解析:墊球時,手感覺疼,說明球與手之間的作用力是相互的,故A正確;球在空中接著向上運(yùn)動,是由于球具有慣性,球沒有受到向上的力作用,故B錯誤;球上升到最高點(diǎn)時,速度為零,處于瞬間的靜止,但是由于受重力的作用會向下落,因此此時不是平衡狀態(tài),故C錯誤;球下落過程速度越來越大,是由于重力作用下向下加速運(yùn)動的原因,慣性不變,故D錯誤。8.(2024·臺州檢測)冰上表演剛起先時,甲、乙兩人都靜止不動,如圖甲所示,隨著美麗的音樂響起,他們在相互猛推一下對方后分別向相反方向運(yùn)動,如圖乙所示。假定兩人的冰鞋與冰面的動摩擦因數(shù)相同,甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,則下列說法中正確的是(A)A.兩人剛分開時,甲的速度比乙的速度大B.兩人分開后,甲的加速度比乙的加速度大C.在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力D.在推的過程中,甲推乙的時間小于乙推甲的時間解析:在相互猛推一下的時候,甲對乙的力與乙對甲的力是一對相互作用力,大小相等、方向相反,同時改變,同時消逝,選項(xiàng)C,D錯誤;由于甲的質(zhì)量小,所以速度改變要快,即剛分開時,甲的速度比乙的速度大,選項(xiàng)A正確;分開之后,甲或乙均只受滑動摩擦力,加速度a=μmgm=μ實(shí)力提高9.國產(chǎn)“殲15”艦載機(jī)以80m/s的速度降在靜止的“遼寧號”航母水平甲板上,機(jī)尾掛鉤精準(zhǔn)鉤住阻攔索,在阻攔索的拉力幫助下,經(jīng)驗(yàn)2.5s速度減小為零。若將上述運(yùn)動視為勻減速直線運(yùn)動,依據(jù)以上數(shù)據(jù)不能求出艦載機(jī)在甲板上運(yùn)動的(D)A.位移 B.加速度C.平均速度 D.受到的阻力解析:依據(jù)v=v0+at,x=12at2+v0t,v=v10.某高層小區(qū)的一臺電梯從靜止起先向下運(yùn)動,其速度—時間圖象如圖所示,下列說法正確的是(C)A.電梯在t=5s時處于超重狀態(tài)B.電梯在0～10s內(nèi)的平均速度大于在10～30s內(nèi)的平均速度,兩段時間內(nèi)的速度方向相反C.電梯在0～10s內(nèi)的加速度大于在10～30s內(nèi)的加速度,兩段時間內(nèi)的加速度方向相反D.電梯在0～10s內(nèi)對乘客的支持力大于在10～30s內(nèi)對乘客的支持力解析:由于電梯是從靜止起先向下運(yùn)動,1～10s內(nèi)加速度大小為a=610m/s2=0.6m/s2,方向向下,在t=5s時處于失重狀態(tài),故A錯誤;電梯在0～10s內(nèi)的平均速度為v1=0+62m/s=3m/s,10～30s內(nèi)的平均速度為v2=6+02m/s=3m/s,故兩段平均速度相等,方向相同,故B錯誤;電梯在0～10內(nèi)的加速度a1=6-010m/s2=0.6m/s2,10～30s內(nèi)的加速度a2=0-11.(2024·紹興檢測)如圖所示,橡皮膜包住空心塑料管的底端,細(xì)線將橡皮膜固定密封,用手豎直握住塑料管保持靜止?fàn)顟B(tài),先將水從塑料管頂端倒入并灌至整管的三分之二處,然后在管頂處加一個多孔的瓶蓋,此時橡皮膜突出成半球狀?，F(xiàn)用力將塑料管向上加速提升一段距離,再減速上升直至速度為零。則(B)A.加速上升時塑料管處于失重狀態(tài)B.加速上升時橡皮膜底部進(jìn)一步向下突出C.減速上升時塑料管處于超重狀態(tài)D.減速上升時塑料管內(nèi)的水面將下降解析:加速提升階段,塑料管和水均處于超重狀態(tài),下面橡皮膜進(jìn)一步向下突出,選項(xiàng)A錯誤,B正確;減速上升階段,塑料管和水處于失重狀態(tài),橡皮膜會復(fù)原一部分形變,即水位上升,選項(xiàng)C,D錯誤。12.滑沙是國內(nèi)新興的旅游項(xiàng)目,如圖甲所示,即乘坐滑板從高高的沙山頂自然下滑,隨著下滑速度的加快,在有驚無險的瞬間體會到了刺激和快感。其運(yùn)動可以簡化為如圖乙所示,一位乘客先后兩次從靜止下滑,下列vt圖象中實(shí)線代表第一次從較低位置滑下,虛線代表其次次從較高位置滑下,假設(shè)斜面和地面與滑板之間的動摩擦因數(shù)不變,忽視空氣阻力且拐彎處加速度大小不變,則vt圖象正確的是(D)解析:設(shè)滑板與沙之間的動摩擦因數(shù)為μ,斜面與水平面之間的夾角為θ,當(dāng)游客與滑板沿斜面對下運(yùn)動時,有ma1=mgsinθ-μmgcosθ,則a1=gsinθ-μgcosθ,可知向下滑動的加速度與斜面的高度無關(guān),但在較高位置滑下時獲得的最大速度較大;在水平面上減速的過程中,有ma2=μmg,所以a2=μg,可知減速的過程中的加速度也是大小相等的,則兩次減速過程中的vt圖線是平行線,故D正確,A,B,C錯誤。13.如圖所示,水平軌道AB和傾斜軌道BC平滑對接于B點(diǎn),整個軌道固定。現(xiàn)某物塊以初速度v0從A位置向右運(yùn)動,恰好到達(dá)傾斜軌道C處(物塊可視為質(zhì)點(diǎn),且不計物塊經(jīng)過B點(diǎn)時的能量損失)。物塊在水平面上的平均速度為v1,在BC斜面上平均速度為v2,且v1=4v2。物塊在AB段的動摩擦因數(shù)為μ1,在BC段的動摩擦因數(shù)為μ2,且μ1=6μ2。已知AB=6BC,傾斜軌道傾角A.物塊經(jīng)過B處的速度大小為0.5v0B.在AB,BC運(yùn)動時間之比tABtC.物塊與BC間的動摩擦因數(shù)μ2=6D.物塊到達(dá)C處之后,能保持靜止?fàn)顟B(tài)解析:物塊在AB階段、BC階段分別做勻減速直線運(yùn)動,依據(jù)v=v0+v2,得v0+vB2=4×vB2,因此vB=13v0,選項(xiàng)A錯誤;由題意知v1=4v2,即xABtAB=4xBC-2μ1gxAB,在BC段有0-(13v0)2=-2(gsin37°+μ2gcos37°)xBC,又因?yàn)棣?=6μ2,聯(lián)立解得μ2=637,選項(xiàng)C正確;由于μ2<tan3714.(2024·浙江4月學(xué)考)游船從某碼頭沿直線行駛到湖對岸,小明對過程進(jìn)行觀測,記錄數(shù)據(jù)如下表。運(yùn)動過程運(yùn)動時間運(yùn)動狀態(tài)勻加速運(yùn)動0～40s初速度v0=0;末速度v=4.2m/s勻速運(yùn)動40～640sv=4.2m/s勻減速運(yùn)動640～720s靠岸時的速度vt=0.2m/s(1)求游船勻加速運(yùn)動過程中加速度大小a1及位移大小x1;(2)若游船和游客的總質(zhì)量M=8000kg,求游船勻減速運(yùn)動過程中所受的合力大小F;(3)求游船在整個行駛過程中的平均速度大小。解析:(1)由運(yùn)動學(xué)公式a1=ΔvΔt=0.105m位移x1=12a1t12(2)勻減速運(yùn)動過程中加速度a2=Δv'Δt由牛頓其次定律得F=Ma2=400N。(3)位移x=0+v2×t1+v×t2+v+vt2平均速度v=xt≈3.86m答案:(1)0.105m/s284m(2)400N(3)3.86m/s15.隨著科技的發(fā)展,我國將來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)的起飛距離,如圖所示,航空母艦的水平跑道總長l=180m,其中電磁彈射區(qū)的長度為l1=80m,在該區(qū)域安裝有直線電機(jī),該電機(jī)可從頭至尾供應(yīng)一個恒定的牽引力F牽。一架質(zhì)量m=2.0×104kg的飛機(jī),其噴氣式發(fā)動機(jī)可以供應(yīng)恒定的推力F推=1.2×105N。假設(shè)飛機(jī)在航母上的阻力恒為飛機(jī)重力的0.2倍,已知飛機(jī)可看成質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn),離艦起飛速度v=(取g=10m/s2)求:(1)飛機(jī)在后一階段的加速度大小;(2)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大小;(3)電磁彈射器的牽引力F牽的大小。解析:(1)設(shè)飛機(jī)在后一階段的加速度大小為a2,則依據(jù)牛頓其次定律,有F推-0.2mg=ma2,解得a2=4.0m/s2。(2)設(shè)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大小為v1,則有v2-v12=2a2(l-l解得v1=202(3)設(shè)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)的加速度為a1,則有v12=2a解得a1=5m/s2;依據(jù)牛頓其次定律,有F牽+F推-0.2mg=ma1解得F牽=2×104N。答案:(1)4.0m/s2(2)202m/s(3)2×1016.高層應(yīng)急救生緩降器主要用于高層建筑在遭遇自然災(zāi)難或人為災(zāi)難時應(yīng)急疏散和逃命。如圖甲所示,當(dāng)逃命員遇到突發(fā)情形時,可將平安繩系于腰部,通過鋼絲繩平安著陸;圖乙是某次演練中逃命員豎直下降至地面過程,依據(jù)隨身攜帶的速度傳感器記錄下的數(shù)據(jù)而作出的vt圖象。設(shè)逃命員的質(zhì)量為60kg,不計空氣阻力及摩擦力的作用。g取10m/s2,求:(1)逃命員下降的總高度及下降過程中的平均速度;(2)逃命員在變速運(yùn)動過程中所受鋼絲繩的拉力的最大值和最小值。解析:(1)依據(jù)vt圖象中的速度圖線與時間軸所圍成圖形的面積等于運(yùn)動物體位移的大小,可得逃命員下降的總高度h=12×3×12m+2×12m+4+122×4m=下降過程的平均速度v=ht=749m/s≈(2)在0～3s時間內(nèi),逃命員勻加速下滑,加速度a1=ΔvΔt=12-03m/s由牛頓其次定律得mg-F1=ma1,則拉力最小值F1=mg-ma1=60×(10-4)N=360N在5～9s時間內(nèi),逃命員勻減速下滑,加速度a2=Δv'Δt'=4-由牛頓其次定律得mg-F2=ma2,則拉力最大值F2=mg-ma2=60×(10+2)N=720N。答案:(1)74m8.22m/s(2)720N360N17.觀光旅游、科學(xué)考察常常利用熱氣球,保證熱氣球的平安非常重要?？蒲腥藛T進(jìn)行科學(xué)考察時,氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為M=1000kg,在空中停留一段時間后,由于某種故障,氣球受到的空氣浮力減小,當(dāng)科研人員發(fā)覺氣球在豎直下降時,氣球速度為v0=2m/s,此時起先,經(jīng)t0=4s氣球接著勻加速下降h1=16m,科研人員馬上拋掉一些壓艙物,使氣球勻速下降。不考慮氣球由于運(yùn)動而受到的空氣阻力。g取10m/s2,求:(1)氣球勻加速下降階段的加速度大