2022年秋高中物理 第4章 牛頓運動定律 6 用牛頓運動定律解決問題（一）課時作業(yè) 新人教版必修1

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1、2022年秋高中物理 第4章 牛頓運動定律 6 用牛頓運動定律解決問題（一）課時作業(yè) 新人教版必修1 基礎(chǔ)夯實 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．靜止在光滑水平地面上的物體的質(zhì)量為2kg，在水平恒力F推動下開始運動，4s末它的速度達(dá)到4m/s，則F的大小為(　A　) A．2N B．1N C．4N D．8N 解析：在水平恒力F推動下物體做勻加速直線運動的加速度為a＝＝m/s2＝1m/s2。由牛頓第二定律得F＝ma＝2×1N＝2N。 2．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s距離，如果在盒中填滿油泥，使它的總質(zhì)量變?yōu)?m，再使其以

2、v0初速度沿同一水平面滑行，則它滑行的最大距離為(　D　) A. B．2s C. D．s 解析：設(shè)金屬盒與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，未裝油泥有－μmg＝ma ① －v＝2as ② 裝滿油泥后有：－μ2mg＝2m·a′ ③ －v＝2a′·s′ ④ 解①②③④可得：s′＝s 3．某物理興趣小組用頻閃照相機測小球在豎直上拋過程中受到的空氣阻力。將一質(zhì)量為m的小球靠近墻面豎直向上拋出，用頻閃照相機記錄了全過程，圖甲和圖乙分別是上升過程和下降過程的頻閃照片，O是運動的最高點。設(shè)小球所受阻力大小不變，則小球受到的阻力大小約為(　C　) A.mg B.mg C.mg D．mg

3、 解析：根據(jù)Δx＝aT2，推導(dǎo)可得上升階段與下降階段的加速度之比＝，又根據(jù)牛頓第二定律，上升階段mg＋f＝ma上，下降階段mg－f＝ma下，由以上各式可得f＝mg，選項C正確。 4．(安徽蚌埠2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期檢測)如圖，在光滑地面上，水平外力F拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速運動。小車質(zhì)量是M，木塊質(zhì)量是m，力大小是F，加速度大小是a，木塊和小車之間動摩擦因數(shù)是μ，則在這個過程中，木塊受到的摩擦力大小是(　BC　) A．μmg B．ma C. D．μ(M＋m)g 解析：取整體研究有：F＝(M＋m)a， 取m研究有：f＝ma＝， 故選項B、C正確。 5.(天

4、津市2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期五校聯(lián)考)2017年4月4日，天津市體操運動管理中心蹦床隊在薊縣訓(xùn)練基地進(jìn)行了冬訓(xùn)后測試(如圖)。假設(shè)測試時運動員僅在豎直方向運動，通過傳感器將彈簧床面與運動員間的彈力隨時間的變化規(guī)律在計算機上繪制出如圖所示的曲線，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，依據(jù)圖象給出的信息可知，運動員的質(zhì)量和運動員離開彈簧床上升的最大高度分別為(　BD　) A．60kg B．50kg C．1.6m D．3.2m 解析：題圖中曲線描繪的是運動員與彈簧床面間彈力的變化規(guī)律，由題圖在0～3.6s內(nèi)彈力不變可知運動員處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以重力為500N即質(zhì)量為50kg；運動員彈跳過

5、程中離開床面時，與彈簧床面間沒有彈力作用，而且離開床面后運動員做豎直上拋運動，由題中圖線可知上拋到最高點的時間為(11－9.4)s/2＝0.8s，所以上升的最大高度h＝gt2＝3.2m。綜上所述，選項B、D正確。 二、非選擇題 6．(北京市東城區(qū)2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)“殲10”戰(zhàn)機裝備我軍后，在各項軍事演習(xí)中表現(xiàn)優(yōu)異，引起了世界的廣泛關(guān)注，如圖所示，一架質(zhì)量m＝5.0×103kg的“殲10”戰(zhàn)機，從靜止開始在機場的跑道上滑行，經(jīng)過距離x＝5.0×102m，達(dá)到起飛速度v＝60m/s。在這個過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍，求飛機滑行時受到的牽引力多大？

6、答案：1.9×104N 解析：由v2＝2ax得，飛機的加速度：a＝＝m/s2＝3.6m/s2， 飛機受到的平均阻力：Ff＝0.02mg＝0.02×5.0×103×10N＝1000N， 由牛頓第二定律得，F(xiàn)－Ff＝ma，代入數(shù)據(jù)可解得：F＝1.9×104N。 7．(北京市豐臺區(qū)2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)小明和小紅一起去冰雪嘉年華游玩兒，小紅與冰車靜止在水平冰面上，總質(zhì)量為m＝30kg，冰車與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.02，小明用21N的水平恒力推冰車，取重力加速度g＝10m/s2。求： (1)小紅與冰車的加速度a的大?。? (2)經(jīng)過4s小紅和冰車運動位移x的大?。?

7、 答案：(1)0.5m/s2　(2)4m 解析：(1)以小紅與冰車為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得：F－μmg＝ma， 解得：a＝0.5m/s2； (2)經(jīng)過4s小紅和冰車運動位移x＝at2＝×0.5×16m＝4m. 能力提升 一、選擇題(1題為單選題，2、3題為多選題) 1．一間新房即將建成時要封頂，考慮到下雨時落至房頂?shù)挠甑文鼙M快地淌離房頂，要設(shè)計好房頂?shù)钠露龋O(shè)雨滴沿房頂下淌時做無初速度、無摩擦的運動，那么，圖中所示的四種情況中符合要求的是(　C　) 解析：設(shè)底邊長為2l，底面與房頂?shù)膴A角為θ，則房頂坡面長x＝，由于房頂光滑，所以加速度a＝gsinθ 由x＝at

8、2得＝gsinθ·t2 所以t＝ 顯然當(dāng)θ＝45°時，時間最短。 2．如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1＝1kg、m2＝4kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個大小分別為F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，下列說法正確的是(　BC　) A．彈簧秤的示數(shù)是25N B．彈簧秤的示數(shù)是28N C．在突然撤去F2的瞬間，m2的加速度大小為7m/s2 D．在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13m/s2 解析：本題考查用整體法、隔離法分析物體受力以及牛頓第二定律的應(yīng)用。以m1、m2以及彈簧秤為研究對象，則整體向右的加速度a＝＝

9、2m/s2；再以m1為研究對象，設(shè)彈簧的彈力為F，則F1－F＝m1a，則F＝28N，A錯誤，B正確；突然撤去F2的瞬間，彈簧的彈力不變，此時m2的加速度a＝＝7m/s2，C正確；突然撤去F1的瞬間，彈簧的彈力也不變，此時m1的加速度a＝＝28m/s2，D錯誤。 3．(河北省滄州市2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖甲所示，一質(zhì)量為m的小滑塊放置在質(zhì)量為M的長木板上，木板放置在光滑的地面上?，F(xiàn)對木板施加一隨時間變化的水平推力F的作用，通過傳感器測得木板的加速度a隨推力F變化的圖象如圖乙所示，g取10m/s2。下列說法正確的是(　BD　) A．木板的質(zhì)量M＝4kg B．滑塊的質(zhì)量m

10、＝4kg C．當(dāng)F＝8N時滑塊的加速度為2m/s2 D．滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1 解析：對m有：f＝μmg＝ma1， 對M有F－f＝Ma 由圖象可知：當(dāng)F1＝6N時，a1＝1m/s2，當(dāng)F2＝8N時，a2＝2m/s2， 將數(shù)據(jù)代入上式解得：M＝2kg，m＝4kg，μ＝0.1，故B、D正確。 二、非選擇題 4.戰(zhàn)士拉車胎進(jìn)行100m賽跑訓(xùn)練體能。車胎的質(zhì)量m＝8.5kg，戰(zhàn)士拉車胎的繩子與水平方向的夾角為θ＝37°，車胎與地面間的滑動摩擦系數(shù)μ＝0.7。某次比賽中，一名戰(zhàn)士拉著車胎從靜止開始全力奔跑，跑出20m達(dá)到最大速度(這一過程可看作勻加速直線運動)，然后以最大速度勻

11、速跑到終點，共用時15s。重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求： (1)戰(zhàn)士加速所用的時間t1和達(dá)到的最大速度v； (2)戰(zhàn)士勻加速運動階段對車胎的拉力F。 解析：(1)設(shè)勻加速運動的時間為t1，則勻加速階段位移為：x1＝t1 勻速階段位移為：x2＝100－x1＝v(15－t1) 聯(lián)立解得：v＝8m/s，t1＝5s (2)由速度公式：v＝at1 得：a＝＝＝1.6m/s2 車胎受力如圖并正交分解： 在x方向有：Fcos37°－f＝ma 在y方向有：N＋Fsin30°－mg＝0 且：f＝μN 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得： F＝59.9

12、2N， 沿繩與水平方向成37°。 答案：(1)戰(zhàn)士加速所用的時間t1為5s，達(dá)到的最大速度v為8m/s； (2)戰(zhàn)士勻加速運動階段對車胎的拉力F的大小為59.92N，方向沿繩方向，與水平方向成37°。 5．如圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個幼兒沿與水平面成53°角的恒力拉著它沿水平面運動，已知拉力F＝4.0N，玩具的質(zhì)量m＝0.5kg，經(jīng)過時間t＝2.0s，玩具移動了距離x＝4.8m，這時幼兒松開手，玩具又滑行了一段距離后停下。 (1)全過程玩具的最大速度是多大？ (2)松開手后玩具還能運動多遠(yuǎn)？(取g＝10m/s2。sin53°＝0.8，cos53°＝0.6) 答案

13、：(1)4.8m/s　(2)1.7m 解析：(1)由牛頓第二定律得： F·cos53°－μ(mg－F·sin53°)＝ma ① 根據(jù)運動學(xué)公式知x＝at2 ② vm＝at ③ 由①②③解得μ＝0.67　vm＝4.8m/s (2)松手后玩具滑行的加速度a1＝μg＝6.7m/s2 滑行距離s＝＝1.7m。 6．(安徽省蚌埠市2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，長22.5m、質(zhì)量為40kg的木板置于水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1。質(zhì)量為60kg的人立于木板左端，人與木板均靜止，當(dāng)人以3m/s2的加速度勻加速向右奔跑時(取g＝10m/s2)，求：

14、 (1)人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小和方向； (2)人在奔跑過程中木板的加速度大小和方向； (3)人從左端跑到木板右端所需要的時間。 解析：(1)設(shè)人的質(zhì)量為m1，加速度大小為a1，木板的質(zhì)量為m2，加速度大小為a2，人對木板的摩擦力為f，木板對人的摩擦力為f′ 則分析人的受力情況，由牛頓第二定律得 f′＝m1a1＝180N　方向向右 (2)對木板進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得 f－μ(m1＋m2)g＝m2a2 由牛頓第三定律得f＝f′ 解得：a2＝2m/s2　方向向左 (3)設(shè)人從左端跑到右端所經(jīng)歷的時間為t 由運動學(xué)公式得：l＝a1t2＋a2t2 解得t＝＝3s 答案：(1)180N　方向向右　(2)2m/s2　方向向左　(3)3s