高中物理人教版必修第一冊課后練習(xí)分層集訓(xùn)16　牛頓運動定律的應(yīng)用word版含解析

分層集訓(xùn)16牛頓運動定律的應(yīng)用[合格達標(biāo)練]題組一從受力情況確定運動情況1．假設(shè)灑水車的牽引力不變且所受阻力與車重成正比，未灑水時，做勻速行駛，灑水時它的運動將是()A．做變加速運動B．做初速度不為零的勻加速直線運動C．做勻減速運動D．繼續(xù)保持勻速直線運動2．若恒定合力F使質(zhì)量為m的物體由靜止開始運動，在時間t內(nèi)移動的距離為x，則2F的恒定合力使質(zhì)量為2m的物體由靜止開始運動，在2t時間內(nèi)移動的距離為()A．2xB．4xC．8xD．16x3．用相同材料做成的A、B兩木塊的質(zhì)量之比為3:2，初速度之比為2:3，它們在同一粗糙水平面上同時開始沿直線滑行，直至停止，則它們()A．滑行中的加速度之比為2:3B．滑行的時間之比為1:1C．滑行的距離之比為4:9D．滑行的距離之比為3:24．一個人從靜止開始沿山坡向下滑雪(如圖所示)，山坡的傾角θ＝30°，滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù)是，人不用雪杖，求5s內(nèi)滑下的路程和5s末的速度大?。?g取10m/s2)題組二從運動情況確定受力情況5．質(zhì)量為1kg的物體，受水平恒力F的作用，由靜止開始在光滑的水平面上做加速運動，它在1s內(nèi)的位移為2m，則力F的大小為()A．1NB．2NC．4ND．6N6．如圖所示的機車，質(zhì)量為100t，設(shè)它從停車場出發(fā)經(jīng)225m后速度達到54km/h，此時，司機關(guān)閉發(fā)動機，讓機車進站．機車又行駛了125m才停在站上，設(shè)機車所受的阻力保持不變，關(guān)閉發(fā)動機前機車所受的牽引力不變，求機車關(guān)閉發(fā)動機前所受的牽引力．7．民航客機一般都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，斜面的傾角為30°，人可沿斜面勻加速滑行．如果氣囊所構(gòu)成的斜面長度為8m，一個質(zhì)量為50kg的人從靜止開始沿氣囊滑到地面所用時間為2s，求：(g取10m/s2)(1)人滑至地面時速度的大??；(2)人與氣囊之間的動摩擦因數(shù)．[素養(yǎng)提升練]8．(多選)靜止在水平地面上的小車，質(zhì)量為5kg，在50N的水平拉力作用下做直線運動，2s內(nèi)勻加速前進了4m，在這個過程中(g取10m/s2)()A．動摩擦因數(shù)是B．摩擦力的大小是10NC．小車加速度的大小是1m/s2D．小車加速度的大小是2m/s29．(多選)放在光滑水平面上的物體，在水平方向兩個平衡力作用下處于靜止，其中一個力逐漸減小到0后又逐漸恢復(fù)到原值，則該物體()A．速度先增大，后減小B．速度一直增大到某個定值C．加速度先增大，后減小到0D．加速度一直增大到某個定值10．在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是15m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為，該路段限速60km/h，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度以及是否超速的情況是()A．速度為m/s，超速B．速度為15m/s，不超速C．速度為15m/s，超速D．速度為m/s，不超速11．將一個物體用彈簧測力計豎直懸掛起來后，彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示(彈簧測力計的量程為100N)，之后將該物體放到粗糙的水平面上如圖乙所示，當(dāng)逐漸增大拉力到43N時，物體剛好運動，物體運動之后只用40N的拉力就能保持向右勻速運動(g取10m/s2)．求：(1)物體的質(zhì)量為多少千克？物體與地面的最大靜摩擦力為多大？(2)物體與地面間的動摩擦因數(shù)為多大？(3)如果將拉力改為60N，并且由靜止拉物體運動，經(jīng)過10s時物體的運動速度和位移各為多少？分層集訓(xùn)16牛頓運動定律的應(yīng)用1．解析：a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(F－kmg,m)＝eq\f(F,m)－kg，灑水時質(zhì)量m減小，則a變大，所以灑水車做加速度變大的加速運動，故A正確．答案：A2．解析：由牛頓第二定律可知，質(zhì)量為m的物體的加速度為a＝eq\f(F,m)，位移為x＝eq\f(1,2)at2，整理可得x＝eq\f(Ft2,2m)；2F的恒定合力使質(zhì)量為2m的物體由靜止開始運動，加速度為a′＝eq\f(F,m)，位移為x′＝eq\f(1,2)a′(2t)2，則可得x′＝eq\f(2Ft2,m)＝4x，故B正確，A、C、D錯誤．答案：B3．解析：根據(jù)牛頓第二定律可得μmg＝ma，所以滑行中的加速度為：a＝μg，所以加速度之比為11，A錯誤；根據(jù)公式t＝eq\f(Δv,a)，可得eq\f(t1,t2)＝eq\f(\f(Δv1,a),\f(Δv2,a))＝eq\f(2,3)，B錯誤；根據(jù)公式v2＝2ax可得eq\f(x1,x2)＝eq\f(\f(v\o\al(2,1),2a),\f(v\o\al(2,2),2a))＝eq\f(4,9)，C正確、D錯誤．答案：C4.解析：以人(包括滑雪板)為研究對象，受力情況如圖所示將重力mg沿垂直于山坡方向和沿山坡方向分解，據(jù)平衡條件和牛頓第二定律列方程：FN－mgcosθ＝0①mgsinθ－Ff＝ma②又因為Ff＝μFN③由①②③可得：a＝g(sinθ－μcosθ)故x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)g(sinθ－μcosθ)t2＝eq\f(1,2)×10×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)－×\f(\r(3),2)))×52m＝mv＝at＝10×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)－×\f(\r(3),2)))×5m/s＝m/s.答案：mm/s5．解析：由x＝eq\f(1,2)at2得：a＝eq\f(2x,t2)＝4m/s2，對物體由牛頓第二定律得F＝ma＝4N.答案：C6．解析：設(shè)機車在加速階段的加速度為a1，減速階段的加速度為a2則：v2＝2a1x1，v2＝2a2x2，解得：a1＝m/s2，a2＝m/s2，由牛頓第二定律得：F－Ff＝ma1，F(xiàn)f＝ma2，解得：F＝×105N.答案：×105N7．解析：(1)根據(jù)位移公式得x＝eq\f(1,2)at2得a＝4m/s2，速度v＝at＝8m/s.(2)對人受力分析，由牛頓第二定律得mgsinθ－Ff＝maFN－mgcosθ＝0又Ff＝μFN聯(lián)立解得μ＝eq\f(\r(3),15).答案：(1)8m/s(2)eq\f(\r(3),15)8．解析：根據(jù)運動學(xué)公式有x＝eq\f(1,2)at2，代入數(shù)據(jù)解得a＝2m/s2，故C錯誤，D正確；根據(jù)牛頓第二定律有F－f＝ma，解得摩擦力的大小為f＝F－ma＝50N－10N＝40N，故B錯誤；由滑動摩擦力的公式f＝μN＝μmg，可得動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(f,mg)＝，故A正確．答案：AD9.解析：如圖所示，當(dāng)其中一個力，如F1逐漸減小到0的過程中，這個物體所受的合外力將從0逐漸增大，直至增大到等于力F2(實際上F1＝F2)，方向與F2相同，物體將從靜止開始做變加速直線運動，a＝eq\f(F合,m).因為F合↑，a↑，方向與v相同，所以v↑.當(dāng)F1減小到0時加速度達到最大．當(dāng)F1由0逐漸增大至恢復(fù)原值的過程中，F(xiàn)合↓，a↓，當(dāng)F1恢復(fù)至原來的值時，F(xiàn)合＝0，a＝0，但F合的方向始終與v的方向一致，故整個過程中速度v將一直增大到某個定值．答案：BC10．解析：由牛頓第二定律得：μmg＝ma，即a＝μg.由v2－veq\o\al(2,0)＝2ax得0－veq\o\al(2,0)＝－2ax，代入數(shù)據(jù)得v0＝15m/s＝54km/h<60km/h，故選項B正確．答案：B11．解析：(1)由題給圖形可得G＝80N＝mg，故物體的質(zhì)量m＝kg，物體受到的最大靜摩擦力Ffm＝43N.(2)受力分析如圖，可得：FN＝G＝80N，滑動摩擦力：Ff＝F＝40N，μ＝eq\f(Ff,FN)＝eq\f