2024-2025學(xué)年新教材高中物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)2由力分析運(yùn)動(dòng)練習(xí)含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGE8-課時(shí)2由力分析運(yùn)動(dòng)1.(2024·湖北麻城學(xué)業(yè)水平考試)一個(gè)原來(lái)靜止在光滑平面上的物體,質(zhì)量是7kg,在14N的恒力作用下運(yùn)動(dòng),則5s末的速度及5s內(nèi)通過(guò)的路程為()。A.8m/s,25mB.2m/s,25mC.10m/s,25mD.10m/s,12.5m答案：C解析：物體由靜止起先在恒力的作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓其次定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得a=Fm=147m/s2=2m/s2,v=at=2×5m/s=10m/s,x=12at2=25m,2.(2024·黑龍江哈爾濱高一檢測(cè))在交通事故的分析中,剎車線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù),剎車線是汽車剎車后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡。在某次交通事故中,汽車的剎車線長(zhǎng)度是14m,假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7,g取10m/s2,則汽車剎車前的速度為()。A.7m/sB.14m/sC.10m/sD.20m/s答案：B解析：設(shè)汽車剎車后滑動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓其次定律得:μmg=ma,解得:a=μg。由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度—位移關(guān)系式v02=2as,可得汽車剎車前的速度為:v0=2as=2μgs=143.(2024·山東泰安單元檢測(cè))(多選)如圖5-實(shí)-2-1所示,建設(shè)房屋時(shí),保持底邊L不變,要設(shè)計(jì)好屋頂?shù)膬A角θ,以便下雨時(shí)落在房頂?shù)挠甑文鼙M快地滑離屋頂,雨滴下滑時(shí)可視為小球做無(wú)初速度、無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()。圖5-實(shí)-2-1A.傾角θ越大,雨滴下滑時(shí)的加速度越大B.傾角θ越大,雨滴對(duì)屋頂壓力越大C.傾角θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時(shí)的速度越大D.傾角θ越大,雨滴從頂端O下滑至屋檐M時(shí)的時(shí)間越短答案：AC解析：設(shè)屋檐的底角為θ,底邊長(zhǎng)度為L(zhǎng),留意底邊長(zhǎng)度是不變的,屋頂?shù)钠旅骈L(zhǎng)度為x,雨滴下滑時(shí)加速度為a,對(duì)雨滴受力分析,只受重力mg和屋頂對(duì)雨滴的支持力FN,垂直于屋頂方向:mgcosθ=FN,平行于屋頂方向:ma=mgsinθ。雨滴的加速度為:a=gsinθ,則傾角θ越大,雨滴下滑時(shí)的加速度越大,故A正確;雨滴對(duì)屋頂?shù)膲毫Υ笮?F'N=FN=mgcosθ,則傾角θ越大,雨滴對(duì)屋頂壓力越小,故B錯(cuò)誤;依據(jù)三角關(guān)系推斷,屋頂坡面的長(zhǎng)度x=L2cosθ,由x=12gsinθ·t2,可得:t=2Lgsin2θ,可見(jiàn)當(dāng)θ=45°時(shí),用時(shí)最短,D錯(cuò)誤;由v=gsinθ·t可得:v=gLtanθ,可見(jiàn)θ4.(2024·山東萊蕪一中月考)圖5-實(shí)-2-2甲是某景點(diǎn)的山坡滑道圖片,為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時(shí)間,技術(shù)人員通過(guò)測(cè)量繪制出如圖乙所示的示意圖。AC是滑道的豎直高度,D點(diǎn)是AC豎直線上的一點(diǎn),且有AD=DE=10m,滑道AE可視為光滑,滑行者從坡頂A點(diǎn)由靜止起先沿滑道AE向下滑動(dòng),g取10m/s2,則滑行者在滑道AE上滑行的時(shí)間為()。圖5-實(shí)-2-2A.2sB.2sC.3sD.22s答案：B解析：設(shè)斜面的傾角為θ,則a=gsinθ,所以AE=2ADsinθ,因?yàn)锳E=12at2,即2ADsinθ=12gt2sinθ,所以t=2s,故選5.(2024·華中師大附中月考)(多選)在一種速降消遣項(xiàng)目中,人乘坐在吊籃中,吊籃通過(guò)滑輪沿一條傾斜的鋼索向下滑行?，F(xiàn)有兩條彼此平行的鋼索,它們的起、終點(diǎn)分別位于同一高度。小紅和小明分別乘吊籃從速降的起點(diǎn)由靜止起先下滑,在他們下滑的過(guò)程中,當(dāng)?shù)趸@與滑輪達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),分別拍下一張照片,如圖5-實(shí)-2-3所示。已知兩人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,空氣阻力的影響可以忽視,則()。圖5-實(shí)-2-3A.小明到達(dá)終點(diǎn)用時(shí)較短B.小紅到達(dá)終點(diǎn)用時(shí)較短C.小明到達(dá)終點(diǎn)時(shí)速度較大D.小紅的質(zhì)量比小明的質(zhì)量大答案：AC解析：設(shè)鋼索與豎直方向夾角為θ,依據(jù)牛頓其次定律知加速度a=gsinθ,由照片可看出,小明運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度較大,小明到達(dá)終點(diǎn)用時(shí)較短,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由于兩條鋼索彼此平行,它們的起、終點(diǎn)分別位于同一高度,位移x相等,由v2=2ax可知,加速度較大的小明到達(dá)終點(diǎn)時(shí)速度較大,選項(xiàng)C正確;兩人由靜止起先下滑,加速度大小與兩個(gè)人的質(zhì)量無(wú)關(guān),無(wú)法推斷兩個(gè)人質(zhì)量的大小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.(2024·北京西城區(qū)質(zhì)檢)如圖5-實(shí)-2-4所示,某小球所受的合外力與時(shí)間的關(guān)系,各段的合外力大小相同,作用時(shí)間相同,設(shè)小球從靜止起先運(yùn)動(dòng),由此可判定()。圖5-實(shí)-2-4A.小球向前運(yùn)動(dòng),再返回停止B.小球向前運(yùn)動(dòng)再返回不會(huì)停止C.小球始終向前運(yùn)動(dòng)D.小球向前運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止答案：C解析：本題可以通過(guò)作v-t圖很直觀地看出結(jié)果。如圖所示,各段的合外力大小相同,則加速度大小相同,作用時(shí)間相同,所以在v-t圖中小球的位移始終為正值,即小球始終向前運(yùn)動(dòng)。7.(2024·武漢二中月考)一物體從靜止起先由傾角很小的光滑斜面頂端滑下,保持斜面底邊長(zhǎng)度不變,漸漸增加斜面長(zhǎng)度以增加斜面傾角。在傾角增加的過(guò)程中(每次下滑過(guò)程中傾角不變),物體的加速度a和物體由頂端下滑究竟端的時(shí)間t的改變狀況是()。A.a增大,t增大B.a增大,t變小C.a增大,t先增大后變小D.a增大,t先變小后增大答案：D解析：由mgsinθ=ma可得a=gsinθ。物體的加速度a隨θ的增大而增大,設(shè)斜面底邊長(zhǎng)為x0。由x0cosθ=12at2可得,t=2x0gsinθcosθ=4x0gsin2θ?？梢?jiàn)隨θ的增大,物體由頂端滑8.(2024·江蘇蕪湖質(zhì)檢)(多選)將一小球以肯定的初速度豎直向上拋出并起先計(jì)時(shí),小球所受空氣阻力的大小與小球的速率成正比,已知t2時(shí)刻小球落回拋出點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖5-實(shí)-2-5所示,則在此過(guò)程中()。圖5-實(shí)-2-5A.t=0時(shí),小球的加速度最大B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),小球的加速度為重力加速度gC.t2=2t1D.小球的速度大小先減小后增大,加速度大小先增大后減小答案：AB解析：上升過(guò)程中,由牛頓其次定律mg+kv=ma,下落過(guò)程中mg-kv=ma,綜合知小球的加速度不斷減小,t=0時(shí)刻小球加速度最大,在最高點(diǎn)時(shí)加速度等于重力加速度,故A、B正確,D錯(cuò)誤;相等的高度,加速度越小,所花時(shí)間越長(zhǎng),知2t1<t2,故C錯(cuò)誤。9.(2024·四川樂(lè)山質(zhì)檢)如圖5-實(shí)-2-6所示,工人用繩索拉鑄件,鑄件的質(zhì)量是20kg,鑄件與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.25。工人用80N的力拉動(dòng)鑄件,從靜止起先在水平面上前進(jìn),繩與水平方向的夾角為α=37°并保持不變,經(jīng)4s后松手。(取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)求:圖5-實(shí)-2-6(1)松手前鑄件的加速度;答案：松手前,對(duì)鑄件由牛頓其次定律得Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma,解得a=1.3m/s2。(2)松手后鑄件還能前進(jìn)的距離。答案：松手時(shí)鑄件的速度v=at=5.2m/s,松手后的加速度大小為a',則有μmg=a'm,解得a'=2.5m/s2,則松手后鑄件還能滑行的距離x=v2解得x=5.408m。10.(2024·山西晉中質(zhì)檢)一個(gè)質(zhì)量為4kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。從t=0起先,物體受到一個(gè)大小和方向呈周期性改變的水平力F作用,力F隨時(shí)間t改變的規(guī)律如圖5-實(shí)-2-7所示。g取10m/s2。求:圖5-實(shí)-2-7(1)在2~4s時(shí)間內(nèi),物體從減速運(yùn)動(dòng)到停止不動(dòng)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間;答案：在0~2s內(nèi),由牛頓其次定律知F1-Ff=ma1,其中Ff=μmg,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:v1=a1t1,解得v1=2m/s,在2s以后,由牛頓其次定律有:F+Ff=ma2,解得物體加速度大小a2=3m/s2,方向與v的方向相反。由v2-v1=a2t2知,減速到停止所用時(shí)間t2=v1a2=2(2)6s內(nèi)物體的位移大小。答案：0~2s內(nèi)物體的位移x1=v12t1=22~4s內(nèi)物體的位移x2=v12t2=2由周期性可知4~6s內(nèi)和0~2s內(nèi)位移相等。所以6s內(nèi)物體的位移x=2x1+x2=143m11.(2024·上海試驗(yàn)單元檢測(cè))如圖5-實(shí)-2-8所示,航模愛(ài)好小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器,其質(zhì)量m=2kg,動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng)的恒定升力F=28N。試飛時(shí),飛行器從地面由靜止起先豎直上升。設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變,g取10m/s2。圖5-實(shí)-2-8(1)第一次試飛,飛行器飛行t1=8s時(shí)到達(dá)高度H=64m。求飛行器所受阻力Ff的大小;答案：由H=12at12得a=2由F-Ff-mg=ma得Ff=4N。(2)其次次試飛,飛行器飛行t2=6s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障,飛行器馬上失去升力。求飛行器能達(dá)到的最大高度h。答案：前6s向上做勻加速運(yùn)動(dòng),最大速度v=at2=12m/s,上升的高度h1=12at22然后向上做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a2。加速度Ff+mg=ma2,解得a2=12m/s2,上升的高度h2=v22a2所以上升的最大高度h=h1+h2=42m。(3)為了使飛行器不致墜落到地面,求飛行器從起先下落到復(fù)原升力的最長(zhǎng)時(shí)間t3。答案：設(shè)失去升力下降階段加速度為a3;復(fù)原升力后加速度為a4,復(fù)原升力時(shí)速度為v3,由牛頓其次定律得mg-f=ma3,F+f-mg=ma4,由位置關(guān)系有v322a3+v322a4=h解得t3=322s=2.112.(2024·山東沂南一中月考)質(zhì)量為10kg的物體在F=200N的水平推力作用下,從粗糙斜面的底端由靜止起先沿斜面運(yùn)動(dòng),斜面固定不動(dòng),與水平地面的夾角θ=37°,如圖5-實(shí)-2-9所示。力F作用2s后撤去,物體在斜面上接著上滑了1.25s后,速度減為零。求:物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和物體的總位移x。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)圖5-實(shí)-2-9答案：設(shè)加速過(guò)程的加速度大小為a1,撤去力F后加速度大小變?yōu)閍2,依據(jù)速度條件有:a1t1=a2t2,有力F作用時(shí),對(duì)物體受力分析并建立直角坐標(biāo)系如圖甲所示。甲