高中物理《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）》 物理同步練習(xí)（人教版必修1）

111課后階度練習(xí)A級(jí)基礎(chǔ)鞏固題1用30N的水平外力F拉一個(gè)靜止放在光滑水平面上的質(zhì)量為20kg的物體，力F作用3s后消失則第5s末物體的速度和加速度分別是()Av4.5m/s，a1.5m/s2Bv7.5m/s，a1.5m/s2Cv4.5m/s，a0Dv7.5m/s，a0答案：C解析：有力F作用時(shí)，物體勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度aF/m1.5m/s2.F作用3s末撤去之后，做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為vat4.5m/s，而加速度為零2如果力F在時(shí)間t內(nèi)能使質(zhì)量為m原來靜止的物體產(chǎn)生位移s，那么()A相同的力在相同的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動(dòng)2s距離B相同的力在一半的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動(dòng)s的距離C相同的力在2倍的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量是2倍的原來靜止的物體移動(dòng)相同的距離D一半的力在相同的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動(dòng)相同的距離答案：AD解析：Fma，所以aF/m，t時(shí)間內(nèi)位移為xat2.選項(xiàng)A中，xA2s，故A正確選項(xiàng)B中，xBs，故B錯(cuò)誤選項(xiàng)C中，xc2s，故C錯(cuò)誤選項(xiàng)D中，xDs，故D正確3如右圖表示某小球所受的合力與時(shí)間的關(guān)系，各段的合力大小相同，作用時(shí)間相同，設(shè)小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)由此可判定()A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：開始一段，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度等于零時(shí)，又開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，依次加速、減速運(yùn)動(dòng)下去，但速度方向不會(huì)發(fā)生改變4如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，每根桿上套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0)，用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間，則()At1<t2<t3Bt1>t2>t3Ct3>t1>t2 Dt1t2t3答案：D解析：小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用，下滑的加速度可認(rèn)為是由重力沿斜面方向的分力產(chǎn)生的，設(shè)軌跡與豎直方向夾角為，由牛頓第二定律知mgcosma.設(shè)圓心為O，半徑為R，由幾何關(guān)系得，滑環(huán)由開始運(yùn)動(dòng)至d點(diǎn)的位移為x2Rcos由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得xat2由聯(lián)立解得t2.小圓環(huán)下滑的時(shí)間與細(xì)桿的傾斜情況無關(guān)，故t1t2t3.5一氣球勻速下降，為了獲得向上的加速度a，需扔掉一部分壓艙物，扔掉壓艙物的質(zhì)量跟氣球原來質(zhì)量的比值是()A.B.C. D.答案：D解析：勻速下降時(shí)，fMg扔掉壓艙物后f(Mm)g(Mm)a由可得6如圖所示，一個(gè)物體由A點(diǎn)出發(fā)分別到達(dá)C1、C2、C3.物體在三條軌道上的摩擦不計(jì)，則()A物體到達(dá)C1點(diǎn)時(shí)的速度最大B物體分別在三條軌道上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同C物體到達(dá)C1的時(shí)間最短D在C3上運(yùn)動(dòng)的加速度最小答案：CD解析：設(shè)斜面傾角為，則agsin，大的a大，D對(duì)又設(shè)斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，由v22as有v，三者高度一樣，即到達(dá)底端速度相等，A錯(cuò)t，可見大，t短小，B錯(cuò)，C對(duì)B級(jí)能力提升題7利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小實(shí)驗(yàn)時(shí)讓某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跌落，自由下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5m，最后停止用這種方法獲得消防隊(duì)員受到地面沖擊力隨時(shí)間變化的圖線如圖所示，根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是()At1時(shí)刻消防員的速度最大Bt2時(shí)刻消防員的速度最大Ct3時(shí)刻消防員的速度最大Dt4時(shí)刻消防員的加速度最小答案：BD解析：由圖象可判斷消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng)過程，t1時(shí)刻剛產(chǎn)生地面的沖擊力，說明此時(shí)消防員剛落地；此后由于地面的沖擊力小于重力，所以合力向下，消防員繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)；t2時(shí)刻消防員受到的沖擊力和重力大小相等而平衡，加速度為零，速度達(dá)到最大；此后由于沖擊力大于重力，合力向上，所以消防員開始做減速運(yùn)動(dòng)，t3時(shí)刻速度減為零；t4時(shí)刻消防員站穩(wěn)8兩重疊在一起的滑塊，置于固定的、傾角為的斜面上，如右圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為M、m，A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度沿斜面滑下，滑塊B受到的摩擦力()A等于零B方向沿斜面向上C大小等于1mgcosD大于等于2mgcos答案：BC解析：把A、B兩滑塊作為一個(gè)整體，設(shè)其下滑的加速度為a，由牛頓第二定律得(Mm)gsin1(Mm)gcos(Mm)a解得ag(sin1cos)由于agsin，可見B隨A一起下滑過程中，必然受到A對(duì)它沿斜面向上的摩擦力，設(shè)摩擦力為fB，如右圖所示，由牛頓第二定律得mgsinfBma解得fBmgsinmamgsinmg(sin1cos)1mgcos故本題答案為B、C.9質(zhì)量為100t的機(jī)車從停車場(chǎng)出發(fā)，經(jīng)225m后，速度達(dá)到54km/h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行駛了125m才停在站上設(shè)所受阻力不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力(g取10m/s2)解：在加速階段，初速度v00，末速度v154km/h15m/s，位移x1225m，由vv2a1x1得，加速度a1m/s20.5m/s2，由牛頓第二定律得F引F阻ma1.減速階段，初速度v115m/s，末速度v20，位移x2125m，由vv2a2x2得加速度a2m/s20.9m/s2，負(fù)號(hào)表示a2方向與v1方向相反由牛頓第二定律得F阻ma21050.9N9104N，負(fù)號(hào)表示與v1方向相反由得機(jī)車的牽引力為F引1.4105N.解析：機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前在牽引力和阻力共同作用下向前加速；關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，機(jī)車只在阻力作用下做減速運(yùn)動(dòng)因加速階段的初、末速度及位移均已知，故可由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速階段的加速度，由牛頓第二定律可求出合力；在減速階段初、末速度及位移已知，同理可以求出加速度，由牛頓第二定律可求出阻力，則由兩階段的力可求出牽引力解題前應(yīng)對(duì)問題先作定性的分析，弄清物理情景，找出解題的關(guān)鍵，以養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)和解題習(xí)慣10如右圖所示，物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開始下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變)，最后停在C點(diǎn)每隔0.2秒鐘通過速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)(重力加速度g10m/s2)t(s)0.00.20.41.21.4v(m/s)0.01.02.01.10.7求：(1)斜面的傾角；(2)物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)t0.6s時(shí)的瞬時(shí)速度v.解：(1)由前三列數(shù)據(jù)可知物體在斜面上勻加速下滑時(shí)的加速度為a15m/s2，又mgsinma1，可得30.(2)由后兩列數(shù)據(jù)可知物體在水平面上勻減速滑行時(shí)的加速度大小為a22m/s2，又mgma2，可得0.2.(3)設(shè)從0.4s時(shí)刻再經(jīng)歷時(shí)間t，物體滑到B點(diǎn)達(dá)到最大速度vm，則vm2.0m/sa1t；又vma21.2s(0.4st)1.1m/s，解得t0.1s，vm2.5m/s，即物體在斜面上下滑的時(shí)間為0.5s.則t0.6s時(shí)物體在水平面上，其速度為vvma2(t0.5s)2.3m/s.解析：本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律的同時(shí)，也考查了根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)際問題的能力，由題中所給數(shù)據(jù)得1.2s、1.4s是在水平面上運(yùn)動(dòng)，找到勻加速和勻減速的聯(lián)系點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的時(shí)刻是解決此題的關(guān)鍵11如右圖所示，傳送帶與水平面夾角為37，以速度v10m/s勻速運(yùn)行著現(xiàn)在傳送帶的A端輕輕放上一個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，A、B間距離x16m，則當(dāng)皮帶輪處于下列兩種情況時(shí)，求小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間：(1)輪子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)輪子逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(已知sin370.6，cos370.8，g取10m/s2)答案：(1)4s(2)2s解析：小物體從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中，受到三個(gè)力的作用，即重力mg、皮帶支持力FN、皮帶摩擦力Ff.由于摩擦力的方向始終與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，因此當(dāng)輪子按不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小物體與皮帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向會(huì)有所不同，摩擦力方向也會(huì)不同所以要先判斷清楚小物體的受力情況后，再根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解(1)輪子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)皮帶繞輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，物體相對(duì)于皮帶斜向下運(yùn)動(dòng)，因此小物體受皮帶的摩擦力沿皮帶向上，受力情況如下圖甲所示小物體沿皮帶下滑的加速度為a10(0.60.50.8)m/s22m/s2；小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間為t順s4s.(2)輪子及皮帶逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體相對(duì)于皮帶先斜向上運(yùn)動(dòng)，因此小物體受到摩擦力先沿皮帶向下，受力情況如圖乙所示小物體沿皮帶下滑的加速度a110(0.60.50.8)m/s210m/s2.小物體加速到與皮帶運(yùn)行速度v10m/s相等時(shí)所需的時(shí)間為：t1s1s.在這段時(shí)間內(nèi)，小物體(相對(duì)地)下滑的距離為x1a1t0.51012m5m.此后，小物體沿皮帶繼續(xù)加速下滑，它相對(duì)于皮帶的運(yùn)動(dòng)方向向下，皮帶對(duì)小物體的摩擦力變?yōu)檠仄蛏?，其加速度變?yōu)閍2g(sincos)2m/s2.運(yùn)動(dòng)到B端所需發(fā)生的位移為x2(xx1)(165)m11m.設(shè)此階段所需時(shí)間為t2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得x2xx1vt2a2t，即1110t22t10t2t，取舍求解得t21s.所以小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間為t逆t1t22s.C級(jí)高考模擬題12(2010高考安徽卷)質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面作直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示g取10m/s2，求：(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)水平推力F的大小；(3)010s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小解析：(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，初速度為v20，末速度為v2t，加速度為a2，則a22m/s2，設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律，有mgma20.2(2)設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，初速度為v10，未速度為v1t，加速度為a1，a11m/s2根據(jù)牛頓第二定律得，有FFfma1Fmgma16N(3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式，得xx1x2v10t1a1tv20t2a2t46m111