【文档说明】2022高一物理人教版必修第一册巩固：第四章　5.牛顿运动定律的应用含解析.docx，共(7)页，191.082 KB，由envi的店铺上传

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5.牛顿运动定律的应用课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.在光滑水平面上以速度v运动的物体,从某一时刻开始受到一个跟运动方向共线的力的作用,其速度图像如图所示。那么它受到的外力F随时间变化的关系图像是()答案:A解析:由v-t图像可知物体先做匀加速直线运动,后做匀减速运动,再反向做匀加速运动

,所以物体最初一段时间受到与速度方向相同的恒定外力作用,然后受到与速度方向相反的恒力作用,故选项A正确。2.(2019广东中山月考)A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离sA与

sB相比为()A.sA=sBB.sA>sBC.sA<sBD.不能确定答案:A解析:由牛顿第二定律得,Ff=μmg=ma,可得a=μg,再由运动学公式𝑣𝑡2−𝑣02=2as得,由于物体的初速度、末速度和加速度都相同,则物体能滑行的距离也相同,即sA=sB,故A正确。3.用

30N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平面上的质量为20kg的物体,力F作用3s后消失。则第5s末物体的速度和加速度大小分别是()A.v=4.5m/s,a=1.5m/s2B.v=7.5m/s,a=1.5m/s2C.v=4.5m/s

,a=0D.v=7.5m/s,a=0答案:C解析:力F作用下a=𝐹𝑚=3020m/s2=1.5m/s2,3s末的速度v=at=4.5m/s,3s后撤去拉力,F=0,a=0,物体做匀速运动,故C正确。4.(2019辽宁沈阳质量监测)如图

所示,足够长的水平传送带以v=2m/s的速度逆时针匀速转动,一个物体以v0=4m/s的初速度从左端A处水平滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,那么物块再次返回到A处所用

的时间为()A.4sB.2sC.4.5sD.3s答案:C解析:物体在传送带上运动的加速度为a=μg=2m/s2,则物块向左运动速度减为零的时间为t1=𝑣0𝑎=2s,通过的距离x=𝑣022𝑎=422×2m=4

m;物块速度减为零后反向加速,加速到与传送带共速时的时间为t2=𝑣𝑎=1s,位移x1=𝑣22𝑎=222×2m=1m;物体匀速运动回到原出发点的时间为t3=𝑥-𝑥1𝑣=4-12s=1.5s,则物块再次返回到A处所用的时间为t=t1+t2+t3=4.5s,

故选C。5.一架质量m=5.0×103kg的飞机,从静止开始在跑道上滑行,经过距离x=5.0×102m,达到起飞速度v=60m/s,在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的150。求飞机滑行时受到的牵引力大小。(g取10m/s2)答案:1.9×104N解析:飞机在加速过程中

,由运动学公式得v2=2ax,所以a=𝑣22𝑥=3.6m/s2。由牛顿第二定律得F-150mg=ma所以F=150mg+ma=1.9×104N。6.战士拉车胎进行100m赛跑训练体能。车胎的质量m=8.5kg

,战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为θ=37°,车胎与地面间的动摩擦因数μ=0.7。某次比赛中,一名战士拉着车胎从静止开始全力奔跑,跑出20m达到最大速度(这一过程可看作匀加速直线运动),然后以最大速度匀速跑到终点,共用时15s。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,c

os37°=0.8。求:(1)战士加速所用的时间t1和达到的最大速度v;(2)战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F。答案:(1)5s8m/s(2)59.92N方向沿绳与水平方向成37°。解析:(1)匀加速阶段位

移为x1=0+𝑣2t1匀速阶段位移为x2=100m-x1=v(15s-t1)联立解得v=8m/s,t1=5s。(2)由速度公式v=at1得a=𝑣𝑡1=85m/s2=1.6m/s2车胎受力并正交分解如图所示。在x方向,Fcos37°-Ff=ma在y方向,FN+Fsin30°-mg=0且F

f=μFN代入数据联立解得F=59.92N方向沿绳与水平方向成37°。选考奠基素养提升1.一物块从粗糙斜面底端,以某一初速度开始向上滑行,到达某位置后又沿斜面下滑到底端,则物块在此运动过程中()A.上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力

B.上滑时的摩擦力等于下滑时的摩擦力C.上滑时的加速度小于下滑时的加速度D.上滑的时间大于下滑的时间答案:B解析:设斜面倾角为θ,物块受到的摩擦力Ff=μmgcosθ,物块上滑与下滑时的滑动摩擦力大小相等,故选项A错误,B正确;

上滑时的加速度a上=gsinθ+μgcosθ,下滑时的加速度a下=gsinθ-μgcosθ,由此可知,上滑时的加速度大于下滑时的加速度,故选项C错误;由t=√2𝑥𝑎,位移x相等,a上>a下,所以t上<t下,故选项D错误。2.如图所示,两车厢的质量相同

,且到P点距离相等,其中某一个车厢内有一人拉动绳子使车厢相互靠近。若不计绳子质量及车与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢有人的判断中,正确的是()A.先开始运动的车厢内有人B.后开始运动的车厢内有人C.先到达P点的车厢内没人D.不去称质量,无法确定哪个车厢内有人答案:C

解析:有拉力后,两车同时受到拉力,同时开始运动,故A、B错误;两车之间的拉力大小相等,根据牛顿第二定律a=𝐹𝑚,没人的车厢总质量小,加速度大,由x=12at2可得,相同时间内位移大,先到达中点,即先到达两车中点P的车厢里没有人,故C正确。3.(多选)如图甲所示,某人正通过定滑

轮将质量为m的货物提升到高处。滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力F之间的函数关系如图乙所示。由图可以判断()A.图线与纵轴的交点P的值aP=-gB.图线与横轴的交点Q的值FQ=mgC.图线的斜率等于物体的质量mD

.图线的斜率等于物体质量的倒数1𝑚答案:ABD解析:由a-F图像可知,与纵轴的交点P表示拉力F为0时,物体仅受重力作用,其加速度大小为重力加速度,即aP=-g,选项A正确;与横轴的交点Q表示物体加速度为

0时,物体受到的拉力FQ=mg,选项B正确;由牛顿第二定律有F-mg=ma,则a=𝐹𝑚-g,由此式可知,图线斜率为1𝑚,故选项D正确,选项C错误。4.如图所示,质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿

斜面,最后竖直向上匀加速运动,不计空气阻力,在三个阶段的运动中,线上的拉力大小()A.由大变小B.由小变大C.由大变小再变大D.始终不变且大小为𝑚1𝑚1+𝑚2F答案:D解析:设物体与接触面的动摩擦因数为μ,在水平面有a1=𝐹-𝜇(𝑚1+𝑚2)𝑔𝑚1+

𝑚2=𝐹𝑚1+𝑚2-μg,对m1进行受力分析,则有FT1-μm1g=m1a1=𝑚1𝐹𝑚1+𝑚2-μm1g,所以FT1=𝑚1𝑚1+𝑚2F;在斜面上有a2=𝐹-𝜇(𝑚1+𝑚2)𝑔cos𝜃-(𝑚1+𝑚2)𝑔sin𝜃𝑚1+𝑚2,对m1受力分析则有FT2-μ

m1gcosθ-m1gsinθ=m1a2,解得FT2=𝑚1𝑚1+𝑚2F;竖直向上运动时有a3=𝐹-(𝑚1+𝑚2)𝑔𝑚1+𝑚2=𝐹𝑚1+𝑚2-g,对m1进行受力分析则有FT3-m1g=m1a3,解得FT3=𝑚1𝑚1

+𝑚2F,所以绳子的拉力始终不变且大小为𝑚1𝑚1+𝑚2F,故D正确。5.一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0开始,物体受到一个大小和方向呈周期性变化

的水平力F作用,力F随时间的变化规律如图所示(g取10m/s2)。求:(1)物体在整个运动过程中的最大速度;(2)79s内物体的位移大小。答案:(1)4m/s(2)159m解析:由力F随时间的变化规律图和牛顿第二定律可求出物体在前

半周期和后半周期的加速度,进而判断物体的运动状态,然后根据速度时间公式求出物体在整个运动过程中的最大速度;由力F随时间的变化规律图可知,力的变化具有周期性,周期为4s,可以根据牛顿第二定律求出一个周期内的位移,79s为20个周期少1s,我们可以算出80s

内的总位移再减去最后1s的位移,即为79s内的位移。(1)当物体在前半周期时,由牛顿第二定律,得F1-μmg=ma1,解得a1=2m/s2物体在前半周期做匀加速运动,当物体在后半周期时,由牛顿第二定律,得F2+μ

mg=ma2,解得a2=2m/s2物体在后半周期内做匀减速运动,在2s末的速度最大,最大速度为v=at=4m/s。(2)前半周期和后半周期位移相等,s1=12a1t2=4m所以物体每4s(即一个周期)的位移为s=2s1=8m第80s初,即79s末的速度v=a2×𝑡2=2m/s第8

0s的位移s0=𝑣2×𝑡2=1m所以79s内物体的位移大小为s2=20s-s0=159m。6.如图所示,长22.5m、质量为40kg的木板置于水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为0.1。质量为60kg的人立于木板左端,人与木板均静止,当人以3m/s2的加速度匀加

速向右奔跑时(g取10m/s2),求:(1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向;(2)人在奔跑过程中木板的加速度大小和方向;(3)人从左端跑到木板右端所需要的时间。答案:(1)180N方向向右(2)2m/s

2方向向左(3)3s解析:(1)设人的质量为m1,加速度大小为a1,木板的质量为m2,加速度大小为a2,人对木板的摩擦力为Ff,木板对人的摩擦力为Ff'。则分析人的受力情况,由牛顿第二定律得Ff'=m1a1=180N,方向向右。(2)对木板进行受力分析,由牛顿第二定律得Ff-

μ(m1+m2)g=m2a2由牛顿第三定律得Ff=Ff'解得a2=2m/s2,方向向左。(3)设人从左端跑到右端所经历的时间为t由运动学公式得l=12a1t2+12a2t2解得t=√2𝑙𝑎1+𝑎2=3s。获得更多资

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