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

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高中物理《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(kāi)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(kāi)始一段,小球做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),然后做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度等于零時(shí),又開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)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(huà)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(guò)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(kāi)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(wú)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(lái)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(jiàn)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(xiàn)如圖所示,根據(jù)圖線(xiàn)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(guò)程,t1時(shí)刻剛產(chǎn)生地面的沖擊力,說(shuō)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)B隨A一起下滑過(guò)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(chē)從停車(chē)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(chē)進(jìn)站,機(jī)車(chē)又行駛了125m才停在站上設(shè)所受阻力不變,求機(jī)車(chē)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(chē)的牽引力為F引1.4105N.解析:機(jī)車(chē)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(chē)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(wèn)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(kāi)始下滑,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過(guò)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(guò)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(wèn)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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng);(2)輪子逆時(shí)針?lè)较蜣D(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(guò)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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)皮帶繞輪順時(shí)針?lè)较蜣D(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?lè)较蜣D(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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移公式,得xx1x2v10t1a1tv20t2a2t46m111

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