1、第四章牛顿运动定律第五节牛顿运动定律的应用课后篇巩固提升合格考达标练1.水平面上一质量为m的物体,在水平恒力F作用下,从静止开始做匀加速直线运动,经时间t后撤去外力,又经时间3t物体停下,则物体受到的阻力为()A.B.C.D.解析对物体由牛顿第二定律得力F作用时,F-f=ma1,v=a1t撤去力F后,f=ma2,v=a23t解以上四式得f=,故B正确.答案B2.设洒水车的牵引力不变,所受的阻力与车重成正比,洒水车原来在平直路上匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是()A.继续做匀速运动B.匀加速运动C.匀减速运动D.变加速运动解析设洒水车的质量为m,牵引力为F,其阻力为kmg,则由牛顿第二定律
2、得a=-kg,可见a随m的减小而增大,洒水车做变加速运动.答案D3.如图所示,当车厢向右加速行驶时,一质量为m的物块紧贴在车厢壁上,相对于车厢壁静止,随车一起运动,则下列说法正确的是()A.在竖直方向上,车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡B.在水平方向上,车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力C.若车厢的加速度变小,车厢壁对物块的弹力不变D.若车厢的加速度变大,车厢壁对物块的摩擦力也变大解析对物块m受力分析如图所示.由牛顿第二定律,在竖直方向f=mg,水平方向FN=ma,所以选项A正确,C、D错误;车厢壁对物块的弹力和物块对车厢壁的压力是一对相互作用力,故B错误.答案A4.如图所
3、示,不计滑轮和绳的质量及摩擦,一个质量为m的人拉着绳子使质量为M的物体匀减速下降,已知人对地面的压力大小为F,则物体下降的加速度大小为()A.B.C.D.解析设人受到绳子的拉力为T,由牛顿第三定律知地面对人的支持力等于F,由于人静止不动,故T+F=mg,再对物体M由牛顿第二定律得T-Mg=Ma,所以a=,D正确.答案D5.如图所示,在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连后自由释放,则A、B一起运动.假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子足够长且不可伸长.如果mB=3mA,则绳子对物体A的拉力大小为()A.mBgB.mAgC.3mAgD.mBg解析对A、B整体
4、进行分析,根据牛顿第二定律mBg=(mA+mB)a,对物体A,设绳的拉力为F,由牛顿第二定律得,F=mAa,解得F=mAg,故B正确.答案B6.如图所示,一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑轨道到达C1、C2、C3,则()A.物体到达C1时的速度最大B.物体在三条轨道上的运动时间相同C.物体在与C3连接的轨道上运动的加速度最小D.物体到达C3的时间最短解析物体在斜面上的加速度a=gsin ,在与C3连接的轨道上运动的加速度最大,C错误.斜面长L=,由v2=2aL得v=,故到C1、C2、C3时物体速度大小相等,故A错误.由L=at2即gsin t2知,沿AC3运动的时间最短,B错误,D正确.答
5、案D7.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双脚弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍解析自由落体v2=2gH,缓冲减速v2=2ah,由牛顿第二定律F-mg=ma,解得F=mg1+=5mg,故B正确.答案B等级考提升练8.质量为2 kg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为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图
6、所示.重力加速度g取10 m/s2,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为()A.18 mB.54 mC.72 mD.198 m解析物体所受摩擦力为f=mg=0.2210 N=4 N,因此前3 s内物体静止.36 s,a= m/s2=2 m/s2,x1=at2=29 m=9 m.69 s,物体做匀速直线运动,x2=v1t=att=233 m=18 m.912 s,物体做匀加速直线运动,x3=v1t+at2=63 m+29 m=27 m.x总=x1+x2+x3=9 m+18 m+27 m=54 m,B选项正确.答案B9.在宇宙飞船中,由于完全失重而无法利用天平称出物体的质量.科学家们采
7、用下述方法巧妙地测出了一物体的质量.如图所示,将一带有推进器的总质量M为5 kg的小车静止放在一平台上,开动推进器,小车在推进器产生的水平恒力F的作用下从静止开始运动,测得小车前进1.5 m历时5 s.关闭推进器,将被测物块固定在小车上,仍然让小车在推进器产生的恒力F作用下从静止开始运动,测得小车5 s内前进了1.0 m.(1)求小车两次加速运动的加速度之比.(2)用上述方法测得物块的质量m是多少?解析(1)由x=at2得a1a2=x1x2=32.(2)由牛顿第二定律得F=Ma1,F=(M+m)a2两式相比解得m=2.5 kg.答案(1)32(2)2.5 kg10.如图所示,长为L=6 m、质
8、量为M=4 kg的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略、质量为m=1 kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块施加方向水平向右的恒定拉力F=8 N,使物块在木板上滑动起来,g取10 m/s2.求:(1)物块和木板的加速度大小;(2)物块从木板左端运动到右端经历的时间.解析(1)设小物块的加速度为a1,由牛顿第二定律得F-mg=ma1,a1=-g代入数据得a1=4 m/s2设木板的加速度为a2,由牛顿第二定律得mg=Ma2代入数据解得a2=1 m/s2.(2)L+a2t2=a1t2代入数据解得t=2 s.答案(1)4 m/s21 m/s2
9、(2)2 s11.如图所示,右端带滑轮的长木板放在水平桌面上,滑块A质量为M=2 kg,连接滑块A和物体B的细线质量不计,与滑轮之间的摩擦不计,滑轮与A之间的细线沿水平方向,当B的质量为1 kg时,A恰好不滑动(已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等),g取10 m/s2,求当B的质量为1.75 kg时:(1)A的加速度大小;(2)细线对滑轮的作用力.解析(1)由题意可知,A恰好不滑动时,所受摩擦力为f=mBg=110 N=10 N当B的质量为1.75 kg时对A,F-f=Ma对B,mg-F=ma解得a=2 m/s2,F=14 N.(2)细线对滑轮的作用力为F合=14 Ntan =1,=45所以细线对滑轮的作用力方向与竖直方向夹角为45斜向左下方.答案(1)2 m/s2(2)14 N,方向与竖直方向成45角斜向左下方