1、第四章5一、选择题(本题共5小题，每题6分，共30分)1(2020山东省青州实验中学高一上学期检测)质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图a、b分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的vt图像，则拉力与摩擦力大小之比为(B)A98B32C21D43解析：物体不受水平拉力时，加速度大小为：a1 m/s21.5m/s2；物体受到水平拉力作用时加速度大小为：a2 m/s20.75 m/s2；根据牛顿第二定律得：Ffma1；FFfma2，可得：Ff32，故A、C、D错误，B正确，故选B。2在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留
2、下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为(B)A7 m/s B14 m/sC10 m/s D20 m/s解析：设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgma，解得ag。由匀变速直线运动速度与位移关系式v2ax，可得汽车刹车前的速度为v014 m/s，选项B正确。3一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动，那么图中所示的四种情况中符合要求的是(C)解析：设底边长为2l，底面与房顶的夹角为，则
3、房顶坡面长x，由于房顶光滑，所以加速度agsin 由xat2得gsin t2所以t显然当45时，时间最短。4(2021内蒙古包头市高一期末)一物块以某一初速度从倾角37的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端，已知物块下滑时间是上滑时间的2倍，则物块与斜面间的动摩擦因数为(C)A0.24 B0.36 C0.45 D0.6解析：物块上滑时，加速度为a1gsin 37gcos 37位移la1t2下滑时加速度为a2gsin 37gcos 37位移为la24t22a2t2联立可得0.45。故ABD错误，C正确。5(多选)已知雨滴下落时受到的空气阻力与速度大小成正比，若雨滴从空中由静止下落，下
4、落过程中所受重力保持不变，下落过程中加速度用a表示，速度用v表示，下落距离用s表示，落地前雨滴已做匀速运动，下列图像中可以定性反映雨滴运动情况的是(BC)解析：当雨滴刚开始下落时，阻力f较小，远小于雨滴的重力G，即fG，故雨滴做加速运动；由于雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐减小，故当速度达到某个值时，阻力f会增大到与重力G相等，即fG，此时雨滴受到平衡力的作用，将保持匀速直线运动，故物体先做加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动。故B、C正确，A、D错误。二、非选择题(共30分)6(8分)小明和小红一起去冰雪嘉年华游玩儿，小红与冰车静止
5、在水平冰面上，总质量为m30 kg，冰车与冰面间的动摩擦因数为0.02，小明用21 N的水平恒力推冰车，取重力加速度g10 m/s2。求：(1)小红与冰车的加速度a的大小；(2)经过4 s小红和冰车运动位移x的大小。答案：(1)0.5m/s2(2)4 m解析：(1)以小红与冰车为研究对象，根据牛顿第二定律可得：Fmgma解得：a0.5m/s2(2)经过4 s小红和冰车运动位移xat20.516 m4 m7(10分)2021江苏省扬州市高一上学期检测)“歼10”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注。如图所示，一架质量m5.0103 kg的“歼10”战机，从静止开始在机场
6、的跑道上匀加速滑行，经过距离x5.0102 m，达到起飞速度v60 m/s。在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍，取g10 m/s2。求：(1)飞机在跑道上滑行的时间；(2)飞机滑行时的加速度；(3)飞机滑行时受到的牵引力。答案：(1)16.7s(2)3.6m/s2(3)1.9104 N解析：(1)飞机匀加速滑行，由xt，得t16.7s(2)飞机匀加速滑行，由v202ax得a3.6m/s2(3)在水平方向上，由牛顿第二定律FFfma得F1.9104 N8(12分)(2021浙江温州市高一开学考试)把质量m2 kg的小球竖直上抛，从抛出到落回抛出点的vt图如图所示，小球运动过程中
7、所受空气阻力大小恒定，取g10 m/s2。 求：(1)小球运动过程中所受阻力大小；(2)小球落回抛出点时的速度大小；(3)小球从抛出到落回抛出点的平均速度大小。答案：(1)4 N(2)v24 m/s(3)0解析：(1)上升过程加速度大小a112 m/s2由牛顿第二定律可知mgfma1代入数据解得f4 N(2)小球上升的高度为ht1 m6 m下降时加速度由牛顿第二定律可知mgfma2解得a28 m/s2，根据v2a2h，解得v24 m/s一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)1(2021浙江衢州市高一月考)衢州儿童公园的“跳楼机”深受大人和儿童喜爱。如图是座舱中某人竖直向下运动的速度时间
8、图像，此人质量为50 kg，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(D)A01.5s座椅对人的作用力小于人对座椅的作用力B1.5s6 s座椅对人的作用力小于人受到的重力C01 s座椅对人的作用力大小为300 ND1.5s3 s座椅对人的作用力大小为600 N解析：座椅对人的作用力与人对座椅的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；1.5s6 s内人向下减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，即座椅对人的作用力大于人受到的重力，故B错误；由速度时间图像可知，01.5s内人向下加速运动的加速度大小为a m/s26 m/s2，由牛顿第二定律有mgNma，得Nmgma200 N，故
9、C错误；由速度时间图像可知，1.5s6 s内人向下加速运动的加速度大小为a m/s22 m/s2，由牛顿第二定律有Nmgma，得Nmgma600 N，故D正确。2(多选)如图所示，质量为2 kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为xt2t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，g取10 m/s2，以下结论正确的是(ABD)A匀变速直线运动的初速度为1 m/sB物体的位移为12 m时速度为7 m/sC水平恒力F的大小为4 ND水平恒力F的大小为12 N解析：根据xv0tat2对比xt2t，知v01 m/s，a2 m/s2，故A正确；根据v2v2ax得，v m/s
10、7 m/s，故B正确；根据牛顿第二定律得，Fmgma，解得Fmamg12 N，故C错误，D正确。3(多选)如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是(AD)A所受浮力大小为4 830 NB加速上升过程中所受空气阻力保持不变C从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N解析：由牛顿第二定律，所受浮力为F，则Fmgma，F
11、m(ga)460(100.5)N4 830 N，A正确；热气球先加速，后匀速浮力和重力不变，故受空气阻力增大，B错误；气球开始加速度为0.5m/s2，此后加速度将变化，无法确定10 s时气球速度，C错误；匀速上升时Fmgf0，空气阻力fFmg(4 83046010)N230 N，D正确。二、非选择题(共22分)4(10分)如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿沿与水平面成53角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F4.0N，玩具的质量m0.5kg，经过时间t2.0s，玩具移动了距离x4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下。(1)全过程玩具的最大速度是多大；(2)松开手后玩具
12、还能运动多远。(取g10 m/s2。sin 530.8，cos 530.6，结果保留两位有效数字)答案：(1)4.8m/s(2)1.7m解析：(1)由牛顿第二定律得：Fcos 53(mgFsin 53)ma根据运动学公式知xat2vmat由解得0.67vm4.8m/s(2)松手后玩具滑行的加速度a1g6.7m/s2滑行距离x1.7m5(12分)2020浙江省杭州市高一上学期检测)杭州市目前已经拥有多条纯电动巴士。为了研究方便，我们将电动巴士在两个站点A、B之间的运行路线简化为水平方向上的直线运动，电动巴士看成质点，载人后的总质量为8 000 kg，从站点A由静止开始启动，匀加速行驶10 s后速
13、度达到36 km/h；然后保持该速度匀速行驶5分钟后关闭动力，巴士恰能停在站点B，设巴士所受的阻力是自身重力的0.05倍，求：(1)巴士做匀加速运动的加速度大小；(2)在匀加速期间巴士自身提供的动力大小；(3)A、B两个站点之间的距离。答案：(1)1 m/s2(2)12 000 N(3)3 150 m解析：(1)巴士匀加速行驶10 s后的速度：v36 km/hm/s10 m/s；由a得巴士做匀加速运动的加速度a1m/s21 m/s2(2)巴士所受的阻力是：fkmg0.058 00010N4 000 N由牛顿第二定律可得，在匀加速期间：FFfma1联立可解得在匀加速期间巴士自身提供的动力：F12 000 N(3)巴士做匀加速运动的位移：x1t150 m；巴士做匀速运动的位移：x2vt210560 m3 000 m；巴士做匀减速运动阶段，由Ffma2可得，加速度：a2 0.5m/s2此阶段的位移为：x3100 m；A、B两个站点之间的距离：xx1x2x33 150 m。