1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业(十八)用牛顿运动定律解决问题(一) (15分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.质量为1t的汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶。阻力大小不变,从某时刻开始,汽车牵引力减少2000N,那么从该时刻起经过6s,汽车行驶的路程是()A.50mB.42mC.25mD.24m【解析】选C。牵引力减小2000N后,汽车所受合力为2000N,由牛顿第二定律F=ma可得a=2m/s2,汽车需要t=s=5s停下来,故6s
2、内汽车前进的路程x=m=25m,故选项C正确。【变式训练】假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比,未洒水时,做匀速行驶,洒水时它的运动将是()A.做变加速运动B.做初速度不为零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.继续保持匀速直线运动【解析】选A。a=-kg,洒水时质量m减小,则a变大,所以洒水车做加速度变大的加速运动,故A正确。2.(2014双鸭山高一检测)A、B两物体以相同的初速度在一水平面上滑动,两个物体与水平面间的动摩擦因数相同,且mA=3mB,则它们能滑动的最大距离xA和xB的关系为()A.xA=xBB.xA=3xBC.xA=xBD.xA=9xB【解析】选A。物体在水平地面上滑动
3、时受到的滑动摩擦力Ff=mg;由牛顿第二定律可得加速度大小a=g,由v2-=-2ax可得,x=,与物体的质量无关,故选项A正确。3.质量为1kg的物体,受水平恒力F作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在t秒内的位移为xm,则F的大小为()A.NB.NC.ND.N【解析】选A。由x=at2得：a=m/s2,对物体由牛顿第二定律得：F=ma=1N=N,故A正确。4.(多选)(2014会宁高一检测)如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动,把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端,物体与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.物体一直受到摩
4、擦力作用,大小为mgB.物体最终的速度为v1C.开始阶段物体做匀加速直线运动D.物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右【解析】选B、C。当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时,物体相对传送带向左运动,故物体所受到的滑动摩擦力大小为Ff=mg,方向水平向右;所以物体将向右做匀加速运动,由于传送带足够长,物体将加速到v1,之后与传送带保持相对静止,不再受到摩擦力的作用,故选项A、D错,B、C对。5.用平行于斜面的力推动一个质量为m的物体沿着倾斜角为的光滑斜面由静止向上运动,当物体运动到斜面的中点时撤去推力,物体恰能滑到斜面顶点,由此可以判定推力F的大小必定是()A.2mgcosB.2mgsinC.2mg
5、(1-sin)D.2mg(1+sin)【解析】选B。有推力F时,a=,撤去F后,a=gsin,由v2=2ax,有：a=a,即：=gsin,F=2mgsin,故B正确。【变式训练】如图所示为某小球所受的合力与时间的关系,各段的合力大小相同,作用时间相同,且一直作用下去,设小球从静止开始运动,由此可判定()A.小球向前运动,再返回停止B.小球向前运动再返回不会停止C.小球始终向前运动D.小球向前运动一段时间后停止【解析】选C。作出相应的小球的v-t图像如图所示,物体的运动方向由速度的方向决定,由图像可以看出,小球的速度方向始终没有变化,故小球始终向前运动,故选C。二、非选择题(15分)6.(201
6、4杭州高一检测)近年来,我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为。每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起,死亡上千人。只有科学设置交通管制,人人遵守交通规则,才能保证行人的生命安全。如图所示,停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m。质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶,当车前端刚驶过停车线AB,该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯。(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人抢先过马路,卡车司机发现行人,立即制动,卡车受到的阻力为3104N,求卡车的制动距离。(2)若人人遵守交通规则,该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD。为确保行人安全,D处人行
7、横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯?【解析】(1)汽车刹车时,由牛顿第二定律可得：-F阻=ma,所以a=m/s2=-3.75m/s2,由-=2ax得：x=m=30m(2)据题意,汽车不受影响的行驶距离应该是x1=lAC+l车=23m+7m=30m设信号灯变黄灯后经过时间t人行横道信号灯变绿灯,则t=s=2s答案：(1)30m(2)2s(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)1.雨滴从空中由静止落下,若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,如图所示的图像能正确反映雨滴下落运动情况的是()【解析】选C。雨滴下落过
8、程中受力情况如图所示,F合=mg-Ff,阻力随雨滴下落速度的增大而增大,所以F合逐渐减小,加速度逐渐减小,由v-t图像得选项C正确。2.(多选)(2013浙江高考)如图所示,总质量为460kg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180m时,以5m/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g=10m/s2。关于热气球,下列说法正确的是()A.所受浮力大小为4830NB.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10s后的速度大小为5m/sD.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N【解析】
9、选A、D。刚开始竖直上升时,热气球受重力和空气的浮力,热气球的加速度为0.5m/s2,由牛顿第二定律可得热气球所受浮力大小为4830N,A项正确;热气球加速上升过程中所受空气阻力是不断变大的,热气球做加速度减小的加速运动,速度达到5m/s所用的时间要大于10s,B、C均错误;当热气球以5m/s匀速上升时,由受力平衡可得热气球所受空气阻力大小为230N,D项正确。【变式训练】某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,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
10、受重力的10倍【解析】选B。由自由落体v2=2gH,缓冲减速v2=2ah,由牛顿第二定律F-mg=ma,解得F=mg(1+)=5mg,故B正确。3.(多选)(2014塘沽区高一检测)如图所示,光滑斜面CA、DA、EA都以AB为底边。三个斜面的倾角分别为75、45、30。物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端,下面说法中正确的是()A.物体沿DA滑到底端时具有最大速率B.物体沿EA滑到底端所需时间最短C.物体沿CA下滑,加速度最大D.物体沿DA滑到底端所需时间最短【解题指南】解答本题时可按以下步骤进行：(1)假设斜面的倾角为,用三角函数表示出斜面的长度与底边长度之间的关系;(2)对物体受力分析,
11、求物体沿斜面下滑时的加速度;(3)由运动学公式求出末速度、下滑时间与角、加速度之间的函数关系式;(4)对函数关系式进行讨论,得出规律。【解析】选C、D。设AB=l,当斜面的倾角为时,斜面的长度x=;由牛顿第二定律得, 物体沿光滑斜面下滑时加速度a=gsin,当=75时加速度最大,选项C正确;由v2=2ax可得,物体沿斜面滑到底端时的速度当=75时速度最大,选项A错误;由x=at2可得当=45时t最小,故选项B错误,选项D正确。4.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v-t图像,则拉力和摩擦力之比为()A.98B.32C.21D.43【
12、解析】选B。由v-t图像可知,图线a为仅受摩擦力的运动,加速度大小a1=1.5m/s2;图线b为受水平拉力和摩擦力的运动,加速度大小为a2=0.75m/s2;由牛顿第二定律列方程得ma1=Ff,ma2=F-Ff,解得=32,选项B正确。二、非选择题(本题共2小题,共22分)5.(10分)(2014佛山高一检测)在科技创新活动中,小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)。在光滑水平面AB上(如图乙所示),机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m=1kg的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动。小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F,小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率
13、不变),最高能到达C点。机器人用速度传感器测量小滑块在ABC过程的瞬时速度大小并记录如下。t/s00.20.42.22.42.6v/(ms-1)00.40.83.02.01.0求：(1)机器人对小滑块作用力F的大小;(2)斜面的倾角的大小。【解析】(1)小滑块从A到B过程中：a1=2m/s2由牛顿第二定律得：F=ma1=2N(2)小滑块从B到C过程中加速度大小：a2=5m/s2由牛顿第二定律得：mgsin=ma2则=30答案：(1)2N(2)30【总结提升】解决动力学问题的关键解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是对运动过程较复杂的问题。(1)一定要弄清楚整个过
14、程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分阶段处理,加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁。(2)分析受力时,要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没发生变化。6.(12分)(2014济宁高一检测)在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动深受游客喜欢。如图所示,人坐在滑板上从斜坡高处的A点由静止开始滑下,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下。滑板与两滑道间的动摩擦因数均为=0.5,斜坡倾角=37。斜坡滑道与水平滑道间为圆滑过渡,速度由斜面方向转为水平方向时大小不变。不计空气阻力,g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。(1)若人和滑板的总质量m=60kg,求人在斜坡上
15、下滑时加速度a1的大小。(2)若由于受到场地限制,B点到C点的水平距离为x=20m。为了确保游客的人身安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,下滑的起点A到底端B的长度L应不超过多少?【解题指南】解答本题时可按以下步骤进行：(1)分析人和滑板在斜面上运动时的受力情况,由正交分解法求合力;(2)由牛顿第二定律列方程求下滑时的加速度a1;(3)分析人和滑板在水平面上滑行时的受力情况,由牛顿第二定律求加速度a2;(4)由运动学公式求人和滑板运动到B点时的速度v;(5)由运动学公式求AB段的长度L。【解析】(1)人和滑板在斜坡上下滑时,由牛顿第二定律得mgsin-Ff=ma1FN=mgcos,又Ff=FN解得：a1=gsin-gcos=2m/s2(2)设滑至底端B点的速度为v,沿BC段前进时,有a2=g=5m/s2,0-v2=-2a2x解得v=10m/s沿AB段下滑时,有v2=2a1L,解得：L=50m故AB段的长L不能超过50m。答案：(1)2m/s2(2)50m关闭Word文档返回原板块
