第四章 运动和力的关系课时5牛顿运动定律的应用天天练(Word版含答案)

文档属性

名称 第四章 运动和力的关系课时5牛顿运动定律的应用天天练(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 367.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-17 15:18:06

图片预览

文档简介

人教版高一第四章运动和力的关系课时5牛顿运动定律的应用天天练
一、多选题
1.如图所示,地面上固定一个无限长光滑斜面.小物块从斜面底部以15m/s的初速度沿斜面向上滑动,经过5s,物块返回到斜面底部.则下列说法正确的是(  )
A.小物块沿斜面上滑的最大距离是22.5m
B.小物块运动过程中加速度大小是
C.小物块在第3秒内发生的位移大小是3m
D.小物块在第2秒内和第3秒内位移差的绝对值是6m
2.如图所示,A、B两物块叠在一起静止在光滑水平地面上,A物块的质量mA=2kg,B物块的质量mB=3kg,A与B接触面间的动摩擦因数μ=0.3,现对A或对B施加一水平外力F,使A、B相对静止一起沿水平地面运动,重力加速度g取10m/s2,物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是(  )
A.若外力F作用到物块A时,则其最小值为8N
B.若外力F作用到物块A时,则其最大值为10N
C.若外力F作用到物块B时,则其最小值为13N
D.若外力F作用到物块B时,则其最大值为15N
3.如图所示,一个质量为M的物体A放在水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为μ,当在细绳下端挂上质量为m的物体B时,物体A以加速度a滑动,绳中张力为FT,则( )
A.
B.
C.
D.
4.如图甲所示,为传送带实物装置,其简化后的截面图如图乙所示。已知传送带与水平方向夹角为,传送带逆时针匀速转动,皮带传送速度。在传送带最低点M轻放一小物体,一段时间后到达最高点N,物体与传送带之间的动摩擦因数之间的距离为,假设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。关于物体的运动,下列说法正确的是(  )
A.加速过程中的加速度大小为
B.从M运动到N用时
C.从M运动到N用时
D.若增大传送带的速度,物体从M运动到N的时间不变
二、单选题
5.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼,其位移x与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(  )
A.时间内,v增大, B.时间内,v增大,
C.时间内,v增大, D.时间内,v减小,
6.一质量为的物体(可视为质点),在的水平拉力作用下,在粗糙的水平面上沿x轴正方向做直线运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数为(未知),物体通过坐标原点时开始计时,其运动的的图象如图所示,g取。则(  )
A.质点做匀加速直线运动,加速度为
B.物体与地面间的动摩擦因数为0.5
C.物体在末,拉力的瞬时功率为
D.物体与地面间在内产生的内能为
7.如图,一个倾角为的光滑斜面,在水平面上向右做匀加速直线运动,物体m与斜面保持相对静止,重力加速度为g,则斜面运动的加速度为
A. B. C. D.
8.如图所示,一根竖直轻质弹簧下端固定,上端托一质量为0.3kg的水平盘,盘中有一质量为1.7kg物体.当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度缩短4cm.缓慢地竖直向下压物体,使弹簧再缩短2cm后停止,然后立即松手放开.设弹簧总处在弹性限度以内(g取10m/s2),则刚松开手时盘对物体的支持力大小为
A.30N B.25.5N C.20N D.17N
9.如图所示,重20N的物体向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,若外加一水平向左的力F=4N,则此时物体的加速度大小为(  )
A.0.2m/s2 B.0.4m/s2 C.2m/s2 D.4m/s2
10.静止在光滑水平地面上的物体的质量为1kg,在水平恒力F推动下开始运动,2s末它的速度达到4m/s,则F的大小为(  )
A.2N
B.1N
C.4N
D.8N
11.如图所示,、处于平衡状态,现用水平向左的力拉,仍保持静止,则下列说法正确的是(  )
A.受到的拉力一定变大
B.受到的摩擦力可能减小
C.受到的摩擦力大小一定不变
D.受到地面的支持力可能减小
12.在无风的环境,某人在高处释放静止的篮球,篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动(如图)再释放,则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是,转动的篮球在运动过程中除受重力外,还受到空气施加的阻力和偏转力。这两个力与篮球速度的关系大致为:,方向与篮球运动方向相反;,方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是(  )
A.、是与篮球转动角速度无关的常量
B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C.人站得足够高,落地前篮球有可能向上运动
D.释放条件合适,篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
三、解答题
13.浙江宁波慈溪方特欢乐世界的“跳楼机”游戏,以惊险刺激深受年轻人的欢迎,它的基本原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面100m的高处,然后让座舱自由落下.落到离地面20m高时,制动系统开始启动,使座舱均匀减速,到达地面时刚好停下.某次游戏中,座舱中小明用手托着重5N的苹果,(取g=10m/s2)试求:
(1)此过程中的最大速度是多少?
(2)当座舱落到离地面40m的位置时,手对苹果的支持力?
(3)当座舱落到离地面15m的位置时,苹果对手的压力?
14.某兴趣小组的同学自制了一架遥控飞行器,其质量m=2kg,若动力系统提供的竖直向上的牵引力F恒定为30N.若某次试飞过程,飞行器从地面开始竖直上升,飞行t1=6s时飞行器出现故障,飞行器立即失去牵引力,前6s内飞行器的v-t图象如图所示.若设飞行器飞行时所受阻力的大小不变,重力加速度g=10m/s2,求
(1)飞行器飞行时所受的阻力大小
(2)此次试飞飞行器所能达到的最大高度H;
(3)此次飞行器从静止起飞开始到落回地面的总时间(结果也可带根号)
15.有一种大型游戏机叫“跳楼机”(如图所示),参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放.可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.g取10 m/s2,求:
(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?
(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少?
(3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
16.如图所示,质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长。求:
(1)小物块放后,小物块及小车的加速度各为多大?
(2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放上小车开始,经过t =1.8 s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10 m/s2)。
试卷第页,共页
试卷第页,共页
参考答案:
1.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于斜面光滑,物体运动过程中不受摩擦力,根据牛顿第二定律可知下滑过程与上滑过程中加速度相同,所以下滑与上滑的位移大小相等,下滑与上滑的时间相等,则有小物块沿斜面上滑的最大距离是设小物块运动过程中加速度大小为,根据
故A错误;
B.根据可得小物块运动过程中加速度大小是
故B正确;
C.小物块在3秒内发生的位移为
小物块在2秒内发生的位移为
小物块在第3秒内发生的位移大小是0,故C错误;
D.小物块在1秒内发生的位移为
小物块在第2秒内发生的位移是
所以小物块在第2秒内和第3秒内位移差的绝对值是6m,故D正确;
故选:BD.
【点睛】
关键是斜面光滑,下滑过程与上滑过程的加速度相同,下滑与上滑的位移大小相等,下滑与上滑的时间相等。
2.BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.A物块与B物块之间的最大静摩擦力为
Ff=μmAg=6N
F作用在A上时,物块A、B一起沿水平地面运动且相对静止时,最大加速度的大小为
则水平外力的最大值为
Fm=(mA+mB)am=10N
故B正确,A错误;
CD.F作用在B上时,物块A、B一起沿水平地面运动且相对静止时,最大加速度的大小为
则水平外力的最大值为
Fm′=(mA+mB)am′=15N
故D正确,C错误。
故选BD。
3.BD
【解析】
【详解】
由题意对A和B分别进行受力分析,对A而言有:FT-μMg=Ma ;对B而言有:mg-FT′=ma′;因为FT和FT′是同一根绳中的张力,故FT=FT′,加速度a=a′;联立可解得:,,故AC错误,BD正确.故选BD.
点睛:解决此类问题关键是用好隔离法分别对物体进行受力分析由牛顿第二定律求解,关键抓住两者间联系的物理一是绳中张力大小相等,二是加速度大小相等.
4.AC
【解析】
【详解】
A.在加速阶段,根据牛顿第二定律可得
μmgcosθ-mgsinθ=ma
解得
a=0.4m/s2
故A正确;
BC.达到传送带速度所需时间
通过的位移
由于
μmgcosθ>mgsinθ
故物体达到传送带后开始做匀速直线运动,则匀速运动的时间
故经历的总时间为
t=t1+t2=2s+5s=7s
故B错误,C正确;
D.若增大传送带的速度,物体从M运动到N的时间
与传送带的速度有关,故D错误;
故选AC。
5.A
【解析】
【详解】
A.由于x t图像斜率表示速度,由图可知在0~t1时间内速度v增大,该时间内乘客加速上升,加速度方向向上,处于超重状态,乘客所受支持力大于重力,即FN>mg,A正确;
B.在t1~t2时间内,x t图像的斜率不变,乘客的速度v不变,乘客向上做匀速直线运动,处于平衡状态,FN=mg,B错误;
CD.在t2~t3时间内,x t图像的斜率在变小,乘客的速度v在减小,乘客向上做减速运动,乘客处于失重状态,乘客所受支持力小于重力,即FN故选A。
6.C
【解析】
【详解】
A.由图得
根据匀变速运动的位移公式

对比可得
则质点的加速度为
初速度为,则知质点的加速度不变,质点做匀加速直线运动,故A项错误;
B.由牛顿第二定律
可得
故B错误;
C.1s末的速度
拉力的功率
故C正确;
D.由
可得0至内的位移
产生的内能
故D错误。
故选C。
7.C
【解析】
【详解】
对木块受力分析,因为木块的加速度与斜面的加速度相同,则合力沿水平方向,如图所示,
则F合=mgtanθ,根据牛顿第二定律得,加速度
a==gtanθ。
A.,故A不符合题意;
B.,故B不符合题意;
C.,故C符合题意;
D.,故D不符合题意。
故选C。
8.B
【解析】
【详解】
当盘静止时,由胡克定律得:,设使弹簧再压缩时手的拉力大小为F,再由胡克定律得:,联立解得:.刚松手瞬时弹簧的弹力没有变化,则以盘和物体整体为研究对象,所受合力大小等于F,方向竖直向上.设刚松手时,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:,对物体研究:,联立解得,故B正确,ACD错误.
9.D
【解析】
【详解】
物体所受的摩擦力的方向水平向左,根据牛顿第二定律得
故选D。
10.A
【解析】
【详解】
物体的加速度
根据牛顿第二定律:
F=ma=2N
A.2N,与结论相符,选项A正确;
B.1N,与结论不相符,选项B错误;
C.4N,与结论不相符,选项C错误;
D.8N,与结论不相符,选项D错误;
故选A.
11.B
【解析】
【详解】
A.以m为研究对象有
T=mg
m受到的拉力不变,选项A错误;
BC.以M为研究对象,受力分析,设绳子与水平方向夹角为α,水平方向:没有施加外力时
Tcosα=f
施加外力后,若外力F比较小,物体仍受向左的摩擦力
Tcosα=f′+F
即摩擦力大小一定减小。若外力F比较大,则物体受向右的摩擦力
Tcosα+f″=F
则摩擦力大小可能减小,可能增大,可能不变,甚至为0,故C错误;B正确;
D.竖直方向有
N+Tsinα=Mg

N=Mg-mgsinα
则支持力始终不变;故D错误。
故选B。
12.C
【解析】
【详解】
A.篮球未转动时,篮球竖直下落,没有受到偏转力的作用,而篮球转动时,将受到偏转力的作用,所以偏转力中的与篮球转动角速度有关,故A错误;
B.空气阻力一直对篮球做负功,篮球的机械能将减小,篮球的角速度也将减小,所以篮球没有足够的能量回到原高度,故B错误;
C.篮球下落过程中,其受力情况如下图所示
篮球下落过程中,由受力分析可知,随着速度不断增大,篮球受到和的合力沿竖直方向的分力可能比重力大,可使篮球竖直方向的分速度减小为零或变成竖直向上,所以篮球可能向上运动,故C正确;
D.如果篮球的速度变成水平方向,则空气阻力的作用会使篮球速度减小,则篮球受到的偏转力将变小,不能保持与重力持续等大反向,所以不可能在空中持续一段水平直线运动,故D错误。
故选C。
13.(1)(2)0(3)25N
【解析】
【详解】
(1)由题意可知先自由下降h =100-20m=80m
由,有 v=40m/s
(2)离地面40m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以手对球的支持力为零
(3) 由此得: a’=40m/s2
根据牛顿第二定律:N-Mg=Ma
得:FN=25 N
根据牛顿第三定律,苹果对手的压力为25N
14.(1)4N;(2)67.5m;(3)11.6s
【解析】
【分析】
根据v-t图象求出飞行器的加速度大小,结合牛顿第二定律求出飞行器的阻力大小;
根据位移时间公式求出飞行器匀加速运动的位移,失去升力后,根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度大小,结合速度位移公式求出匀减速运动的位移,从而得出飞行器达到的最大高度.
【详解】
(1)由v-t图象可得:
由牛顿第二定律有:
解得:;
(2)没有出现故障前,上升高度为
出现故障后,向上减速的加速度大小为a2
减速零时,到达最高点,继续上升高度
上升的最大高度H=;
(3)飞行器出现故障后到最大高度所用时间
从最高点下落的加速度大小为
下落时间,
解得:
总时间.
【点睛】
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
15.(1)(2)1.6s(3)
【解析】
【详解】
(1) 设座椅在自由下落结束时刻的速度为v,由v=gt1得:
v=20m/s
(2) 自由下落的位移为:
设座椅匀减速运动的总高度为h,则有:
h=40-4-20=16m

得:
t=1.6s
(3) 设座椅匀减速阶段的加速度大小为a,座椅对游客的作用力大小为F,由v=at得:
a=12.5m/s2
由牛顿第二定律得:
F-mg=ma
所以
16.(1)2m/s2;0.5m/s2 ;(2)1s;(3)2.856m
【解析】
【详解】
(1)对物块

对车

(2)设经时间 两者共速,则有
解得
(3)在1s内,物块的位移
1s时两者共速,速度
对整体
求得加速度
则有
总位移
试卷第页,共页
试卷第页,共页