2019版新教材物理人教版必修第一册作业：第4章 第5节 牛顿运动定律的应用 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 2019版新教材物理人教版必修第一册作业：第4章 第5节 牛顿运动定律的应用 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 157.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-16 16:36:57 | ||
图片预览
文档简介
第4章 第5节 牛顿运动定律的应用
1．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，洒水车匀速行驶，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
答案 A
解析 洒水车的加速度a＝＝＝－kg，洒水时质量m一直减小，则a一直增大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故A正确。
2．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其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过程中运动情况的是( )
答案 C
解析 对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－F阻＝ma。雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，v-t图像的斜率变小，C正确。
3.(多选)静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的图线如图所示，则下列说法正确的是( )
A．物体在20 s内平均速度为零
B．物体在20 s末的速度为零
C．物体在20 s末又回到出发点
D．物体在10 s末的速度最大
答案 BD
解析 在0～10 s内，物体的加速度a＝＝，则10 s末的速度v1＝at＝，在10～20 s内，物体的加速度大小为a′＝＝，则物体在20 s末的速度v＝v1－a′t＝0。物体在0～10 s内做匀加速直线运动，10～20 s内做匀减速直线运动，20 s内的位移不等于零，所以平均速度不为零，物体一直向前运动，10 s末速度最大。故B、D正确，A、C错误。
4．(多选)如图甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图像如图乙所示，下列判断正确的是( )
A．在0～1 s内，外力F不断增大
B．在1～3 s内，外力F的大小恒定
C．在3～4 s内，外力F不断减小
D．在3～4 s内，外力F的大小恒定
答案 BC
解析 在速度—时间图像中，0～1 s内物块速度均匀增大，物块做匀加速直线运动，外力F为恒力，A错误；1～3 s内，物块做匀速直线运动，外力F的大小恒定，B正确；3～4 s内，物块做减速运动，加速度不断增大，合力的大小不断增大，又在这段时间，合力大小F合＝Ff－F，Ff不变，外力F不断减小，C正确，D错误。
5．质量为2 kg的物体，静止放于水平面上，现在物体上施一水平力F，使物体开始沿水平面运动，运动10 s时，将水平力减为，若物体运动的速度—时间图像如图所示，则水平力F＝________N，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝________。(g取10 m/s2)
答案 6 0.2
解析 由速度—时间图线得，匀加速运动的加速度大小为：
a1＝ m/s2＝1 m/s2，
匀减速运动的加速度大小为：
a2＝ m/s2＝0.5 m/s2，
根据牛顿第二定律得：
F－μmg＝ma1，μmg－＝ma2，
联立并代入数据得：F＝6 N，μ＝0.2。
6．水平传送带AB以v＝2 m/s的速度匀速运动，如图所示，A、B相距11 m，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为________ s。(g＝10 m/s2)
答案 6
解析 物体在传送带上做匀加速直线运动的加速度a＝＝μg＝2 m/s2，则匀加速直线运动的时间t1＝＝1 s，匀加速直线运动的位移x1＝＝1 m，在这之后，物体随传送带一起向右匀速运动，则匀速运动的位移x2＝s－x1＝11 m－1 m＝10 m，匀速运动的时间t2＝＝5 s。故物体从A运动到B所需的时间t＝t1＋t2＝1 s＋5 s＝6 s。
7．滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)。求：
(1)冰车的最大速率；
(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。
答案 (1)5 m/s (2)50 m
解析 (1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得
F－μmg＝ma1，①
vm＝a1t，②
联立①②式，并代入数据解得vm＝5 m/s。
(2)冰车匀加速运动过程中有x1＝a1t2，③
由牛顿第二定律，冰车自由滑行时有μmg＝ma2，④
v＝2a2x2，⑤
又x＝x1＋x2，⑥
联立①②③④⑤⑥式，并代入数据解得x＝50 m。
8．一质量为2 kg的物体静止在水平地面上，在水平恒力F的推动下开始运动，4 s末物体的速度达到4 m/s，此时将F撤去，又经8 s物体停下来。如果物体与地面间的动摩擦因数不变，求力F的大小。
答案 3 N
解析 物体的整个运动过程分为两段，前4 s内物体做匀加速运动，后8 s内物体做匀减速运动。以F方向为正方向，则
前4 s内物体的加速度为a1＝＝ m/s2＝1 m/s2，
设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma1。①
后8 s内物体的加速度为
a2＝＝－ m/s2＝－0.5 m/s2，
物体所受的摩擦力不变，
由牛顿第二定律得－Ff＝ma2。②
由①②两式可求得水平恒力F的大小为
F＝m(a1－a2)＝2×(1＋0.5) N＝3 N。
1．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，洒水车匀速行驶，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
答案 A
解析 洒水车的加速度a＝＝＝－kg，洒水时质量m一直减小，则a一直增大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故A正确。
2．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其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过程中运动情况的是( )
答案 C
解析 对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－F阻＝ma。雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，v-t图像的斜率变小，C正确。
3.(多选)静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的图线如图所示，则下列说法正确的是( )
A．物体在20 s内平均速度为零
B．物体在20 s末的速度为零
C．物体在20 s末又回到出发点
D．物体在10 s末的速度最大
答案 BD
解析 在0～10 s内，物体的加速度a＝＝，则10 s末的速度v1＝at＝，在10～20 s内，物体的加速度大小为a′＝＝，则物体在20 s末的速度v＝v1－a′t＝0。物体在0～10 s内做匀加速直线运动，10～20 s内做匀减速直线运动，20 s内的位移不等于零，所以平均速度不为零，物体一直向前运动，10 s末速度最大。故B、D正确，A、C错误。
4．(多选)如图甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图像如图乙所示，下列判断正确的是( )
A．在0～1 s内，外力F不断增大
B．在1～3 s内，外力F的大小恒定
C．在3～4 s内，外力F不断减小
D．在3～4 s内，外力F的大小恒定
答案 BC
解析 在速度—时间图像中，0～1 s内物块速度均匀增大，物块做匀加速直线运动，外力F为恒力，A错误；1～3 s内，物块做匀速直线运动，外力F的大小恒定，B正确；3～4 s内，物块做减速运动，加速度不断增大，合力的大小不断增大，又在这段时间，合力大小F合＝Ff－F，Ff不变，外力F不断减小，C正确，D错误。
5．质量为2 kg的物体，静止放于水平面上，现在物体上施一水平力F，使物体开始沿水平面运动，运动10 s时，将水平力减为，若物体运动的速度—时间图像如图所示，则水平力F＝________N，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝________。(g取10 m/s2)
答案 6 0.2
解析 由速度—时间图线得，匀加速运动的加速度大小为：
a1＝ m/s2＝1 m/s2，
匀减速运动的加速度大小为：
a2＝ m/s2＝0.5 m/s2，
根据牛顿第二定律得：
F－μmg＝ma1，μmg－＝ma2，
联立并代入数据得：F＝6 N，μ＝0.2。
6．水平传送带AB以v＝2 m/s的速度匀速运动，如图所示，A、B相距11 m，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为________ s。(g＝10 m/s2)
答案 6
解析 物体在传送带上做匀加速直线运动的加速度a＝＝μg＝2 m/s2，则匀加速直线运动的时间t1＝＝1 s，匀加速直线运动的位移x1＝＝1 m，在这之后，物体随传送带一起向右匀速运动，则匀速运动的位移x2＝s－x1＝11 m－1 m＝10 m，匀速运动的时间t2＝＝5 s。故物体从A运动到B所需的时间t＝t1＋t2＝1 s＋5 s＝6 s。
7．滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)。求：
(1)冰车的最大速率；
(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。
答案 (1)5 m/s (2)50 m
解析 (1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得
F－μmg＝ma1，①
vm＝a1t，②
联立①②式，并代入数据解得vm＝5 m/s。
(2)冰车匀加速运动过程中有x1＝a1t2，③
由牛顿第二定律，冰车自由滑行时有μmg＝ma2，④
v＝2a2x2，⑤
又x＝x1＋x2，⑥
联立①②③④⑤⑥式，并代入数据解得x＝50 m。
8．一质量为2 kg的物体静止在水平地面上，在水平恒力F的推动下开始运动，4 s末物体的速度达到4 m/s，此时将F撤去，又经8 s物体停下来。如果物体与地面间的动摩擦因数不变，求力F的大小。
答案 3 N
解析 物体的整个运动过程分为两段，前4 s内物体做匀加速运动，后8 s内物体做匀减速运动。以F方向为正方向，则
前4 s内物体的加速度为a1＝＝ m/s2＝1 m/s2，
设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma1。①
后8 s内物体的加速度为
a2＝＝－ m/s2＝－0.5 m/s2，
物体所受的摩擦力不变，
由牛顿第二定律得－Ff＝ma2。②
由①②两式可求得水平恒力F的大小为
F＝m(a1－a2)＝2×(1＋0.5) N＝3 N。