2019-2020學年高中物理 課時分層作業(yè)18 用牛頓運動定律解決問題（一）（含解析）新人教版必修1

課時分層作業(yè)(十八)(時間：40分鐘　分值：100分)[合格基礎練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是15 m，假設汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.75，該路段限速60 km/h，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度以及是否超速的情況是(　　)A．速度為7.5 m/s，超速　 B．速度為15 m/s，不超速C．速度為15 m/s，超速 D．速度為7.5 m/s，不超速B　[設汽車剎車后滑動時的加速度大小為a，由牛頓第二定律得：μmg＝ma，解得a＝μg.由勻變速直線運動的速度位移關系式v＝2ax，可得汽車剎車前的速度為v0＝15 m/s＝54 km/h<60 km/h，所以不超速，因此B正確．]2．用30 N的水平外力F拉一靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為20 kg的物體，力F作用3 s后消失，則第5 s末物體的速度和加速度分別是(　　)A．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2B．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2C．v＝4.5 m/s，a＝0D．v＝7.5 m/s，a＝0C　[前3 s物體由靜止開始做勻加速直線運動，由牛頓第二定律知a0＝＝ m/s2＝1.5 m/s2,3 s末物體的速度為v＝a0t＝1.5×3 m/s＝4.5 m/s；3 s后，力F消失，加速度立即變?yōu)?，物體做勻速直線運動，所以5 s末的速度仍是3 s末的速度，即4.5 m/s，加速度為a＝0，故C正確．]3．一個雨滴質(zhì)量為m，自云層中由靜止落下，在空氣中豎直下落，受到的空氣阻力Ff的大小與其下落速率v成正比，比例系數(shù)為k，即Ff＝kv.用g表示重力加速度，下列說法正確的是(　　)A．雨滴做勻加速直線運動B．雨滴下落的最大加速度小于gC．雨滴下落的最大速度可能為mg/kD．雨滴可能做減速運動C　[由牛頓第二定律得雨滴下落加速度a＝，v從0開始逐漸增大，開始時a＝g，隨速度的增大，a逐漸減小，至mg＝kv時a減小到0，速度不再變化，故雨滴在下落過程中，先做加速度減小的加速運動，后做勻速直線運動，選項A、B、D錯誤；若雨滴下落高度足夠高，即雨滴在落地前能做勻速運動，則雨滴的最大速度為vm＝，選項C正確．]4．如圖所示，底板光滑的小車上用兩個量程為20 N，完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量為1 kg的物塊．在水平地面上，當小車做勻速直線運動時，兩彈簧測力計的示數(shù)均為10 N，當小車做勻加速直線運動時，彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)? N，這時小車運動的加速度大小是(　　)A．2 m/s2 B．4 m/s2C．6 m/s2 D．8 m/s2B　[當彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)? N時，彈簧測力計乙的示數(shù)變?yōu)?2 N，這時物塊所受的合力為4 N．由牛頓第二定律F＝ma得物塊的加速度a＝＝4 m/s2，故選項B正確．]5．質(zhì)量為0.8 kg的物體在一水平面上運動，如圖所示，a、b分別表示物體不受拉力作用和受到水平拉力作用時的v-t圖線，則拉力和摩擦力之比為(　　)A．9∶8 B．3∶2C．2∶1 D．4∶3B　[由題可知，圖線a表示的為僅受摩擦力時的運動圖線，加速度大小a1＝1.5 m/s2；圖線b表示的為受水平拉力和摩擦力的運動圖線，加速度大小為a2＝0.75 m/s2；由牛頓第二定律得ma1＝Ff，ma2＝F－Ff，解得F∶Ff＝3∶2，B正確．]6.用細線將籃球拴在升降機光滑的側(cè)壁上，當升降機加速下降時，出現(xiàn)如圖所示的情形．四位同學對此現(xiàn)象做出了分析與判斷，其中可能正確的是(　　)A．升降機的加速度大于g，側(cè)壁對球無擠壓B．升降機的加速度小于g，側(cè)壁對球有擠壓C．升降機的加速度等于g，側(cè)壁對球無擠壓D．升降機的加速度等于g，側(cè)壁對球有擠壓C　[當升降機加速下降時，加速度等于g，則球在豎直方向上僅受重力，拉力為零，由于球在水平方向上平衡，可知側(cè)壁對球無擠壓，故C正確，D錯誤．當升降機加速下降時，加速度大于g，球受重力，繩子的拉力，由于水平方向上平衡，則側(cè)壁對球有彈力，即側(cè)壁對球有擠壓，故A錯誤．當升降機加速下降時，加速度小于g，不會出現(xiàn)如圖所示的情況，球會在懸點下方，故B錯誤．]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，一質(zhì)量為m＝100 kg的箱子靜止在水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5.現(xiàn)對箱子施加一個與水平方向成θ＝37°角的拉力，經(jīng)t1＝10 s后撤去拉力，又經(jīng)t2＝1 s箱子停下來．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求：(1)拉力F大??；(2)箱子在水平面上滑行的位移x.[解析]　(1)撤去拉力前，箱子受重力mg、支持力FN、拉力F、摩擦力Ff作用，設運動加速度為a1，根據(jù)牛頓運動定律有：FN＋Fsin θ－mg＝0Ff＝μFNFcos θ－Ff＝ma1撤去拉力后，箱子受重力mg、支持力F′N、摩擦力F′f作用，設運動加速度為a2，根據(jù)牛頓運動定律有：－μmg＝ma2a1t1＋a2t2＝0解方程，代入數(shù)據(jù)得：F＝500 N.(2)撤去拉力前，箱子做勻加速運動：x1＝a1t撤去拉力后，箱子做勻減速運動：x2＝·t2解方程，代入數(shù)據(jù)得：x＝x1＋x2＝27.5 m.[答案]　(1)500 N　(2)27.5 m[等級過關練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．某物理興趣小組用頻閃照相機測小球在豎直上拋過程中受到的空氣阻力．將一質(zhì)量為m的小球靠近墻面豎直向上拋出，用頻閃照相機記錄了全過程，圖甲和圖乙分別是上升過程和下降過程的頻閃照片，O是運動的最高點．設小球所受阻力大小不變，則小球受到的阻力大小約為(　　)A.mg B.mgC.mg D．mgC　[根據(jù)Δx＝aT2，推導可得上升階段與下降階段的加速度之比＝，又根據(jù)牛頓第二定律，上升階段mg＋f＝ma上，下降階段mg－f＝ma下，由以上各式可得f＝mg，選項C正確．]2．如圖所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接．圖中v、a、Ff和x分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．其中正確的是(　　)A　　　　B　　　　C　　　　 DC　[物體在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小為Ff1＝μmgcos θ，物體做初速度為零的勻加速直線運動，其v-t圖象為過原點的傾斜直線，a-t圖象為水平直線，故A、B錯；物體的x-t圖象應為兩段曲線，D錯；物體到達水平面后，所受摩擦力Ff2＝μmg>Ff1，做勻減速直線運動，所以正確選項為C.]3．如圖所示，一質(zhì)量為m的正方體物塊置于風洞內(nèi)的水平面上，其一面與風速垂直，當風速為v0時剛好能推動該物塊．已知風對物塊的推力F正比于Sv2，其中v為風速、S為物塊迎風面積．當風速變?yōu)?v0時，剛好能推動用同一材料做成的另一正方體物塊，則該物塊的質(zhì)量為(　　)A．64m B．8mC．32m D．4mA　[設物塊受水平面的支持力為FN，摩擦阻力為Ff，正方體棱長為a，物塊被勻速推動，根據(jù)平衡條件，有F＝FfFN＝mg其中F＝kSv＝ka2vm＝ρa3則Ff＝μFN＝μmg＝μρa3g解得a＝當風速變?yōu)?v0時，則能推動的物塊邊長為原來的4倍，則體積為原來的64倍，質(zhì)量為原來的64倍，選項A正確．]4．某同學在家中玩用手指支撐盤子的游戲，如圖所示，設該盤子的質(zhì)量為m，手指與盤子之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下列說法中正確的是(　　)A．若手支撐著盤子一起水平向右勻速運動，則手對盤子有水平向左的靜摩擦力B．若手支撐著盤子一起水平向右勻加速運動，則手對盤子的作用力大小為mgC．若手支撐著盤子一起水平向右勻加速運動，則手對盤子的作用力大小為D．若手支撐著盤子一起水平向右勻加速運動，要使得盤子相對手指不發(fā)生滑動，則加速度最大為μgD　[若手支撐著盤子一起水平向右勻速運動，則盤子水平方向受合力為零，則手對盤子沒有靜摩擦力作用，選項A錯誤；若手支撐著盤子一起水平向右勻加速運動，則手對盤子有豎直向上的支持力mg和水平向右的靜摩擦力，因加速度未知，不能確定靜摩擦力大小，選項B、C錯誤；若手支撐著盤子一起水平向右勻加速運動，要使得盤子相對手指不發(fā)生滑動，靜摩擦力最大時加速度最大，則μmg＝mam，解得am＝μg，則加速度最大為μg，選項D正確．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)某飛機場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上，傳送帶與地面的夾角θ＝30°，傳送帶兩端A、B的距離L＝10 m，傳送帶以v＝5 m/s的恒定速度勻速向上運動．在傳送帶底端A輕放上一質(zhì)量m＝5 kg的貨物，貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝.求貨物從A端運送到B端所需的時間．(g取10 m/s2)[解析]　以貨物為研究對象，由牛頓第二定律得μmgcos 30°－mgsin 30°＝ma，解得a＝2.5 m/s2貨物勻加速運動時間t1＝＝2 s貨物勻加速運動位移x1＝at＝5 m然后貨物做勻速運動，運動位移x2＝L－x1＝5 m勻速運動時間t2＝＝1 s貨物從A到B所需的時間t＝t1＋t2＝3 s.[答案]　3 s6．(14分)為提高冰球運動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1