2019_2020学年新教材高中物理课时跟踪训练（二十五）牛顿运动定律的应用（含解析）鲁科版.docx

课时跟踪训练(二十五)牛顿运动定律的应用A级学考达标1.物体静止于光滑水平面上，某时刻在物体上施加一个水平向东的力F，且F的大小逐渐减小到零，关于此过程中物体的运动情况，下列说法错误的是()A物体的加速度逐渐减小到零B物体向东做减速运动C物体的速度变化得越来越慢D当F减小到零时，物体向东的速度最大解析：选B根据牛顿第二定律Fma，F的大小逐渐减小到零，物体的加速度逐渐减小到零，故A正确； 物体的加速度向东逐渐减小，速度向东增加的越来越慢，故B错误，C正确；由于速度一直在增大，当F减小到零时，物体向东的速度最大，故D正确。2如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一条不计质量的轻弹簧，放在光滑水平面上的A球紧靠墙壁。今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间()AA球的加速度为BA球的加速度为CB球的加速度为 D.B球的加速度为解析：选D撤去F瞬间，弹簧来不及发生形变，A球的受力情况不变，所受合力为零，A球的加速度为零，A、B错误；B球在水平方向受弹力作用，弹力大小等于F，由牛顿第二定律知，B球的加速度为，C错误，D正确。3用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是()Av7.5 m/s，a1.5 m/s2Bv4.5 m/s，a1.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0解析：选C物体先在力F作用下做匀加速直线运动，加速度a m/s21.5 m/s2，vat4.5 m/s，撤去力F后，物体以4.5 m/s的速度做匀速直线运动。故C正确。4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()A7 m/s B14 m/sC10 m/s D.20 m/s解析：选B设汽车刹车后滑动过程中的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得：ag。由匀变速直线运动的速度位移关系式v022as，可得汽车刹车前的速度为：v0 m/s14 m/s，因此B正确。5.如图所示，质量为m3 kg的木块放在固定的倾角为30的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t2 s时间木块沿斜面上升4 m的距离，则推力F为(g取10 m/s2)()A42 N B6 NC21 N D.36 N解析：选D因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin mgcos ，所以tan ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式sat2得 a2 m/s2，由牛顿第二定律得：Fmgsin mgcos ma，解得F36 N，故选项D正确。6.一质量为m1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动，1 s末撤去恒力F，其vt图像如图所示，则恒力F和物体所受阻力f的大小是()AF8 N BF9 NCf2 N D.f6 N解析：选B撤去恒力F后，物体在阻力作用下运动，由vt图像可知，13 s内物体的加速度为a3 m/s2，由牛顿第二定律得fma可知，阻力f3 N；由题图可知在01 s内其加速度为a6 m/s2，由牛顿第二定律得Ffma，可求得F9 N，B正确。7.如图所示，小球P、Q的质量相等，其间用轻弹簧相连，光滑斜面的倾角为。系统静止时，弹簧与轻绳均与斜面平行。在轻绳被突然剪断的瞬间，下列说法正确的是()A两球的加速度大小均为gsin BQ球的加速度为零CP球的加速度方向沿斜面向上，Q球的加速度方向沿斜面向下DP球的加速度大小为3gsin 解析：选B轻绳被突然剪断瞬间轻绳上弹力会发生突变，绳子拉力为零，弹簧不会突变，弹力不变，Q球所受合力为零，加速度为零，A、C错误，B正确；对P球分析，受重力沿斜面向下的分力和弹簧弹力，由牛顿第二定律得2mgsin ma，解得a2gsin ，D错误。8.2019年4月23日是人民海军成立70周年纪念日，青岛及其附近海空域举行海上阅兵。阅兵期间，假设一名空降兵从悬停在高空的直升机上竖直下落，他从离开直升机到落地的过程中沿竖直方向运动的vt图像如图所示，则下列说法正确的是()A第10 s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15 s末B010 s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力C010 s内空降兵的速度和加速度都在增大D在1015 s内空降兵竖直方向的加速度方向向下，大小在逐渐减小解析：选B打开降落伞后空降兵将做减速运动，故第10 s 末空降兵打开降落伞，根据vt图像的斜率表示加速度，可知1015 s空降兵做加速度不断减小的减速运动至15 s末，1015 s过程中速度向下，做减速运动，故加速度向上，A、D错误；010 s内空降兵向下做加速度不断减小的加速运动，受重力和空气阻力，根据牛顿第二定律，知合力向下，重力大于空气阻力，B正确，C错误。9一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s 内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s 停止。已知汽车的质量m2103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小。解析：(1)汽车开始做匀加速直线运动：x0t1解得v04 m/s。(2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a22 m/s2由牛顿第二定律有fma2解得f4103 N。(3)设开始加速过程中汽车的加速度为a1x0a1t12由牛顿第二定律有：Ffma1解得Ffma16103 N。答案：(1)4 m/s(2)4103 N(3)6103 NB级选考提能10.多选A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则()A当Fmg时，A的加速度为gB当F2mg时，A、B都相对地面静止C当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g解析：选ACD设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为F，加速度为a，则对A，有F2mg2ma，对A、B整体，有Fmg3ma，计算得出F3mg，故当mg3mg时，A相对于B滑动，C正确；对B来说，其所受合力的最大值为Fm2mgmgmg，即B的加速度不会超过g，D正确；当Fmg时，A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第二定律有Fmg3ma，计算得出a，所以A选项是正确的；设B对A的摩擦力为f1，A对B的摩擦力为f2，地面对B的摩擦力为f3，由牛顿第三定律可以知道f1与f2大小相等，方向相反，f1和f2的最大值均为2mg，f3的最大值为f3mg。故当0Fmg时，A、B均保持静止；继续增大F，在一定范围内A、B将相对静止以共同的加速度开始运动，故B错误。11多选如图甲所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示，若重力加速度g取10 m/s2。根据图乙中所提供的信息可以计算出()A物体的质量B斜面的倾角C加速度由2 m/s2增加到6 m/s2的过程中，物体通过的位移D加速度为6 m/s2时物体的速度解析：选AB由题图乙可知，当水平外力F0时，物体的加速度a6 m/s2，此时物体的加速度agsin ，可求出斜面的倾角37，选项B正确；当水平外力F15 N时，物体的加速度a0，此时Fcos mgsin ，可得m2 kg，选项A正确；由于不知道加速度与时间的关系，所以无法求出物体在各个时刻的速度，也无法求出物体加速度由2 m/s2增加到6 m/s2过程中的位移，选项C、D错误。12.如图所示，长度l2 m，质量M kg的木板置于光滑的水平地面上，质量m2 kg的小物块(可视为质点)位于木板的左端，木板和小物块间的动摩擦因数0.1。现对小物块施加一水平向右的恒力F10 N，取g10 m/s2。求：(1)将木板M固定，小物块离开木板时的速度大小；(2)若木板M不固定，m和M的加速度a1、a2的大小；(3)若木板M不固定，小物块从开始运动到离开木板所用的时间。解析：(1)对小物块进行受力分析，由牛顿第二定律得Fmgma解得a4 m/s2小物块离开木板，有v22al解得v4 m/s。(2)对m，由牛顿第二定律Fmgma1解得a14 m/s2对M，由牛顿第二定律：mgMa2解得a23 m/s2。(3)由位移公式知s1a1t2，s2a2t2小物块从开始运动到离开木板s1s2l联立解得t2 s。答案：(1)4 m/s(2)4 m/s23 m/s2(3)2 s13.皮带传输装置示意图的一部分如图所示，传送带与水平地面的夹角37，A、B两端相距12 m，质量为M1 kg的物体以v014.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带顺时针转动的速度v4.0 m/s(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，试求：(1)物体从A点到达B点所需的时间；(2)若物体能在传送带上留下痕迹，物体从A点到达B点的过程中在传送带上留下的划痕长度。解析：(1)物体刚滑上传送带时因速度v014.0 m/s，大于传送带的速度v4 m/s，则物体相对传送带向上运动，物体的加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律有：Mgsin Mgcos Ma1解得：a1gsin gcos 10 m/s2当物体与传送带共速时：v0at1v解得t11 s此过程中物体的位移x1t19 m传送带的位移：x2vt14 m当物体与传送带共速后，由于0.5tan 370.75，则物体向上做减速运动，加速度为：Mgsin Mgcos