高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）练习（含解析）新人教版必修1

1、4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）课后巩固作业时间：45分钟一、单项选择题1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指汽车刹车后，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 B10 m/sC14 m/s D20 m/s2用30 N的水平外力F拉一个静放在光滑水平面上质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度分别为()Av4.5 m/s，a1.5 m/s2Bv1.5 m/s，a7.5 m/s2Cv4

2、.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a03.如图所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳的B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a1，当在绳的B端施加一个大小为Fmg的竖直向下的拉力时，物体A的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是()Aa1a2 Ba1a2Ca1a2 D无法确定4.如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接下列各图中v、a、f和s分别表示物体的速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，其中正确的是()5.如图所示，山坡上O点竖直固定一长为l的直杆AO，BOAOl

3、，A端与坡底B间连有一绷直的钢绳，一穿于钢绳上的小球(视为质点)从A点由静止开始沿钢绳加速滑下已知小球与钢绳之间的动摩擦因数为，钢绳与直杆之间的夹角30，取重力加速度为g，则小球在钢绳上滑行的时间为()A. B.C. D.二、多项选择题6.如图所示，5块质量相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数均相同，当用力F推第1块木块使它们共同加速运动时，下列说法中正确的是()A由右向左，相邻两块木块之间的相互作用力依次变小B由右向左，相邻两块木块之间的相互作用力依次变大C第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6FD第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F7如图甲所示，一物体在水

4、平拉力F作用下静止在倾角为的光滑斜面上，逐渐增大拉力F，物体做变加速运动，其加速度a随拉力F变化的图象如图乙所示，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物体能静止在斜面上所施加的最小拉力D加速度为6 m/s2时物体的速度8.在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用，在第1 s内物体保持静止，若两力随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是()A在第2 s内物体做加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大B在第3 s内物体做加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大C在第4 s内物体做加速运动，加速度逐渐减小，速度逐渐增大D在第5 s末，物体的加速度为零，运

5、动方向与F1的方向相同答案1C设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得mgma，所以ag，由匀变速直线运动的规律得v2as，故汽车刹车前的速度为v014 m/s，选项C正确2C由题意知在前3 s内，物体的加速度a11.5 m/s2,3 s末的速度va1t4.5 m/s，力F撤去后物体做匀速直线运动，所以第5 s末物体的速度为4.5 m/s，加速度为0.故选项C正确3C当在绳的B端挂一质量为m的物体时，物体A和m一起运动，它们的加速度相同，根据牛顿第二定律，对物体A和m组成的整体有mg(Mm)a1，得a1；当在绳的B端施加一个大小为Fmg的拉力时，根据牛顿第二定律有FmgMa2，得a

6、2，故a1a2，选项C正确4C物体在斜面上下滑时，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力为恒力，加速度为恒量，物体做初速度为零的匀加速直线运动，故加速度图象应为一平行于横轴的直线段；速度vat，故速度图象应为一向上倾斜的直线段；路程sat2，故路程随时间变化的图象应为一开口向上的抛物线，所以选项A、B、D错误物体滑到水平面上后，在摩擦力作用下做匀减速运动，此时的摩擦力大于在斜面上运动时受到的摩擦力，所以选项C正确5D本题考查匀加速直线运动的基本规律和运用牛顿第二定律、数学知识解决实际问题的能力根据几何关系作出图甲，由图甲可知，cos，bl，可得钢绳的长度为2bl.对小球受力分析，如图乙所示，

7、由牛顿第二定律，有mgcosmgsinma，可得agcosgsing，小球在钢绳上做匀加速运动，由运动学知识，有lat2，代入数值，解得：t，所以只有D正确6BC取整体为研究对象，由牛顿第二定律得F5mg5ma.再选取1、2两块木块为研究对象，由牛顿第二定律得F2mgFN2ma，联立两式解得FN0.6F，进一步分析可得，从左向右，相邻两块木块间的相互作用力是依次变小的选项B、C正确7ABC物体受到的合力为F合Fcosmgsin，根据牛顿第二定律得F合ma，结合题图乙可得20cos10msin2m,30cos10msin6m，联立可解得m和，选项A、B正确；根据物体的受力可求得能使物体静止在斜面

8、上所施加的最小拉力，选项C正确；由于物体的加速度在不断变化，故无法求得物体的速度，选项D错误8CD在第2 s内和第3 s内物体所受的合力逐渐增大，加速度逐渐增大，速度逐渐增大，物体做加速度逐渐增大的加速运动，选项A、B错误；在第4 s内物体所受的合力逐渐减小，加速度逐渐减小，但速度一直增大，物体做加速度逐渐减小的加速运动，选项C正确；在第5 s末，物体所受的合力为零，加速度为零，物体将做匀速直线运动，运动方向与F1的方向相同，选项D正确三、非选择题9某航空公司的一架客机在正常航线上水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10 s内下降1 800 m，给众多乘客和机组人员造成人身伤害，

9、如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动(1)求飞机在竖直方向上产生的加速度大小；(2)试估算质量为65 kg的乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅(g取10 m/s2)10一辆质量为100 t的机车，从停车场出发经225 m后速度达到54 km/h.此时，司机关闭发动机，让机车进站机车又行驶了125 m才停在站上，设机车所受的阻力保持不变，求机车关闭发动机前所受的牵引力11如图所示，斜面的倾角30，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了x10.45 m到达B点时，立即撤去外力F.此后小木块又前进x20.15 m到达C点，速

10、度为零已知小木块的质量m1 kg，小木块与斜面间的动摩擦因数.求：(1)小木块向上经过B点时速度为多大？(2)小木块在AB段所受的外力F为多大？(g取10 m/s2)12.质量为m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.5.现在对物体施加如图所示的力F，F10 N，37，且sin370.6，经t10 s后撤去力F，再经一段时间，物体静止，g取10 m/s2.求：(1)物体运动过程中的最大速度是多少？(2)物体运动的总位移是多少？13质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示g取10 m/s2，求：(1)物体

11、与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小答案9.(1)36 m/s2(2)1 690 N解析：(1)由位移公式xat2得a m/s236 m/s2.(2)设安全带提供的拉力为F，由牛顿第二定律，Fmgma得Fm(ag)1 690 N.101.4105 N解析：设机车在加速阶段的加速度为a1，减速阶段的加速度为a2，则：v22a1x1，v22a2x2，解得a10.5 m/s2，a20.9 m/s2.由牛顿第二定律得FFfma1，Ffma2，解得：F1.4105 N.11(1)1.5 m/s(2)10 N解析：(1)撤去外力后，小木块做匀减速运动，从B运

12、动到C，加速度大小为a2gsingcos7.5 m/s2又vv2a2x2，vC0代入数据可解得vB m/s1.5 m/s.(2)木块从A运动到B的加速度大小为a1(gsingcos)木块做匀加速直线运动，故有v2a1x1代入数据可解得F10 N.12(1)5 m/s(2)27.5 m解析：(1)撤去力F前，对物体进行受力分析，如图所示，则有FsinNmgFcosfma1又fNx1a1t2，va1t代入数据解得x125 m，v5 m/s.(2)撤去F后，对物体进行受力分析，如图所示，则有fNmgma22a2x2v2，解得x22.5 m故物体运动的总位移为xx1x227.5 m.13(1)0.2(2)6 N(3)46 m解析：(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，则a22 m/s2设物