版新教材物理人教版必修作业牛顿运动定律的应用word版含解析

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＝eq\f(F合,m)＝eq\f(F－kmg,m)＝eq\f(F,m)－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，v­t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20s内平均速度为零B．物体在20s末的速度为零C．物体在20s末又回到出发点D．物体在10s末的速度最大答案BD解析在0～10s内，物体的加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(10,m)，则10s末的速度v1＝at＝eq\f(100,m)，在10～20s内，物体的加速度大小为a′＝eq\f(F,m)＝eq\f(10,m)，则物体在20s末的速度v＝v1－a′t＝0。物体在0～10s内做匀加速直线运动，10～20s内做匀减速直线运动，20s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，10s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0～1s内，外力F不断增大B．在1～3s内，外力F的大小恒定C．在3～4s内，外力F不断减小D．在3～4s内，外力F的大小恒定答案BC解析在速度—时间图像中，0～1s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；1～3s内，物块做匀速直线运动，外力F的大小恒定，B正确；3～4s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2kg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10s时，将水平力减为eq\f(F,2)，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10m/s2)答案6解析由速度—时间图线得，匀加速运动的加速度大小为：a1＝eq\f(10－0,10)m/s2＝1m/s2，匀减速运动的加速度大小为：a2＝eq\f(10,20)m/s2＝m/s2，根据牛顿第二定律得：F－μmg＝ma1，μmg－eq\f(F,2)＝ma2，联立并代入数据得：F＝6N，μ＝。6．水平传送带AB以v＝2m/s的速度匀速运动，如图所示，A、B相距11m，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＝，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为________s。(g＝10m/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＝eq\f(μmg,m)＝μg＝2m/s2，则匀加速直线运动的时间t1＝eq\f(v,a)＝1s，匀加速直线运动的位移x1＝eq\f(v2,2a)＝1m，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＝11m－1m＝10m，匀速运动的时间t2＝eq\f(x2,v)＝5s。故物体从A运动到B所需的时间t＝t1＋t2＝1s＋5s＝6s。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40kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40N的水平推力，使冰车从静止开始运动10s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)5m/s(2)50m解析(1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1，①vm＝a1t，②联立①②式，并代入数据解得vm＝5m/s。(2)冰车匀加速运动过程中有x1＝eq\f(1,2)a1t2，③由牛顿第二定律，冰车自由滑行时有μmg＝ma2，④veq\o\al(2,m)＝2a2x2，⑤又x＝x1＋x2，⑥联立①②③④⑤⑥式，并代入数据解得x＝50m。8．一质量为2kg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，4s末物体的速度达到4m/s，此时将F撤去，又经8s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3N解析物体的整个运动过程分为两段，前4s内物体做匀加速运动，后8s内物体做匀减速运动。以F方向为正方向，则前4s内物体的加速度为a1＝eq\f(v－0,t1)＝eq\f(4,4)m/s2＝1m/s2，设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma1。①后