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文档简介

分层集训16牛顿运动定律的应用[合格达标练]题组一从受力情况确定运动情况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,做匀速行驶,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2.若恒定合力F使质量为m的物体由静止开始运动,在时间t内移动的距离为x,则2F的恒定合力使质量为2m的物体由静止开始运动,在2t时间内移动的距离为()A.2xB.4xC.8xD.16x3.用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3:2,初速度之比为2:3,它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行,直至停止,则它们()A.滑行中的加速度之比为2:3B.滑行的时间之比为1:1C.滑行的距离之比为4:9D.滑行的距离之比为3:24.一个人从静止开始沿山坡向下滑雪(如图所示),山坡的倾角θ=30°,滑雪板与雪地的动摩擦因数是,人不用雪杖,求5s内滑下的路程和5s末的速度大小.(g取10m/s2)题组二从运动情况确定受力情况5.质量为1kg的物体,受水平恒力F的作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在1s内的位移为2m,则力F的大小为()A.1NB.2NC.4ND.6N6.如图所示的机车,质量为100t,设它从停车场出发经225m后速度达到54km/h,此时,司机关闭发动机,让机车进站.机车又行驶了125m才停在站上,设机车所受的阻力保持不变,关闭发动机前机车所受的牵引力不变,求机车关闭发动机前所受的牵引力.7.民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,斜面的倾角为30°,人可沿斜面匀加速滑行.如果气囊所构成的斜面长度为8m,一个质量为50kg的人从静止开始沿气囊滑到地面所用时间为2s,求:(g取10m/s2)(1)人滑至地面时速度的大小;(2)人与气囊之间的动摩擦因数.[素养提升练]8.(多选)静止在水平地面上的小车,质量为5kg,在50N的水平拉力作用下做直线运动,2s内匀加速前进了4m,在这个过程中(g取10m/s2)()A.动摩擦因数是B.摩擦力的大小是10NC.小车加速度的大小是1m/s2D.小车加速度的大小是2m/s29.(多选)放在光滑水平面上的物体,在水平方向两个平衡力作用下处于静止,其中一个力逐渐减小到0后又逐渐恢复到原值,则该物体()A.速度先增大,后减小B.速度一直增大到某个定值C.加速度先增大,后减小到0D.加速度一直增大到某个定值10.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15m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为,该路段限速60km/h,g取10m/s2,则汽车刹车前的速度以及是否超速的情况是()A.速度为m/s,超速B.速度为15m/s,不超速C.速度为15m/s,超速D.速度为m/s,不超速11.将一个物体用弹簧测力计竖直悬挂起来后,弹簧测力计的示数如图甲所示(弹簧测力计的量程为100N),之后将该物体放到粗糙的水平面上如图乙所示,当逐渐增大拉力到43N时,物体刚好运动,物体运动之后只用40N的拉力就能保持向右匀速运动(g取10m/s2).求:(1)物体的质量为多少千克?物体与地面的最大静摩擦力为多大?(2)物体与地面间的动摩擦因数为多大?(3)如果将拉力改为60N,并且由静止拉物体运动,经过10s时物体的运动速度和位移各为多少?分层集训16牛顿运动定律的应用1.解析:a=eq\f(F合,m)=eq\f(F-kmg,m)=eq\f(F,m)-kg,洒水时质量m减小,则a变大,所以洒水车做加速度变大的加速运动,故A正确.答案:A2.解析:由牛顿第二定律可知,质量为m的物体的加速度为a=eq\f(F,m),位移为x=eq\f(1,2)at2,整理可得x=eq\f(Ft2,2m);2F的恒定合力使质量为2m的物体由静止开始运动,加速度为a′=eq\f(F,m),位移为x′=eq\f(1,2)a′(2t)2,则可得x′=eq\f(2Ft2,m)=4x,故B正确,A、C、D错误.答案:B3.解析:根据牛顿第二定律可得μmg=ma,所以滑行中的加速度为:a=μg,所以加速度之比为11,A错误;根据公式t=eq\f(Δv,a),可得eq\f(t1,t2)=eq\f(\f(Δv1,a),\f(Δv2,a))=eq\f(2,3),B错误;根据公式v2=2ax可得eq\f(x1,x2)=eq\f(\f(v\o\al(2,1),2a),\f(v\o\al(2,2),2a))=eq\f(4,9),C正确、D错误.答案:C4.解析:以人(包括滑雪板)为研究对象,受力情况如图所示将重力mg沿垂直于山坡方向和沿山坡方向分解,据平衡条件和牛顿第二定律列方程:FN-mgcosθ=0①mgsinθ-Ff=ma②又因为Ff=μFN③由①②③可得:a=g(sinθ-μcosθ)故x=eq\f(1,2)at2=eq\f(1,2)g(sinθ-μcosθ)t2=eq\f(1,2)×10×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)-×\f(\r(3),2)))×52m=mv=at=10×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)-×\f(\r(3),2)))×5m/s=m/s.答案:mm/s5.解析:由x=eq\f(1,2)at2得:a=eq\f(2x,t2)=4m/s2,对物体由牛顿第二定律得F=ma=4N.答案:C6.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:v2=2a1x1,v2=2a2x2,解得:a1=m/s2,a2=m/s2,由牛顿第二定律得:F-Ff=ma1,Ff=ma2,解得:F=×105N.答案:×105N7.解析:(1)根据位移公式得x=eq\f(1,2)at2得a=4m/s2,速度v=at=8m/s.(2)对人受力分析,由牛顿第二定律得mgsinθ-Ff=maFN-mgcosθ=0又Ff=μFN联立解得μ=eq\f(\r(3),15).答案:(1)8m/s(2)eq\f(\r(3),15)8.解析:根据运动学公式有x=eq\f(1,2)at2,代入数据解得a=2m/s2,故C错误,D正确;根据牛顿第二定律有F-f=ma,解得摩擦力的大小为f=F-ma=50N-10N=40N,故B错误;由滑动摩擦力的公式f=μN=μmg,可得动摩擦因数为μ=eq\f(f,mg)=,故A正确.答案:AD9.解析:如图所示,当其中一个力,如F1逐渐减小到0的过程中,这个物体所受的合外力将从0逐渐增大,直至增大到等于力F2(实际上F1=F2),方向与F2相同,物体将从静止开始做变加速直线运动,a=eq\f(F合,m).因为F合↑,a↑,方向与v相同,所以v↑.当F1减小到0时加速度达到最大.当F1由0逐渐增大至恢复原值的过程中,F合↓,a↓,当F1恢复至原来的值时,F合=0,a=0,但F合的方向始终与v的方向一致,故整个过程中速度v将一直增大到某个定值.答案:BC10.解析:由牛顿第二定律得:μmg=ma,即a=μg.由v2-veq\o\al(2,0)=2ax得0-veq\o\al(2,0)=-2ax,代入数据得v0=15m/s=54km/h<60km/h,故选项B正确.答案:B11.解析:(1)由题给图形可得G=80N=mg,故物体的质量m=kg,物体受到的最大静摩擦力Ffm=43N.(2)受力分析如图,可得:FN=G=80N,滑动摩擦力:Ff=F=40N,μ=eq\f(Ff,FN)=eq\f

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