高中物理人教版必修第一册课后练习分层集训16　牛顿运动定律的应用word版含解析

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