高中物理新教材人教版必修第一册自测题4.5牛顿运动定律的应用Word版含解析

第四章运动和力的关系5牛顿运动定律的应用1.一个原来静止在光滑平面上的物体,质量是7kg,在14N的恒力作用下开始沿直线运动,则该物体5s末的速度大小及5s内通过的位移大小分别为 ()m/s25mm/s25mm/s25mm/sm答案:C2.如图甲所示,小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下.下滑位移为x时的速度为v,其x-v2图像如图乙所示,g取10m/s2,则斜面倾角θ为 ()甲乙° ° ° °答案:A3.如图所示,AD、BD、CD是竖直平面内三根固定的光滑细杆,A、B、C、D位于同一圆周上,A点为圆周的最高点,D点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从A、B、C处由静止释放.用t1、t2、t3依次表示各滑环到达D点所用的时间,则 ()<t2<t3>t2>t3>t1>t2=t2=t3解析:设圆的半径为R,取一根滑杆ED,如图所示.设∠ADE=θ,由直角三角形得xED=2Rcosθ;滑环沿ED下滑时,a=gcosθ;由位移公式得t=2xa=2×2Rcosθgcosθ=2Rg,可知时间答案:D4.在光滑水平面上以速度v运动的物体,从某一时刻开始受到一个跟运动方向共线的力F的作用,其速度图像如图甲所示.那么它受到的力F随时间变化的关系图像是图乙中的 ()甲

ABCD乙答案:A5.质量为kg的物体在水平面上以一定的初速度运动,a、b分别是物体不受拉力和受到水平拉力作用时的v-t图线,则拉力与摩擦力大小之比为 ()∶2 ∶2 ∶1 ∶1解析:物体不受水平拉力时,加速度大小为a1=ΔvΔt=64m/s2=m/s2,物体受到水平拉力作用时,加速度大小为a2=ΔvΔt=12-68m/s2=m/s2,根据牛顿第二定律得Ff=ma1,F-Ff=ma2,可得F∶Ff=3答案:B6.一架质量m=×103kg的喷气式飞机,从静止开始在跑道上滑行,经过距离x=×102m,达到起飞速度v=60m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的2%.g取10m/s2,飞机滑行时受到的牵引力多大?解析:飞机在加速过程中,由运动学公式得v2=2ax,所以a=v22x=由牛顿第二定律得=ma,所以F=+ma=×104N.答案:×104N【拓展提高】7.(多选)如图所示,水平传送带以恒定速度v向右运动.将质量为m的物体Q无初速度地放在水平传送带的左端A处,经过t时间后,Q的速度也变为v;再经t时间,物体Q到达传送带的右端B处,则 ()A.前t时间内物体Q做匀加速运动,后t时间内物体Q做匀减速运动B.后t时间内物体Q与传送带之间无摩擦力C.前t时间内物体Q的位移与后t时间内物体Q的位移大小之比为1∶2D.物体Q由传送带左端运动到右端相对传送带的位移大小为vt解析:前t时间内物体Q受到滑动摩擦力作用,做匀加速直线运动,后t时间内物体Q与传送带间没有摩擦力,做匀速直线运动,选项A错误,选项B正确;前t时间内的位移x1=vt2,后t时间内的位移x2=vt,位移之比为1∶2,选项C正确;物体Q在前t时间内与传送带存在相对运动,Δx=x带-x1=vt2,选项D答案:BCD8.(多选)如图所示,一倾角θ=37°的足够长斜面固定在水平地面上.当t=0时,一滑块以初速度v0=10m/s沿斜面向上运动.已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=,g取10m/s2,sin37°=,cos37°=,下列说法正确的是 ()A.滑块一直做匀变速直线运动=1s时,滑块速度减为0,然后沿斜面向下运动=2s时,滑块恰好又回到出发点=3s时,滑块的速度大小为4m/s解析:设滑块上滑时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律可得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得a1=10m/s2,上滑时间t1=v0a1=1s,上滑的距离x1=12v0t1=5m,因为mgsinθ>μmgcosθ,滑块速度减小为0后,滑块沿斜面向下运动,选项B正确;设滑块下滑时的加速度大小为a2,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ解得a2=2m/s2,经1s,滑块下滑的距离x2=12a2t1m<5m,滑块未回到出发点,选项C错误;因上滑和下滑过程中的加速度不同,故滑块全程不是匀变速直线运动,选项A错误;t=3s时,滑块沿斜面向下运动,此时的速度v=a2(t-t1)=4m/s,选项D正确.答案:BD9.如图所示,质量m=2kg的物体静止在水平地面的A处,A、B间距l=20m,用大小为30N、沿水平方向的力F拉此物体,经t0=2s拉至B处.cos37°=,sin37°=,g取10m/s2.(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;(2)用大小为30N,与水平方向成37°的力F'斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t.解析:(1)物体做匀加速运动,l=12a0t所以a0=2lt02=2×2022由牛顿第二定律F-Ff=ma0,Ff=30N-2×10N=10N,所以μ=Ffmg=10(2)设F'作用的最短时间为t,物体先以大小为a的加速度匀加速运动时间t,撤去F'后,以大小为a'的加速度匀减速运动时间t'到达B处,速度恰为0.由牛顿第二定律有F'cos37°-μ(mg-F'sin37°)=ma,所以a=F'(cos37°+a'=Ffm=μg=5m/s由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此有at=a't',l=12at2+12a't't=s.答案:(1)(2)s【挑战创新】10.如图所示,螺旋管道内径均匀,内壁光滑,螺距均为d=m,共5匝,螺旋横截面的半径R=m,半径R比管道内径大得多,一小球自管道A端从静止开始下滑,求它到达管道B端时的速度大小和所用的时间.解析:采用