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2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律第6节用牛顿运动定律解决问题一练习新人教版必修由受力情况确定物体的运动
1.xx·甘肃天水市一中期末一个雨滴质量为m自云层中由静止落下在空气中竖直下落受到的空气阻力Ff的大小与其下落速率v成正比比例系数为k即Ff=kv.用g表示重力加速度下列说法正确的是 C A.雨滴做匀加速直线运动 B.雨滴下落的最大加速度小于gC.雨滴下落的最大速度可能为mg/kD.雨滴可能做减速运动解析:由牛顿第二定律得雨滴下落加速度a=v从0开始逐渐增大开始时a=g随速度的增大a逐渐减小至mg=kv时a减小到0速度不再变化故雨滴在下落过程中先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动选项ABD错误;若雨滴下落高度足够高即雨滴在落地前能做匀速运动则雨滴的最大速度为vm=选项C正确.
2.xx·陕西西安市长安区一中第三次联考多选如图所示质量为m=1kg的物块A停放在光滑的水平桌面上.现对物块施加一个水平向右的外力F使它在水平桌面上做直线运动.已知外力F随时间t单位为s的变化关系为F=6-2tN则 BD A.在t=3s时物块的速度为零B.物块向右运动的最大速度为9m/sC.在0~6s内物块的平均速度等于
4.5m/sD.物块向右运动的最大位移大于27m解析:水平桌面光滑物块所受的合力等于F在0~3s内物块的受力向右而向右做加速度减小的加速运动可知3s时速度不为零选项A错误;根据牛顿第二定律得a==6-2t则a-t图线如图甲所示.图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量可知速度变化量为Δv=×6×3m/s=9m/s可知物块向右运动的最大速度为9m/s选项B正确;物块的速度时间图像如图乙中实线所示由图线与时间轴围成的面积表示位移知位移x×6×9m=27m则平均速度=m/s=
4.5m/s选项D正确C错误.
3.多选质量为m=5kg的小物块静止在水平地面上的A点现用F=15N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去物块继续滑动一段位移停在B点AB两点相距x=30m.物块与地面间的动摩擦因数μ=
0.1g=10m/s2下列判断正确的是 BC A.物块加速时的加速度大小为3m/s2B.物块在F作用下移动的距离为10mC.撤去F后物块继续滑动的时间为2sD.物块在整个运动过程的时间为s解析:设物块经C点时撤去拉力整个运动过程的示意图如图所示物块在AC段由牛顿第二定律得F-μmg=ma1则a1==m/s2=2m/s2选项A错误;物块减速运动的加速度a2=μg=1m/s2则+=30m解得v=2m/s;物块在F作用下移动的距离为x1==10m选项B正确;撤去F后物块继续滑动的时间为t2==s=2s选项C正确;加速阶段的时间为t1==s=s则物块在整个运动过程的时间为3s选项D错误.由运动情况确定物体的受力
4.xx·河南商丘市高三第二次模拟多选如图所示固定的光滑斜面顶端有一定滑轮绕过定滑轮的轻绳一端与斜面底端的木块相连另一端绕过定滑轮与一小铁球相连小球球心与斜面顶端等高;若由静止释放木块小球落地后不再反弹木块恰好能运动到斜面顶端;不计一切摩擦运动过程中木块和小球都可看做质点已知斜面的倾角为θ=37°斜面顶端到地面的高度H=
0.5m重力加速度g=10m/s2sin37°=
0.6cos37°=
0.8则木块上滑过程中下列说法正确的是 AB A.小球的落地速度是2m/sB.小球经
0.5s落地C.木块与小球的质量之比是5∶3D.木块加速阶段的平均速度大于减速阶段的平均速度解析:由几何关系知斜面长度L==m木块在斜面上上滑
0.5m过程中做加速运动速度为v则平均速度为=剩下m做减速运动从v又减速到零平均速度为=两个过程中的平均速度相同选项D错误;设木块的质量为M小球的质量为m上滑加速过程的位移x1=
0.5m减速位移x2=m根据v2-=2ax得===在上滑减速过程中对木块有Mgsin37°=Ma2解得a2=6m/s2则a1=4m/s2根据x=at2可得木块加速上滑时间即小球下落时间t==
0.5s小球落地速度v=a1t=2m/s选项AB正确;在木块加速上升过程对小球有mg-T=ma1对木块有T-Mgsin37°=Ma1解得=选项C错误.
5.xx·贵州黔东南模拟多选粗糙的水平面上一物体在水平方向拉力作用下做直线运动水平拉力F及运动速度v随时间变化的图线如图甲、乙所示取重力加速度g=10m/s2则 AD A.前2s内物体运动的加速度为2m/s2B.前4s内物体运动的位移的大小为8mC.物体的质量m为2kgD.物体与地面间的动摩擦因数μ=
0.1解析:由题图乙可知前2s内物体的运动加速度a==m/s2=2m/s2;前4s内物体的位移为x=×2×4m+2×4m=12m选项A正确B错误;前2s内有F1-μmg=ma后2s内有F2=μmg代入数值解得m=5kgμ=
0.1选项C错误D正确.
6.如图所示水平恒力F=20N把质量m=
0.6kg的木块压在竖直墙上木块离地面的高度H=6m.木块从静止开始向下做匀加速运动经过2s到达地面.求:1木块下滑的加速度a的大小;2木块与墙壁之间的动摩擦因数.解析:1由位移时间公式得H=at2解得a==3m/s
2.2木块受力如图所示在竖直方向根据牛顿第二定律得mg-Ff=ma而Ff=μFNF=FN则μ==
0.
21.答案:13m/s2
20.21【教师备用】xx·河南商丘市检测如图所示在轨道ABC中AB段为倾角为37°的光滑斜面.一小物块从A点由静止开始释放后沿斜面AB运动最终停在水平面BC上已知物块与水平面BC上各处间的动摩擦因数均为
0.2物块滑过B点前、后速率不变取g=10m/s2sin37°=
0.6cos37°=
0.8下面四幅图中能正确反映物块的速率v随时间t变化规律的是 A 解析:物块在斜面上运动时沿斜面向下做匀加速运动根据牛顿第二定律可得mgsinθ=ma1解得a1=gsinθ=6m/s2;在水平面上运动时水平方向上只受摩擦力作用而做匀减速运动则有μmg=ma2解得a2=2m/s2a1设到B点的速度为v则t1=t2=所以t1=t2则选项A正确.
7.xx·江苏模拟如图甲所示AB两物块在如图乙所示的随时间按正弦规律变化的外力作用下由静止开始一起沿光滑水平面运动AB两物块始终保持相对静止则以下说法中正确的是 D A.AB两物块一起做往复运动B.t1时刻物块的速度最大C.t2时刻物块运动的位移最大D.t3时刻物块A受到的摩擦力最大解析:在0~t2时间内整体沿正方向做加速运动;t2~t4时间内加速度反向做减速运动因为两段时间内受力对称所以t4时速度变为零;之后两个物块又重复以前的运动一直沿正方向运动选项AC错误;在0~t2时间内一直做加速运动所以在t2时刻物块的速度最大选项B错误;t3时刻F为最大值两个物块的加速度最大B物块所受的摩擦力的方向与加速度方向相同且摩擦力最大即t3时刻物块A受到的摩擦力最大选项D正确.
8.xx·江西南昌市第十中学分班考如图所示在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.若人和滑板的总质量m=
60.0kg滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=
0.50斜坡的倾角θ=37°sin37°=
0.6cos37°=
0.8g=10m/s2斜坡与水平滑道间平滑连接整个运动过程中空气阻力忽略不计.求:1人从斜坡上滑下的加速度为多大2若AB的长度为25m求BC的长度为多少解析:1人在斜坡上受力如图所示.设人在斜坡上滑下的加速度为a1由牛顿第二定律有mgsinθ-Ff1=ma1而FN1=mgcosθFf1=μFN1解得a1=gsinθ-μcosθ代入数据得a1=
2.0m/s
2.2人滑到B点时速度vB==10m/s在水平轨道上运动时有=ma2=μmg得a2=μg=5m/s2由=2a2sBCsBC==10m.答案:
12.0m/s2 210m。