2019版新教材高中物理 第4章 第5節(jié) 牛頓運動定律的應用習題（含解析）新人教版必修第一冊

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1、牛頓運動定律的應用 1．假設灑水車的牽引力不變且所受阻力與車重成正比，未灑水時，灑水車勻速行駛，灑水時它的運動將是(　　) A．做變加速運動 B．做初速度不為零的勻加速直線運動 C．做勻減速運動 D．繼續(xù)保持勻速直線運動 答案　A 解析　灑水車的加速度a＝＝＝－kg，灑水時質(zhì)量m一直減小，則a一直增大，所以灑水車做加速度變大的加速運動，故A正確。 2．雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖所示的圖像能正確反映雨滴下落過程中運動情況的是(　　) 答案　C 解析　對雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mg－F阻＝ma。雨滴加速下落，速度

2、增大，阻力增大，故加速度減小，v-t圖像的斜率變小，C正確。 3.(多選)靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用，該力隨時間變化的圖線如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．物體在20 s內(nèi)平均速度為零 B．物體在20 s末的速度為零 C．物體在20 s末又回到出發(fā)點 D．物體在10 s末的速度最大 答案　BD 解析　在0～10 s內(nèi)，物體的加速度a＝＝，則10 s末的速度v1＝at＝，在10～20 s內(nèi)，物體的加速度大小為a′＝＝，則物體在20 s末的速度v＝v1－a′t＝0。物體在0～10 s內(nèi)做勻加速直線運動，10～20 s內(nèi)做勻減速直線運動，20 s內(nèi)的位移

3、不等于零，所以平均速度不為零，物體一直向前運動，10 s末速度最大。故B、D正確，A、C錯誤。 4．(多選)如圖甲所示，在粗糙水平面上，物塊A在水平向右的外力F的作用下做直線運動，其速度—時間圖像如圖乙所示，下列判斷正確的是(　　) A．在0～1 s內(nèi)，外力F不斷增大 B．在1～3 s內(nèi)，外力F的大小恒定 C．在3～4 s內(nèi)，外力F不斷減小 D．在3～4 s內(nèi)，外力F的大小恒定 答案　BC 解析　在速度—時間圖像中，0～1 s內(nèi)物塊速度均勻增大，物塊做勻加速直線運動，外力F為恒力，A錯誤；1～3 s內(nèi)，物塊做勻速直線運動，外力F的大小恒定，B正確；3～4 s內(nèi)，物塊做減速運動

4、，加速度不斷增大，合力的大小不斷增大，又在這段時間，合力大小F合＝Ff－F，F(xiàn)f不變，外力F不斷減小，C正確，D錯誤。 5．質(zhì)量為2 kg的物體，靜止放于水平面上，現(xiàn)在物體上施一水平力F，使物體開始沿水平面運動，運動10 s時，將水平力減為，若物體運動的速度—時間圖像如圖所示，則水平力F＝________N，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝________。(g取10 m/s2) 答案　6　0.2 解析　由速度—時間圖線得，勻加速運動的加速度大小為： a1＝ m/s2＝1 m/s2， 勻減速運動的加速度大小為： a2＝ m/s2＝0.5 m/s2， 根據(jù)牛頓第二定律得： F－

5、μmg＝ma1，μmg－＝ma2， 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：F＝6 N，μ＝0.2。 6．水平傳送帶AB以v＝2 m/s的速度勻速運動，如圖所示，A、B相距11 m，一物體(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則物體從A沿傳送帶運動到B所需的時間為________ s。(g＝10 m/s2) 答案　6 解析　物體在傳送帶上做勻加速直線運動的加速度a＝＝μg＝2 m/s2，則勻加速直線運動的時間t1＝＝1 s，勻加速直線運動的位移x1＝＝1 m，在這之后，物體隨傳送帶一起向右勻速運動，則勻速運動的位移x2＝s－x1＝11 m－1 m＝10 m，勻速運動的時間

6、t2＝＝5 s。故物體從A運動到B所需的時間t＝t1＋t2＝1 s＋5 s＝6 s。 7．滑冰車是兒童喜歡的冰上娛樂項目之一。如圖所示為小明媽媽正與小明在冰上游戲，小明與冰車的總質(zhì)量是40 kg，冰車與冰面之間的動摩擦因數(shù)為0.05，在某次游戲中，假設小明媽媽對冰車施加了40 N的水平推力，使冰車從靜止開始運動10 s后，停止施加力的作用，使冰車自由滑行。(假設運動過程中冰車始終沿直線運動，小明始終沒有施加力的作用)。求： (1)冰車的最大速率； (2)冰車在整個運動過程中滑行總位移的大小。 答案　(1)5 m/s　(2)50 m 解析　(1)以冰車及小明為研究對象，由牛頓第二定

7、律得 F－μmg＝ma1，① vm＝a1t，② 聯(lián)立①②式，并代入數(shù)據(jù)解得vm＝5 m/s。 (2)冰車勻加速運動過程中有x1＝a1t2，③ 由牛頓第二定律，冰車自由滑行時有μmg＝ma2，④ v＝2a2x2，⑤ 又x＝x1＋x2，⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式，并代入數(shù)據(jù)解得x＝50 m。 8．一質(zhì)量為2 kg的物體靜止在水平地面上，在水平恒力F的推動下開始運動，4 s末物體的速度達到4 m/s，此時將F撤去，又經(jīng)8 s物體停下來。如果物體與地面間的動摩擦因數(shù)不變，求力F的大小。 答案　3 N 解析　物體的整個運動過程分為兩段，前4 s內(nèi)物體做勻加速運動，后8 s內(nèi)物體做勻減速運動。以F方向為正方向，則 前4 s內(nèi)物體的加速度為a1＝＝ m/s2＝1 m/s2， 設摩擦力為Ff，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma1。① 后8 s內(nèi)物體的加速度為 a2＝＝－ m/s2＝－0.5 m/s2， 物體所受的摩擦力不變， 由牛頓第二定律得－Ff＝ma2。② 由①②兩式可求得水平恒力F的大小為 F＝m(a1－a2)＝2×(1＋0.5) N＝3 N。 - 4 -