2019-2020年高中物理 第四章 牛頓運動定律 第6節(jié) 用牛頓運動定律解決問題(一) 達(dá)標(biāo)檢測 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 第四章 牛頓運動定律 第6節(jié) 用牛頓運動定律解決問題(一) 達(dá)標(biāo)檢測 新人教版必修1 1．光滑水平面上靜止一個物體，現(xiàn)有水平恒力F作用在物體上，使物體的位移為x0時，立刻換成－4F的力，作用相同時間，此刻物體的位移為(　　) A．－x0　　　　　　　　　B．x0 C．0 D．－2x0 【解析】　以F方向為正方向，設(shè)開始階段加速度為a，則后一階段加速度為－4a，由運動規(guī)律： x0＝at2，x′＝att－4at2，x＝x0＋x′ 三個方程聯(lián)立求得x＝－x0，故A正確． 【答案】　A 2．如果水平力F在時間t內(nèi)能使質(zhì)量為m，原來靜止在粗糙水平面上的物體產(chǎn)生位移x，那么(　　) A．相同的力在相同的時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動2x的距離 B．相同的力在一半的時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動相同距離的1/4 C．相同的力在2倍的時間內(nèi)使質(zhì)量是兩倍的原來靜止的物體移動相同的距離 D．一半的力在相同時間內(nèi)使質(zhì)量一半的原來靜止的物體移動相同的距離 【解析】　物體在粗糙水平面上運動時的加速度為a＝＝－μg.從靜止開始經(jīng)時間t的位移為x＝at2，則x＝t2.再通過選項條件判斷可知只有選項D正確． 【答案】　D 3．豎直上拋物體受到的空氣阻力Ff大小恒定，物體上升到最高點時間為t1，從最高點再落回拋出點所需時間為t2，上升時加速度大小為a1，下降時加速度大小為a2，則(　　) A．a(chǎn)1>a2，t1<t2 B．a(chǎn)1>a2，t1>t2 C．a(chǎn)1<a2，t1<t2 D．a(chǎn)1<a2，t1>t2 【解析】　物體上升時所受合力F＝mg＋Ff＝ma1，下降時所受合力F′＝mg－Ff＝ma2，故a1>a2.又因為h＝a1t12＝a2t22，則t1<t2. 【答案】　A 4. 如右圖所示是一物體沿東西方向(以東為正方向)做直線運動的v-t圖象．由此圖象可以判斷出(　　) A．前10 s物體受到外力方向是向東的，后10 s受到外力方向是向西的 B．前10 s物體受到外力方向是向西的，后10 s受到外力方向是向東的 C．物體受到的外力方向一直向東 D．物體受到的外力方向一直向西 【答案】　C 5．如右 圖所示，重10 N的物體以速度v在粗糙的水平面上向左運動，物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.1，現(xiàn)給物體施加水平向右的拉力F，其大小為20 N，則物體受到的摩擦力和加速度大小分別為(取g=10 m/s2)(　　) A．1 N,20 m/s2 B．0,21 m/s2 C．1 N,21 m/s2 D．條件不足，無法計算 【解析】　物體受到的滑動摩擦力Ff＝μFN＝μmg＝0.110 N＝1 N，水平方向上的合外力為F＋Ff＝ma，則a＝＝ m/s2＝21 m/s2. 【答案】　C 6．如右圖所 示，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于M點，與豎直墻壁相切于A點，豎直墻壁上另一點B與M的連線和水平面的夾角為60，C是圓環(huán)軌道的圓心．已知在同一時刻，a、b兩球分別由A、B兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運動到M點；c球由C點自由下落到M點．則(　　) A．a(chǎn)球最先到達(dá)M點 B．b球最先到達(dá)M點 C．c球最先到達(dá)M點 D．b球和c球都可能最先到達(dá)M點 【解析】　設(shè)圓的半徑為R，則R＝gsin 45tA2，2R＝gsin 60tB2，R＝gtC2，可得：tA＝，tB＝，tC＝，故有tB>tA>tC，故C正確． 【答案】　C 7．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，如圖所示的圖象可以正確反映雨滴下落運動情況的是(　　) 【解析】　對雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mg－Ff＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在v－t圖象中其斜率變小，故選項C正確． 【答案】　C 8．如右圖所示，ad、bd、cd是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點為圓周的最高點，d點為最低點．每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為0)．用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時間，則(　　) A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3 C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3 【解析】　設(shè)圓的半徑為R，任取一根滑桿ed，如右圖所示．設(shè)∠ade=θ，由直角三角形得s=ed=2Rcos θ；在斜線ed上，a=gsin α=gsin(90-θ)=gcos θ；由位移公式得t===2與傾斜角度無關(guān)，所以環(huán)以任何途徑下滑時間是相等的． 【答案】　D 9．質(zhì)量為1 kg，初速度v0＝10 m/s的物體，受到一個與初速度v0方向相反，大小為3 N的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，經(jīng)3 s后撤去外力，直到物體停下來物體滑行的總位移為(取g＝10 m/s2)(　　) A．7.5 m B．9.25 m C．9.5 m D．10 m 【解析】　剛開始物體受合外力F＋μmg＝ma，代入數(shù)據(jù)，解得a＝5 m/s2，由于a與v0方向相反，所以由v0＝at得到t＝2 s后物體速度為零，位移s＝t＝10 m；接下來反向勻加速運動1 s，加速度a1＝，代入數(shù)據(jù)解得a1＝1 m/s2，位移s1＝a1t2＝0.5 m，方向與s相反．v1＝a1t1＝11 m/s＝1 m/s，接下來做加速度a2＝μg＝2 m/s2的勻減速運動，所以s2＝＝0.25 m，所以總位移為s－s1－s2＝9.25 m. 【答案】　B 10．把一個質(zhì)量是2 kg的物塊放在水平面上，用12 N的水平拉力使物體從靜止開始運動，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為 0.2，物塊運動2 s末撤去拉力，g取10 m/s2.求： (1)2 s末物塊的瞬時速度； (2)此后物塊在水平面上還能滑行的最大距離． 【解析】　(1)前2 s內(nèi)，物體做初速度為0的，加速為a1的勻加速直線運動，由牛頓第二定律可得：F－Ff＝ma1，F(xiàn)f＝μFN， FN＝mg，則a1＝＝4 m/s2. 由運動學(xué)公式v1＝a1t1＝8 m/s. (2)撤去F后，物體做加速度為a2的勻減速直線運動，a2＝μg＝2 m/s2.又x2＝＝16 m. 【答案】　(1)8 m/s　(2)16 m 11．在 水平地面上有一個質(zhì)量為4.0 kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運動.10 s后拉力大小減小為F/3，并保持恒定．該物體的速度圖象如右圖所示．求： (1)物體所受到的水平拉力F的大小； (2)該物體與地面間的動摩擦因數(shù)．(取g=10 m/s2) 【解析】　物體的運動分為兩個過程，根據(jù)a= 由圖可知兩個過程加速度分別為： a1=1 m/s2，a2=-0.5 m/s2 受力圖如下圖所示： 對于兩個過程，由牛頓第二定律得： F－μmg＝ma1 －μmg＝ma2 代入數(shù)據(jù)解之得：F＝9 N μ＝0.125. 【答案】　(1)9 N　(2)0.125 12．xx年1月下旬，我國南方突降暴風(fēng)雪，道路出現(xiàn)了嚴(yán)重的堵車情況，有些地方甚至發(fā)生了交通事故，究其原因，主要是大雪覆蓋路面后，被車輪擠壓，部分雪融化為水，在嚴(yán)寒的天氣下，又馬上結(jié)成了冰；汽車在光滑水平面上行駛，剎車后難以停下，據(jù)測定，汽車橡膠輪胎與普通路面間的動摩擦因數(shù)是0.7，與冰面間的動摩擦因數(shù)只有0.1，對于沒有安裝防抱死(ABS)設(shè)施的普通汽車，在規(guī)定的速度下急剎車后，車輪立即停止轉(zhuǎn)動，汽車在普通的水平路面上滑行14 m才能停下，那么汽車以同樣速度在結(jié)了冰的水平路面上行駛，急剎車后滑行的距離是多少？ 【解析】　設(shè)汽車初速度為v0，質(zhì)量為m，車胎與普通路面之間的動摩擦因數(shù)為μ1，剎車時加速度大小為a1，最大滑行距離為x1，由牛頓第二定律知μ1mg＝ma1， 由運動學(xué)公式得02－v02＝－2a1x1 又設(shè)輪胎與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ2，其剎車加速度大小為a2，最大滑行距離為x2，則：由牛頓第二定律得μ2mg＝ma2由運動學(xué)公式得02－v02＝－2a2x2聯(lián)立以上各式得：＝ 代入數(shù)值μ1＝0.7，μ2＝0.1和x1＝14 m可得x2＝x1＝14 m＝98 m. 【答案】　98 m7