2019高中物理第四章牛顿运动定律6用牛顿运动定律解决问题（一）精练（含解析）新人教 6页

用牛顿运动定律解决问题（一）1．用30N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20kg的物体，力F作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是(　　)A．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝0【解析】　物体先在力F作用下做匀加速直线运动，加速度a＝＝1.5m/s2，v＝at＝4.5m/s，撤去力F后，物体以4.5m/s的速度做匀速直线运动．【答案】　C2．(2014·海口一中高一检测)水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间3t物体停下，则物体受到的阻力为(　　)A.　　B．　　　C.　　D．【解析】　对物体由牛顿第二定律得力F作用时：F－Ff＝ma1　v＝a1t撤去力F后：Ff＝ma2　v＝a2·3t解以上四式得：Ff＝，故B正确．【答案】　B3．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14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为(　　)A．7m/sB．14m/sC．10m/sD．20m/s【解析】　设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：μmg＝ma，解得：a＝μg.由匀变速直线运动速度—位移关系式v＝2ax，可得汽车刹车前的速度为：v0＝＝＝m/s＝14m/s，因此B正确．n【答案】　B4．设洒水车的牵引力不变，所受的阻力与车重成正比，洒水车在平直路上原来匀速行驶，开始洒水后，它的运动情况将是(　　)A．继续做匀速运动B．匀加速运动C．匀减速运动D．变加速运动【解析】　设洒水车的质量为m，牵引力为F，其阻力为kmg，则由牛顿第二定律得a＝＝－kg，可见a随m的减小而增大，洒水车做变加速运动．【答案】　D5．(2014·厦门一中高一检测)如图4－6－8所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是(　　)图4－6－8A．在竖直方向上，车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡B．在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力C．若车厢的加速度变小，车厢壁对物块的弹力不变D．若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力也变大【解析】　对物块m受力分析如图所示.由牛顿第二定律，在竖直方向：Ff＝mg；水平方向：FN＝ma，所以选项A正确，C、D错误；车厢壁对物块的弹力和物块对车厢壁的压力是一对相互作用力，故B错误．【答案】　A6．(2013·广州高一期末)如图4－6－9所示，不计滑轮的质量和摩擦及绳的质量，一个质量为m的人拉着绳子使质量为M的物体匀减速下降，己知人对地面的压力大小为F，则物体下降的加速度大小为(　　)n图4－6－9A.B.C.D.【解析】　设人受到绳子的拉力为FT，由牛顿第三定律知地面对人的支持力等于F，由于人静止不动，故FT＋F＝mg，再对物体M由牛顿第二定律得FT－Mg＝Ma，所以a＝＝.D正确【答案】　D7．(2013·长春高一检测)如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连后自由释放，则A、B一起运动．假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子足够长且不可伸长．如果mB＝3mA，则绳子对物体A的拉力大小为(　　)图4－6－10A．mBgB.mAgC．3mAgD.mBg【解析】　对A、B整体进行分析，根据牛顿第二定律mBg＝(mA＋mB)a，对物体A，设绳的拉力为F，由牛顿第二定律得，F＝mAa，解得F＝mAg，故B正确.【答案】　B8．(2013·大庆一中高一检测)某消防队员从一平台上跳下，下落2nm后双脚触地，接着他用双脚弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为(　　)A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍【解析】　由自由落体v2＝2gH，缓冲减速v2＝2ah，由牛顿第二定律F－mg＝ma，解得F＝mg(1＋)＝5mg，故B正确．【答案】　B9．(2014·南宁二中高一检测)质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等．从t＝0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图4－6－11所示．重力加速度g取10m/s2，则物体在t＝0至t＝12s这段时间的位移大小为(　　)图4－6－11A．18m　　　　　　B．54mC．72mD．198m【解析】　本题考查了牛顿运动定律和运动学公式，解答这类题目的关键是对物体进行正确的受力分析和运动过程分析．物体所受摩擦力为f＝μmg＝0.2×2×10N＝4N，因此前3s内物体静止.3s～6s，a＝＝m/s2＝2m/s2，x1＝at2＝×2×9m＝9m．6s～9s，物体做匀速直线运动，x2＝v1t＝at·t＝2×3×3m＝18m．9s～12s，物体做匀加速直线运动，x3＝v1t＋at2＝6×3m＋×2×9m＝27m．x总＝x1＋x2＋x3＝9m＋18m＋27m＝54m，B选项正确．【答案】　B10．在宇宙飞船中，由于完全失重而无法利用天平称出物体的质量．科学家们采用下述方法巧妙地测出了一物体的质量．如图4－6－12所示，将一带有推进器总质量M为5kg的小车静止放在一平台上，开动推进器，小车在推进器产生的水平方向恒力Fn作用下从静止开始运动，测得小车前进1.5m历时5s．关闭推进器，将被测物块固定在小车上，仍然让小车在推进器产生的恒力F作用下从静止开始运动，测得小车5s内前进了1.0m．求：图4－6－12(1)小车两次加速运动的加速度之比为多少？(2)科学家们用上述方法测得物块的质量m是多少？【解析】　(1)由x＝at2(或者求出a的具体值也可以)a1∶a2＝x1∶x2＝3∶2(2)由牛顿第二定律得F＝Ma1　F＝(M＋m)a2两式相比解得m＝2.5kg【答案】　(1)3∶2　(2)2.5kg11．(2013·龙岩一中高一检测)如图4－6－13所示，长为L＝6m、质量为M＝4kg的长木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略、质量为m＝1kg的物块，物块与木板间的动摩擦因数为0.4，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块施加方向水平向右的恒定拉力F＝8N，使物块在木板上滑动起来，取g＝10m/s2.图4－6－13求：(1)物块和木板的加速度大小；(2)物块从木板左端运动到右端经历的时间．【解析】　(1)设小物块的加速度为a1，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1　a1＝－μg代入数据得：a1＝4m/s2设木板的加速度为a2，由牛顿第二定律得μmg＝Ma2代入数据解得：a2＝1m/s2(2)L＋a2t2＝a1t2代入数据解得：t＝2sn【答案】　(1)4m/s2,1m/s2　(2)2s12．(2013·武汉高一检测)如图4－6－14所示，右端带滑轮的长木板放在水平桌面上，滑块A质量为M＝2kg，连接滑块A和物体B的细线质量不计，与滑轮之间的摩擦不计，滑轮与A之间的细线沿水平方向，当B的质量为1kg时，A恰好不滑动(已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)，g取10m/s2，求当B的质量为1.75kg时：图4－6－14(1)A的加速度是多大？(2)细线对滑轮的作用力【解析】　由题意可知：A恰好不滑动时，所受摩擦力为Fμ＝Mg＝1×10N＝10N当B的质量为1.75kg时对A：F－Fμ＝Ma①对B：mg－F＝ma②由①②得：a＝2m/s2　F＝14N细线对滑轮的作用力为F合＝＝14Ntanα＝＝1　α＝45°所以细线对滑轮的作用力大小为14N，与竖直方向夹角为45°斜向左下方．【答案】　(1)2m/s2　(2)14N，与竖直成45°角斜向左下方