新人教版高二物理第四章同步練習題:用牛頓運動定律解決問題(一)
新人教版高二物理第四章同步練習題是用牛頓運動定律解決問題(一)的練習題。牛頓運動定律包括牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律和牛頓第三運動定律三條定律。
新人教版高二物理第四章同步練習題:用牛頓運動定律解決問題(一)
1.A、B兩物體以相同的初速度在同一水平面上滑動,兩物體與水平面間的動摩擦因數相同,且mA=3mB,則它們所能滑行的距離xA、xB的關系為( )
A.xA=xB B.xA=3xB
C.xA=13xB D.xA=9xB
解析: 物體沿水平面滑動時做勻減速直線運動,加速度a=μmgm=μg與質量無關,由0-v20=-2ax和題設條件知xA=xB.
答案: A
2.2009年8月31日,我國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭發射印度尼西亞“帕拉帕-D”通信衛星.假設火箭在大氣層豎直升空時,發動機的推力不變,空氣阻力也認為不變,則在火箭沖出大氣層前的這一過程中,其v-t圖象是( )
解析: 燃料消耗的過程中,火箭的質量不斷減小,對火箭有F-mg-Ff=ma,a=F-Ffm-g,因推力F、空氣阻力Ff不 變,火箭的質量m減小,所以火箭的加速度不斷增大,從A、B、C、D四個圖象看,應選D項.
答案: D
3.如右圖所示,圓柱形的倉庫內有三塊長度不同的滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圓心O,而上端則擱在倉庫側壁上,三塊滑板與水平面的夾角依次是30°、45°、60°.若有三個小孩同時從a、b、c處開始下滑(忽略阻力),則( )
A.a處小孩最先到O點
B.b處小孩最后到O點
C.c處小孩最先到O點
D.a、c處小孩同時到O點
答案: D
4.某小球所受的合力與時間的關系,各段的合力大小相同,作用時間相同,設小球從靜止開始運動.由此可判定( )
A.小球向前運動,再返回停止
B.小球向前運動,再返回不會停止
C.小球始終向前運動
D.小球向前運動一段時間后停止
解析: 由F-t圖象知:第1 s,F向前;第2 s,F向后.以后重復該變化,所以小球先 加速1 s,再減速1 s,2 s末速度剛好減為零,以后重復該過程,所以小球始終向前運動.
答案: C
5.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.a1>a2,t1a2,t1>t2
C.a1
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=12a1t21=12a2t22,則t1
答案: A
6.一個原來靜止的物體,質量是7 kg,在14 N的恒力作用下,則 5 s末的速度及5 s內通過的路程為( )
A.8 m/s 25 m B.2 m/s 25 m
C.10 m/s 25 m D.10 m/s 12.5 m
解析: 物體 受 力情況已知,由靜止開始運動 ,在恒力的作用下產生恒定的加速度,所以它做初速度為零的勻加速直線運動.已知物體的質量和所受的恒力,根據牛頓第二定律公式,求出加速度,然后根據初速度為零的勻加速直線運動的公式 ,就可以求出 5 s末的速度和5 s內通過的位移.
a=Fm=147 m/s2=2 m/s2,v=at=2×5 m/s=10 m /s,
x=12at2=12×2×25 m=25 m.
答案: C
7.如右圖所示,ad、bd、cd是豎直平面內三根固定的光滑細桿,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(圖中未畫出),三個滑環分別從a、b、c處釋放(初速度為0).用t1、t2、t3依次表示各滑環到達d所用的時間,則( )
A.t1t3
C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3
解析: 設圓的半徑為R,任取一根滑桿ed,如右圖所示.設∠ade=θ,由直角三角形得x=ed=2R•cos θ;在斜線ed上,a=gsin α=gsin(90°-θ)=gcos θ;由位移公式得t=2xa=2×2Rcos θgcos θ=2Rg與傾斜角度無關,所以環以任何途徑下滑時間是相等的.
答案: D
8.如果水平力F在時間t內能使質量為m,原來靜止在粗糙水平面上的物體產生位移x,那么( )
A.相同的力在相同的時間內使質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使質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倍的時間內使質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使質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=F-μmgm=Fm-μg.從靜止開始 經時間t的位移為x=12at2,則x=12Fm-μgt2.再通過選項條件判斷可知只有選項D正確.
答案: D
9.
如右圖所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動摩擦因數相同,斜面與水平面平滑連接.下圖中v、a、Ff和x分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.其中正確的是( )
解析: 物體在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用,其摩擦力大小為Ff1=μmgcos θ,做初速度為零的勻加速直線運動,其v-t圖象為過原點的傾斜直線,A錯,加速度大小不變,B錯,其x-t圖象應為一段曲線,D錯;物體到達水平面后,所受摩擦力Ff2=μmg>Ff1,做勻減速直線運動,所以正確選項為C.
答案: C
10.(2010•海南卷)雨滴下落時所受到的空氣阻力與雨滴的速度有關,雨滴速度越大,它受到的空氣阻力越大;此外,當雨滴速度一定時,雨滴下落時所受到的空氣阻力還與雨滴半徑的α次方成正比(1≤α≤2).假設一個大雨滴和一個小雨滴從同一云層同時下落,最終它們都________(填“加速”或“減速”或“勻速”)下落.________(填“大”或“小”)雨滴先落到地面;接近地面時,________(填“大”或“小”)雨滴的速度較小.
答案: 勻速 大 小
11.
如右圖所示,在水平地面上有一個質量為5 kg的物體,它受到與水平方向成53°角斜向上的25 N的拉力時,恰好做勻速直線運動,g取10 m/s2,問:當拉力為50 N時,物體的加速度多大?物體由靜止開始運動時,2 s末物體的位移多大?
解析: 由題意知,物體受力如下圖甲所示,由牛頓第二定律可得:
F1cos 53°=Ff1①
FN+F1sin 53°=mg②
Ff1=μFN③
由①②③式得μ=F1cos 53°mg-F1sin 53°=25×0.65×10-25×0.8=0.5
當拉力F2=50 N時,物體受力如乙圖所示,由牛頓第二定律得:
F2cos 53°-Ff2=ma④
FN′+F2sin 53°-mg=0⑤
Ff2=μFN′⑥
由④⑤⑥式得:
a=F2cos 53°-μmg-F2sin 53°m=5 m/ s2
2 s內位移x=12at2=10 m.
答案: 5 m/s2 10 m
12.
如右圖所示,在海濱游樂場里有一種滑沙運動.某人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下,滑到斜坡底端B點后,沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來.如果人和滑板的總質量m=60 kg,滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數均為μ=0.5,斜坡的傾角θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),斜坡與水平滑道間是平滑連接的,整個運動過程中空氣阻力忽略不計,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)人從斜坡上滑下的加速度為多大?
(2)若由于場地的限制,水平滑道的最大距離BC為L=20.0 m,則人在斜坡上滑下的距離AB應不超過多少?
解析: (1)人在斜坡上受力如圖所示,建立如圖所示的坐標系,設人在斜坡上滑下的加速度為a1,由牛頓第二定律得mgsin θ-Ff1=ma1,FN1-mgcos θ=0,由摩擦力計算公式得Ff1=μFN1,聯立解得人滑下的加速度為a1=g(sin θ-μcos θ)=10 ×(0.6-0.5×0.8) m/s2=2 m/s2
(2)人在水平滑道上受力如下圖所示,由牛頓第二定律得
Ff2=ma2,FN2-mg=0
由摩擦力計算公式得Ff2=μFN2,聯立解得人在水平滑道上運動的加速度大小為a2=μg=5 m/s2
設從斜坡上滑下的距離為L AB,對AB段和BC段分別由勻變速運動的公式得v2B-0=2a1LAB,0-v2B=-2a2L
聯立解得LAB=50 m.
答案: (1)2 m/s2 (2)50 m
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(責任編輯:彭海芝)
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