4.5牛顿运动定律的应用-2021-2022学年高一物理课后分层训练（人教版2019必修第一册）

4.5 牛顿运动定律的应用 夯实基础 1．(多选)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值(方向不变)，则(　　) A．物体始终向西运动 B．物体先向西运动后向东运动 C．物体的加速度先增大后减小 D．物体的速度先增大后减小 【答案】AC 【解析】 除向东的力外，其他力的合力F′一定向西，且大小恒定，则物体的加速度a＝，因为F先减后增，所以加速度先增后减，故选项C正确； 由于向西的力始终比向东的力大，故加速度一直向西，与速度同向，所以物体也一直向西做加速运动，故选项A正确，B、D错误． 故选AC 2．假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，车匀速行驶，洒水时它的运动将是(　　) A．做变加速运动 B．做初速度不为零的匀加速直线运动 C．做匀减速运动 D．继续保持匀速直线运动 【答案】A 【解析】 设牵引力为F，则a＝＝＝－kg，洒水时质量m减小，则a变大，所以洒水车做加速度变大的加速运动。 故选A． 3．一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是(　　) A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变 B．将物体质量减小一半，其他条件不变 C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D．将时间增加到原来的两倍，其他条件不变 【答案】D 【解析】 由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，所以a＝－μg，对比A、B、C三项，均不能满足要求，故选项A、B、C错；由v＝at可得选项D对． 故选D 4．(多选)如图所示，质量为m＝1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为v0＝10m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2 N的恒力，在此恒力作用下(g取10 m/s2)(　　) A．物体经10s速度减为零 B．物体经2s速度减为零 C．物体的速度减为零后将保持静止 D．物体的速度减为零后将向右运动 【答案】BC 【解析】 物体向左运动时受到向右的滑动摩擦力，Ff＝μFN＝μmg＝3N，根据牛顿第二定律得a＝＝m/s2＝5 m/s2，方向向右，物体的速度减为零所需的时间t＝＝s＝2s，B正确，A错误； 物体的速度减为零后，由于F<Ff，物体处于静止状态，C正确，D错误． 故选BC 5．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14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为(　　) A．7 m/s B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s 【答案】B 【解析】 设汽车刹车后滑动时的加速度大小为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＝14 m/s． 故选B 6．用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3∶2，初速度之比为2∶3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们(　　) A．滑行中的加速度之比为2∶3 B．滑行的时间之比为1∶1 C．滑行的距离之比为4∶9 D．滑行的距离之比为3∶2 【答案】C 【解析】 根据牛顿第二定律可得μmg＝ma，所以滑行中的加速度为a＝μg，所以加速度之比为1∶1，A错误； 根据公式t＝，可得＝＝，B错误； 根据公式v2＝2ax可得＝＝，C正确，D错误． 故选C 7.如图所示，质量为40 kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200 N的拉力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2 s撤去拉力F，雪橇与地面间动摩擦因数为0.20.取g＝10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6.求： (1)刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小； (2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离s. 【答案】(1)5.2 m/s　(2)6.76 m 【解析】 (1)对雪橇受力分析： 竖直方向：N1＋Fsin 37°＝mg， 且f1＝μN1 由牛顿第二定律：Fcos 37°－f1＝ma1 由运动学公式：v＝a1t1 解得v＝5.2 m/s. (2)撤去拉力后，雪橇受重力、支持力、摩擦力。雪橇的加速度a2＝μg 根据0－v2＝－2a2s，解得s＝6.76 m. 8.某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为45°，光滑小球的质量m＝3kg，力传感器固定在竖直挡板上．求：(g＝10m/s2) (1)当整个装置静止时，力传感器的示数； (2)当整个装置向右做匀加速直线运动时，力传感器示数为