第4章 专题提升6 牛顿运动定律的综合应用（课时作业）-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习（粤教版）

专题提升6　牛顿运动定律的综合应用 课时作业 基础巩固练 1.(2021·广东汕头测试)某物体的质量为1 kg,在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动,其速度-时间图像如图所示,根据图像可知(　D　) A.物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力 B.物体在第3 s内所受的拉力等于1 N C.物体在第2 s内所受的拉力为零 D.在0～3 s内,物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反 解析:根据vt图像可知,物体在第2 s内做匀速直线运动,合力为零,所以拉力等于滑动摩擦力且摩擦力不为零,故A,C错误;vt图像的斜率表示加速度,由图像可知,第3 s内物体的加速度大小为a3==1 m/s2,根据牛顿第二定律可知物体所受合外力大小为1 N,则F3=f+ma3=f+ 1 N>1 N,故B错误;根据牛顿第二定律和平衡条件可知,拉力方向始终与摩擦力方向相反,故D正确. 2.(2020·重庆育才开学考试)在t=0时,将一乒乓球以某一初速度竖直向上抛出,一段时间后落回抛出点.已知乒乓球运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小关系为f=kv(k为大于零的常数).规定竖直向上为正方向,下图是定性描述上述过程中乒乓球的加速度a、速度v随时间t变化规律的图像,可能正确的是(　D　) 解析:上升、下降的整个运动过程中,加速度方向竖直向下,为负值,因此A、B错误;上升的过程中,速度减小,空气阻力减小,合力向下且减小,因此加速度向下且减小;下落的过程中,向下的速度越来越大,空气阻力越来越大,重力不变,因此向下的合力减小,加速度仍减小,因此整个运动过程中,加速度一直减小,在vt图像中,斜率逐渐减小,D正确,C错误. 3.(多选)物体A,B,C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA,mB,mC,它们与水平面间的动摩擦因数分别为μA,μB,μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A,B,C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是(　ABD　) A.μA=μB,mA<mB B.μB<μC,mB=mC C.μB=μC,mB>mC D.μA<μC,mA<mC 解析:根据牛顿第二定律有F-μmg=ma,解得a=-μg,则aF图像的斜率k=,由题图可看出,乙、丙的斜率相等,小于甲的斜率,则mA<mB=mC.当F=0时,a=-μg,根据题图可看出,μA=μB<μC. 4.如图所示,从某一高处自由下落的小球,落至弹簧上端并将弹簧压缩到最短.问小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中,小球的速度和所受合力变化情况是(　C　) A.合力变大,速度变大 B.合力变小,速度变大 C.合力先变小后变大,速度先变大后变小 D.合力先变大后变小,速度先变小后变大 解析:小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中,弹力一直减小,开始时,弹力大于重力,合力向上,弹起的过程中,合力减小,加速度减小,但是加速度的方向与速度方向相同,做加速运动,当重力和弹力相等后,重力大于弹力,合力方向向下,合力增大,加速度增大,但加速度的方向与速度方向相反,做减速运动.所以合力先变小后变大,速度先变大后变小.故C正确,A,B,D错误. 5.(多选)(2020·广东广州执信中学期末)用两根细线系住一小球悬挂于小车顶部,小车在水平面上做直线运动,球相对车静止.细线与水平方向的夹角分别为α和β(α>β),设左边细线对小球的拉力大小为T1,右边细线对小球的拉力大小为T2,重力加速度为g,下列说法正确的是(　AC　) A.若T1=0,则小车可能在向右加速运动 B.若T2=0,则小车可能在向左减速运动 C.若T1=0,则小车加速度大小为 D.若T2=0,则小车加速度大小为 解析:若T1=0,小车具有向右的加速度,根据牛顿第二定律可得a= =,则小车可能在向右加速运动,也可能向左减速运动,故A、C正确;若T2=0,小车具有向左的加速度,根据牛顿第二定律可得a= =,则小车可能在向左加速运动,也可能向右减速运动,故B、D错误. 6.足够长且光滑的固定斜面BC的倾角α=53°,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接(未画出),一质量m=2 kg的小物块静止于A点.现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53°的恒力F作用,如图(甲)所示.小物块在AB段运动的速度-时间图像如图(乙)所示,到达B点迅速撤去恒力F(已知 sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2).求: (1)小物块所受到的恒力F的大小; (2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间. 解析:(1)由题图(乙)可知,小物块在AB段的加速度a1== m/s2= 0.5 m/s2 根据牛顿第二定律,有Fcos α-μ(mg-Fsin α)=ma1 解得F==11 N. (2)在BC段,