第五节 牛顿运动定律的应用（分层作业）物理粤教版2019必修第一册

4.5 牛顿运动定律的应用 （解析版） 1．假设洒水车的牵引力不变，且所受阻力跟车重成正比，未洒水时其匀速直线行驶，洒水时它的运动情况是(　　) A．做变加速直线运动 B．做初速度不为零的匀加速直线运动 C．做匀减速运动 D．继续保持做匀速直线运动 【答案】A 【解析】因车所受阻力和车重成正比，随车中水质量m减小，车重减小，阻力f也减小，但牵引力不变，所以合力越来越大，加速度越来越大，车做变加速直线运动，故正确答案为A。 2.如图所示,一物体分别从高度相同、倾角不同的三个光滑斜面顶端由静止开始下滑。下列说法正确的是(　　) A.滑到底端时的速度相同 B.滑到底端所用的时间相同 C.在倾角为30°的斜面上滑行的时间最短 D.在倾角为60°的斜面上滑行的时间最短 【答案】D 【解析】　设斜面高度为h,斜面倾角为θ,则斜面长度为L=,根据牛顿第二定律有mgsin θ=ma,解得a=gsin θ,根据v2=2aL,得v=,可知沿相同高度、不同倾角的斜面到达底端的速度大小相等,但方向不同,故速度不同,则A错误。根据匀加速直线运动的位移L=at2,可得t=,可知倾角越大,下滑时间越短,故倾角取题图中最大值,即θ=60°时,下滑时间最短,故BC错误,D正确。 3．一光滑斜劈，在力F推动下向左做匀加速直线运动，且斜劈上有一木块恰好与斜面保持相对静止，如图所示，则木块所受合力的方向为(　　) A．水平向左　　　 B．水平向右 C．沿斜面向下 D．沿斜面向上 【答案】A 【解析】因为木块随斜劈一起向左做匀加速直线运动，故木块的加速度方向水平向左。根据牛顿第二定律，木块所受合力提供加速度，则合力与加速度方向一致，故木块所受合力方向水平向左，A正确。 4．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图像可以正确反映雨滴下落运动情况的是(　　) 【答案】C 【解析】对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－f＝ma。雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，在v－t图像中其斜率变小，故选项C正确。 5.如图表示某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动。由此可判定(　　) A．小球向前运动，再返回停止 B．小球向前运动，再返回，不会停止 C．小球始终向前运动 D．小球向前运动一段时间后停止 【答案】C 【解析】在第1 s的时间内，小球做匀加速直线运动，在第2 s的时间内小球做匀减速直线运动，当速度等于零时，又开始做匀加速直线运动，依次加速、减速运动下去，但速度的方向不会发生改变。 6.如图所示，车厢底板光滑的小车上用两个量程均为20 N的完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块，当小车在水平地面上做匀速运动时，两弹簧测力计受拉力的示数均为10 N，当小车做匀加速运动时弹簧测力计甲的示数为8 N，这时小车运 动的加速度大小和方向是(　　) A．2 m/s 2，水平向右 B．4 m/s 2，水平向右 C．6 m/s 2，水平向左 D．8 m/s 2，水平向左 【答案】B 【解析】解析：开始两个弹簧处于受拉状态，小车匀速运动时两弹簧拉伸的长度相同；现甲弹簧测力计的读数变小，说明乙弹簧测力计的读数变大，因为弹簧的弹力F与形变量x成正比，且＝，故甲弹簧测力计的读数减小2 N，乙弹簧测力计的读数增大2 N。根据合力与加速度方向相同的关系，物块的加速度方向水平向右。由F＝ma，有a＝ m/s 2＝4 m/s 2。故选项B正确。 7．某物体做直线运动的v－t图像如图所示，据此判断下图(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是(　　) 【答案】B 【解析】由v－t图像知，0～2 s匀加速，2～4 s匀减速，4～6 s反向匀加速，6～8 s匀减速，且2～6 s内加速度恒定，由此可知：0～2 s内，F恒定，2～6 s内，F反向，大小恒定，6～8 s内，F又反向且大小恒定，故B正确。 8.(多选)如图所示,质量为m的小球置于倾角为θ的斜面上,被一个竖直挡板挡住。现用一个水平力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,重力加速度为g,忽略一切摩擦,下列说法正确的是(　　) A.斜面对小球的弹力为 B.斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为ma C.若增大加速度a,斜面对小球的弹力一定增大 D.若增大加速度a,竖直挡板对小球的弹力一定增大 【答案】AD 【解析】　对小球受力分析如图所示。把斜面对小球的弹力N2进行正交分解,竖直方向有N2cos θ=mg,水平方向有N1-N2sin θ=ma,所以斜面对小球的弹力为N2=,A正确。N1=ma+mgtan θ。由于N2=与a无关,故当增大加速度a时,斜面对小球的弹力不变,挡板对小球的弹力