4.5 牛顿运动定律的应用 课堂小练-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

课堂小练(十八)　牛顿运动定律的应用 学业水平练 1.质量为1 kg的物体,受水平恒力F的作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在1 s内的位移为2 m,则力F的大小为(　　) A.1 N　　　B.2 N C.4 N　　　D.6 N 解析　由x=at2得a==4 m/s2,由牛顿第二定律得F=ma=4 N,C项正确。 答案　C 2.某消防队员从一平台上跳下,下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,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　由自由落体规律可知v2=2gH,缓冲减速过程v2=2ah,由牛顿第二定律列方程为F-mg=ma,解得F=mg=5mg,B项正确。 答案　B 3.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 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项错误;根据公式t=,可得==,B项错误;根据公式v2=2ax可得==,C项正确,D项错误。 答案　C 4.为使雨水尽快离开房屋的屋顶面,屋顶的倾角设计必须合理。某房屋示意图如图所示,设屋顶面光滑,倾角为θ,雨水由静止开始沿屋顶面向下流动,则理想的倾角θ为(可能用到的关系式2sin θcos θ=sin 2θ) (　　) A.30° B.45° C.60° D.75° 解析　设屋檐的底边为L(注意底边长度是不变的),屋顶的坡面长度为s,雨滴下滑的加速度为a,对雨滴受力分析,只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力FN,垂直于屋顶方向有FN=mgcos θ,平行于屋顶方向有ma=mgsin θ,雨滴的加速度a=gsin θ,根据三角关系判断,屋顶坡面的长度s=,由s=at2得t==,当θ=45°时,t最短,故B项正确。 答案　B 5.(多选)如图所示,在竖直圆周上有两个光滑斜面AB和CD,A、D分别在圆周上的最高点和最低点。B、C点均在圆周上,且所在高度相同。一个可以看作质点的物块分别从A、C两点由静止沿斜面滑到底端,沿两个斜面下滑时的加速度大小分别为a1、a2,滑到底端的速度大小分别为v1、v2,所用时间分别为t1、t2,下列说法正确的是 (　　) A.a1<a2 B.v1>v2 C.t1=t2 D.t1>t2 解析　如图所示,连接AC,设AB与AD的夹角为θ,则CD与水平面的夹角也为θ。对物块受力分析且由牛顿第二定律得a1=gcos θ,a2=gsin θ,由图可知sin θ=,cos θ=,则cos θ<sin θ,可得a1<a2,A项正确;设圆的半径为R,沿斜面AB有2Rcos θ=gcos θ,沿斜面CD有2Rsin θ=gsin θ,解得t1=t2=,C项正确,D项错误;物块到达底端的速度v1=a1t1=cos θ,v2=a2t2=sin θ,有v1<v2,B项错误。 答案　AC 6.一运动员进行三米板跳水运动,其重心的速度-时间图像如图所示,t=0时刻是其向上跳起的瞬间,规定竖直向下为速度的正方向,运动员从跳板起跳到入水的过程中不计空气阻力,设运动员的头部入水之后即可看成匀减速直线运动,其质量为m,重力加速度为g。则以下叙述错误的是 (　　) A.t2时刻头部恰要入水 B.0~t2时间内加速度不变 C.从跳板起跳到最高点的运动距离约为1 m D.入水后受到的阻力大小约为2mg 解析　根据题意可知0~t1时间内人在空中上升,t1时刻速度为零,到达最高点,t1~t2时间内从最高点下降,t2时刻之后速度减小,但方向不变,说明t2时刻开始入水,A项正确;根据图像的斜率表示加速度可得0~t2时间内加速度不变,B项正确;从跳板起跳到最高点的运动距离x等于0~t1时间内图线与时间轴所包围的面积,t1~t2时间内位移大小4x,则有4x-x=3 m,解得x=1 m,C项正确;由图像可知t1~t2时间内的加速度大小与t2~t3时间内的加速度大小之比为a1∶a2=1∶2,而a1=g,则a2=2g,人入水后由牛顿第二定律得F阻-mg=ma2,人受到的阻力F阻=3mg,D项错误。 答案　D 7.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。取重力加速度g=10 m/s2。由此两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为 (　　) 甲　乙 A.m=1.5 kg,μ=0