课时梯级训练(22) 牛顿运动定律的应用（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修 第一册（人教版2019）

课时梯级训练(22)　牛顿运动定律的应用 1.(2022·江苏南京高一月考)如图所示，质量m＝2 kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝2 N的作用，重力加速度g取10 m/s2，则物体产生的加速度是(　　) A．4 m/s2，水平向左 B．2 m/s2，水平向右 C．6 m/s2，水平向左 D．3 m/s2，水平向右 D　解析：物体在水平面上向左运动，受到的滑动摩擦力方向水平向右，同时物体受到一个水平向右的推力F＝2 N的作用，根据牛顿第二定律可得F＋μmg＝ma，解得物体的加速度大小为a＝＝ m/s2＝3 m/s2，方向水平向右，D正确。 2.如图所示，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F正比于Sv2，其中v为风速、S为物块迎风的面积。当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为(　　) A．64m B．8m C．32m D．4m A　解析：设物块所受水平面的支持力为FN、摩擦阻力为Ff，正方体棱长为a。物块被匀速推动，根据平衡条件，有F＝Ff，FN＝mg，其中F＝kSv02＝ka2v02，m＝ρa3，则Ff＝μFN＝μmg＝μρa3g，解得a＝；当风速变为2v0时，能推动的物块边长为原来的4倍，则体积为原来的64倍，质量为原来的64倍，A正确。 3.“鲲龙”AG600是我国自行设计研制的大型水陆两栖飞机，AG600在水面起飞时，其在水面加速滑行的过程中受到的合外力(　　) A．方向与滑行方向相同 B．方向竖直向上 C．大小为零 D．方向沿滑行方向斜向上 A　解析：根据牛顿第二定律可知“鲲龙”AG600在水面加速滑行的过程中受到的合外力与速度方向相同，即合外力方向与滑行方向相同，A正确。 4.(多选)(2023·重庆渝北高一月考)一个静止的质点，在0～4 s时间内只受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化如图所示，则关于该质点下列说法正确的是(　　) A．第2 s末速度改变方向 B．第2 s末速度最大 C．第3 s末速度最大 D．质点一直沿正方向运动 BD　解析：0～2 s时，力F的方向不变，可知质点的加速度方向不变，质点一直做加速直线运动；2～4 s时，力F的方向反向，加速度反向，物体沿原方向做减速运动，因为两段时间内加速度大小和方向是对称的，所以可得第4 s末速度为零，所以第2 s末速度最大，A、C错误，B正确；根据上面分析可知质点速度先增大后减小，速度方向不变一直沿正方向运动，D正确。 5.静止的电梯中有一盛水容器，水中漂浮着一木块，如图所示。当电梯向上做匀加速运动时，木块浸入水中的深度怎样变化(　　) A．变浅 B．变深 C．不变 D．无法判断 C　解析：当电梯静止时，木块受到浮力、重力作用。设木块的质量为m，它排开水的体积为V排，由平衡条件得F浮＝ρ水gV排＝mg，解得ρ水V排＝m；当电梯匀加速上升时，木块仍受到浮力、重力作用，设此时木块排开水的体积为V排′，由牛顿第二定律得F浮′－mg＝ma，又由于F浮′＝ρ水(g＋a)V排′，所以ρ水V排′＝m，可知V排′＝V排，即电梯加速上升时木块相对于水面的位置不变，C正确。 6．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长量，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(　　) A．＋mg B．－mg C．＋mg D．－mg A　解析：设高空作业人员自由下落h时的速度为v，则v2＝2gh，得v＝，设安全带对人的平均作用力为F，由牛顿第二定律得F－mg＝ma，又v＝at解得F＝＋mg，A正确。 7.(2023·浙江杭州高一联考)学生在校期间经常遇到搬书的情况，如图所示，小明水平托着书，沿水平方向加速前进过程中手与书、书与书之间都无相对运动。由于书的材质不同，书与书之间动摩擦因数不同，介于0.2和0.4之间，且最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．手给书的力水平向前 B．运动的最大加速度为4 m/s2 C．把动摩擦因数比较大的书本放在上层更不容易有相对滑动 D．质量相同的两本书，无论哪本在上，两书所受摩擦力等大 D　解析：同学沿水平方向加速运动时，手给书的力是水平方向的摩擦力和竖直方向的弹力的合力，其合力方向是斜向上，不是水平方向，A错误；当动摩擦因数为0.2时，两本书之间恰好要产生相对滑动时，同学运动的最大加