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“四翼”检测评价(十九) 牛顿运动定律的应用
组—重基础·体现综合
1.在某电影中,蜘蛛侠利用蜘蛛丝粘住墙体产生的阻力,来拯救一列质量为1×106 kg的速度为360 km/h飞驰的失去制动性能的列车,使列车在其正前方400米断轨处刚好停止。若铁轨和空气的阻力为车重的0.25倍,列车的运动可视为匀减速直线运动,则蜘蛛丝对列车产生的平均阻力约为( )
A.1×105 N B.1×106 N
C.1×107 N D.1×108 N
解析:选C 根据运动学公式v2-v02=-2as可得加速度的大小为a=12.5 m/s2,根据牛顿第二定律则有kmg+F阻=ma,解得蜘蛛丝对列车产生的平均阻力约为F阻=1×107 N,故C正确,A、B、D错误。
2.质量为1 kg的物体,受水平恒力F作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在t s内的位移为s m,则F的大小为( )
A. N B. N
C. N D. N
解析:选A 由s=at2得a= m/s2,对物体由牛顿第二定律得F=ma=1× N= N,故A正确。
3.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
A.方向向左,逐渐减小
B.方向向左,大小不变
C.方向向右,大小不变
D.方向向右,逐渐减小
解析:选B 由题意知,B的加速度方向向左,大小为定值,水平方向上B仅受A的摩擦力,由牛顿第二定律可知B受到的摩擦力方向向左,大小不变,B正确。
4.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:选C 根据牛顿第二定律可得μmg=ma,所以滑行中的加速度大小为: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=2as可得==,C正确,D错误。
5.(多选)如图所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上做匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10 m/s2。关于热气球,下列说法正确的是( )
A.所受浮力大小为4 830 N
B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s
D.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N
解析:选AD 热气球从地面刚开始竖直上升时v=0,空气阻力f=0。由F浮-mg=ma,得F浮=m(g+a)=4 830 N,A正确;最终热气球匀速上升,说明热气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大,B错误;热气球做加速度减小的加速运动,故加速到5 m/s的时间大于10 s,C错误;匀速上升时F浮-mg-f′=0,计算得f′=230 N,D正确。
6.如图所示,一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑轨道到达C1、C2、C3,则( )
A.物体到达C1时的速度最大
B.物体在三条轨道上的运动时间相同
C.物体到达C3的时间最短
D.物体在AC3上运动的加速度最小
解析:选C 在沿轨道方向上,根据牛顿第二定律得,物体运动的加速度a= =gsin θ,轨道倾角越大,加速度越大,所以在AC3上运动的加速度最大;设轨道的高度为h,根据几何知识可得,物体发生的位移为s=,物体的初速度为0,所以由s=at2,解得t= =,倾角越大,时间越短,物体到达C3的时间最短;根据v2=2as得,v=,知到达C1、C2、C3的速度大小相等,故C正确。
7.(2022·中山高一检测)如图所示,一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端,木炭包将会在传送带上留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是( )
A.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧
B.木炭包的质量越大,径迹的长度越短
C.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短
D.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短
解析:选D 木炭包相对于传送带向左运动,因此径迹在木炭包右侧,A错误;设木炭包与传送带之间的动摩擦因数为μ,传送带的速度为v,则木炭包与传送带共速所用时间t=,木炭包运动的位移s1=t=,传送带运动的位移s2=vt=,径迹长L=s2-s1=,由此可知D正确,B、C错误。
8.(多选)如图所示,质量m=20 kg的物块,在与水平方向夹角成θ=37°的拉力F=100 N的作用下,一直沿足够长的水平面做匀加速直线运动,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos