(教参)高效作业23 [5 牛顿运动定律的应用]-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

高效作业23 [5　牛顿运动定律的应用] (见学生用书P165) [A级　新教材落实与巩固] 1．主动刹车功能是指车辆遇到突发危险情况时具有自主减速的能力。汽车正以10 m/s的速度匀速行驶，突然正前方有一行人横穿马路，人的速度为2 m/s，汽车立即启动刹车系统，开始匀减速运动，滑行了10 m停下，质量为80 kg的司机在刹车过程中受到的合力的大小为(　B　) A．800 N　　　　　　B．400 N C．384 N D．40 N 【解析】 由速度与位移关系可得v2＝2ax，代入数据解得汽车加速度大小为a＝5 m/s2，由牛顿第二定律可得，司机在刹车过程中受到的合力的大小为F＝ma＝400 N，故选B。 2．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，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是(　D　) 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．木炭包与传送带间的动摩擦因数越大，径迹的长度越短 【解析】 刚放上木炭包时，木炭包的速度小，传送带的速度大，木炭包相对传送带向后(左)滑动，所以黑色的径迹出现在木炭包的右侧，选项A错误；设木炭包与传送带间的动摩擦因数为μ，木炭包与传送带共速所用时间t＝，此时木炭包的位移x1＝t＝，传送带运动的位移x2＝vt＝，径迹长度L＝x2－x1＝，由此可知，选项D正确，B、C错误。 3．传送带是现代生产生活中一个必不可少的运输工具，图甲所示是某加工车间的传送带实物照片，其结构简图如图乙所示。其中下面的传动轮与电动机相连，可以通过调节电机的电压调速器来调节皮带的运输速度，进行适当的改装后可以调节调速器实现皮带在短时间内的加速或减速运动，也可以调节皮带的加速度。假设传送带倾角为θ，在传送带上方放上物体A，现调节开关使传送带沿逆时针方向以加速度a 加速转动，运动中发现物体A与传送带相对静止。设重力加速度为g。则下列说法正确的是(　B　) A．只有a>g sin θ时，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 B．只有a<g sin θ时，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 C．只有a＝g sin θ时，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用 D．无论a 为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用 【解析】 当物体A不受传送带的摩擦力的时候，对物体受力分析可知，此时物体的加速度的大小为g sin θ。当传送带的加速度a＞g sin θ时，物体有相对传送带向上滑动的趋势，所以物体A将受到沿传送带向下的静摩擦力作用，A错误；当传送带的加速度a＜g sin θ 时，物体有相对传送带向下滑动的趋势，所以物体A将受到沿传送带向上的静摩擦力作用，B正确；当传送带的加速度a＝g sin θ 时，物体的加速度和传送带的加速度相同，此时物体和传送带一起运动，没有相对运动的趋势，此时物体A不受摩擦力作用，C错误；由前面的分析可知，D错误。 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(　B　) A．30° B．45° C．60° D．75° 【解析】 设屋檐的底边长为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，雨滴只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力FN，垂直于屋顶面方向有FN＝mg cos θ，平行于屋顶面方向有ma＝mg sin θ，雨滴的加速度a＝g sin θ，根据几何关系判断，屋顶的坡面长度为s＝，由s＝at2得t＝ ＝ ，当θ＝45°时，t最短，故B正确。 5．2023·江山中学高一某新能源汽车上市前，邀请客户在水平长直道路上试驾。某位客户与汽车的总质量为m＝1 500 kg。如图所示，试驾道路上有多个长度均为50 m的减速区和加速区间隔分布。减速区的阻力恒为加速区阻力的2倍，加速区阻力恒定，客户开启智能驾驶功能，保持汽车牵引力恒定，使汽车做直线运动。汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入减速区时速度均为12.5 m/s，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为5 s，求： (1)汽车在加速区的平均速度大小。 (2)汽车在减速区和加速区的加速度大小之比。 (3)汽车的牵引力大小。 【答案】 (1)10 m/s　(2)1∶1　(3)4 500 N 【解析】 (1)根据 ＝可知，汽车在加速区的平均速度 ＝＝10 m/s。 (2)设每次进入减速区时的速度为v1，离开减速区时的速度为v2，根据对称性可知，每次进入加速区时的速度也为v2，离开加速区时的速度为v1，在减速区内的加速度大小为a1，在加速区内的加速度大小为a2， 根据v＝