第四章 5 牛顿运动定律的应用-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，人教版）

5　牛顿运动定律的应用 一、单项选择题:本题共6小题。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.用30 N的水平外力F,拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体,力F作用3 s后消失。则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是(　C　) A.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2 B.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2 C.v=4.5 m/s,a=0 D.v=7.5 m/s,a=0 解析:力F作用下,物体的加速度a== m/s2=1.5 m/s2,3 s 末的速度v=at=4.5 m/s,3 s后撤去拉力后,物体在光滑水平面上所受合力为零,加速度a=0,速度保持不变,物体做匀速直线运动,故C正确。 2.如图所示,有一光滑斜面倾角为θ,放在水平面上,用固定在斜面上的竖直挡板A与斜面夹住一个光滑球,球质量为m。若要使球对竖直挡板无压力,球连同斜面应一起(　B　) A.水平向右加速,加速度a=gtan θ B.水平向左加速,加速度a=gtan θ C.水平向右减速,加速度a=gsin θ D.水平向左减速,加速度a=gsin θ 解析:球对竖直挡板无压力时,受力如图所示,重力mg和斜面支持力FN的合力方向水平向左,F=mgtan θ=ma,解得a=gtan θ,因此斜面应向左加速或者向右减速,故选B。 3.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的划痕。在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取10 m/s2,则汽车刹车前的速度大小为(　B　) A.7 m/s B.14 m/s C.10 m/s D.20 m/s 解析:设汽车刹车后滑动过程中的加速度大小为a,由牛顿第二定律得μmg=ma,解得a=μg。由匀变速直线运动的速度位移关系式得=2ax,可得汽车刹车前的速度大小为v0=== m/s=14 m/s,因此B正确。 4.一物块以某一初速度从倾角θ=37°的固定斜面底端上滑,到达最大高度处后又返回斜面底端,已知物块下滑时间是上滑时间的2倍,g取10 m/s2,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。则物块与斜面间的动摩擦因数为(　C　) A.0.24 B.0.36 C.0.45 D.0.6 解析:物块沿斜面上滑时,加速度为a1== gsin 37°+μgcos 37°,位移x=a1t2,下滑时加速度为a2= =gsin 37°-μgcos 37°,位移为x=a2·4t2=2a2t2,联立可得μ=0.45。故A、B、D错误,C正确。 5.如图所示,一条足够长且不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮,绳的右端与一质量为12 kg的重物相连,重物静止于地面上,左侧有一质量为10 kg的猴子,从绳子的另一端沿绳子以大小为5 m/s2的加速度竖直向上爬,g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　C　) A.绳上的拉力大小为50 N B.重物不会离开地面 C.2 s末重物上升的高度为5 m D.重物的加速度大小为3.2 m/s2 解析:对猴子受力分析,受到重力和绳子的拉力,根据牛顿第二定律可得F-mg=ma′,解得F=ma′+mg=10×(5+10)N=150 N,故A错误;对重物受力分析可知,绳子对重物的拉力150 N大于重物所受重力120 N,所以重物要离开地面,故B错误;对重物由牛顿第二定律可得F-Mg=Ma,解得a== m/s2=2.5 m/s2,故D错误;2 s末重物上升的高度h=at2=×2.5×22 m=5 m,故C正确。 6.在设计游乐场中“激流勇进”的倾斜滑道时,小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为由静止开始的无摩擦滑动,已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L是一定的,而高度可以调节,则(　C　) A.滑道倾角越大,划艇下滑时间越短 B.划艇下滑时间与倾角无关 C.划艇下滑的最短时间为2 D.划艇下滑的最短时间为 解析:设滑道的倾角为θ,则滑道的长度为x=,由牛顿第二定律知划艇下滑的加速度为a=gsin θ,由位移公式得x=at2;联立解得t=2,可知下滑时间与倾角有关,当θ=45°时,下滑的时间最短,最短时间为2,故选C。 二、多项选择题:本题共4小题。每小题有多个选项符合题目要求。 7.已知雨滴下落时受到的空气阻力与速度大小成正比,若雨滴从空中由静止下落,下落过程中所受重力保持不变,下落过程中加速度用a表示,速度用v表示,下落距离用s表示,落地前雨滴已做匀速运动,下列图像中可以定性反映雨滴运动情况的是(　BC　) 解析:当雨滴刚开始下落时,阻力F阻较小,远小于雨滴受到的重力G,即F阻<G,故雨滴做加速运动;由于雨滴下落时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,根据牛顿第二定律知,加速度逐渐