课时作业(19) 牛顿运动定律的应用（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

课时作业(19)　牛顿运动定律的应用 1.如图所示，水平地面上一物体以5 m/s的初速度向右滑行，若物体与地面间的动摩擦因数为0.25，取g＝10 m/s2，则物体在3 s内的位移大小为(　　) A．0.5 m　　　B．2.5 m　　　C．3.75 m　　　D．5 m D　[根据牛顿第二定律得μmg＝ma，解得a＝μg＝2.5 m/s2.物体匀减速运动的时间t＝＝ s＝2 s，即物体滑行2 s后停止运动，物体在3 s内的位移大小为s＝t＝×2 m＝5 m．] 2．假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力大小与汽车所受的重力大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为(g＝10 m/s2)(　　) A．40 m B．20 m C．10 m D．5 m B　[由牛顿第二定律得a＝＝＝g＝10 m/s2，由v＝2as得汽车滑动的距离s＝＝ m＝20 m．] 3．(多选)有一种游戏，游戏者手持乒乓球拍托球移动，距离大者获胜．若某人在游戏中沿水平面做匀加速直线运动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ，如图所示．设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则(　　) A．运动员的加速度大小为g tan θ B．球拍对球的作用力大小为mg C．球拍对球的作用力大小为mg cos θ D．运动员对球拍的作用力大小为 AD　[球和运动员具有相同的加速度，对小球受力分析，如图甲所示： 则小球所受的合力为mg tan θ，根据牛顿第二定律得a＝＝g tan θ，故A正确；根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力FN＝，故B、C错误；对球拍和球整体分析，整体的合力为(M＋m)a，如图乙所示，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力F＝，故D正确．] 4．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滑动痕迹．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为(　　) A．7 m/s B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s B　[设汽车刹车后滑动时的加速度为a，由牛顿第二定律得：－μmg＝ma，解得：a＝－μg.由匀变速直线运动速度—位移关系式得0－v＝2as，可得汽车刹车前的速度为：v0＝＝＝m/s＝14 m/s.] 5．甲、乙两球从同一高度同时由静止释放，下落时受到的空气阻力F与球的速率v成正比，即F＝－kv(k>0)，且两球的比例常数k相等，如图所示为下落时两球的v­t图像．若甲球与乙球的质量分别为m1与m2，则(　　) A．m2>m1，且甲球先抵达地面 B．m2>m1，且乙球先抵达地面 C．m2<m1，且甲球先抵达地面 D．m2<m1，且乙球先抵达地面 B　[由图像知甲乙两球匀速运动的速度关系：v乙＞v甲 由平衡得：mg＝kv，联立得：m2＞m1 ；故两者位移相等时，即图线与时间轴围成的面积相等，知球乙的运动时间短，知球乙先抵达地面．] 6．纳米技术(1纳米＝10－9 m)是在纳米尺度(10－9 m～10－7 m)范围内通过直接操纵分子、原子或分子团使其重新排列从而形成新物质的技术．用纳米材料研制出一种新型涂料喷涂在船体上能使船体在水中航行形成空气膜，从而使水的阻力减小一半．设一货轮的牵引力不变，喷涂纳米材料后航行加速度比原来大了一倍，则牵引力与喷涂纳米材料后的阻力f之间大小关系是(　　) A．F＝f B．F＝f C．F＝2f D．F＝3f D　[喷涂纳米材料前，由牛顿第二定律，则有F－2f＝ma，喷涂纳米材料后，则有F－f＝m·2a，联立两式解得：F＝3f.] 7．如图所示，在地面上固定的两根竖直杆a、b之间搭建两个斜面1、2，已知斜面1与a杆的夹角为60°，斜面2与a杆的夹角为 30°.现将一小物块先后从斜面1、2的顶端(a杆处)由静止释放，两次到达斜面底端(b杆处)所用时间相等，若小物块与斜面1、2之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，则等于(　　) A． B． C． D． D　[令a、b之间的水平距离为L，当物体从斜面1运动时： ＝t2 物体在斜面2上运动时： 2L＝t2 联立解得： ＝ 故D正确，A、B、C错误．] 8．(2020·北京东城区高一期末)一物体从空中由静止释放做匀加速运动，在t＝2 s的时间内下落了h＝18 m，已知物体的质量为4 kg，g取10 m/s2，求： (1)物体加速度的大小； (2)物体受到的空气阻力的大小． 解析　(1)物体下落时间t＝2 s时(物体未着地)下落高度h＝at2 代入数据解得a＝9 m/s2. (2)物体受重力和阻力，根据牛顿第二定律，有 mg－f＝ma 解得f＝4 N. 答案　(1)9 m/s2　(2)4 N 9．某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上拋过程中受到的空气阻力．将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上拋出，用频闪照相机记录了全过程，图甲和图乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片，O是运动的最高点．设小球所受阻力大小不变，则小球受到的阻力大小约为(　　) A．mg B．mg C．mg D．mg C　[设每块砖的厚度是d， 向上运动时：9d－3d＝aT2 ① 向下运动时：3d－d＝a′T2 ② 联立①②得＝ ③ 根据牛顿第二定律，向上运动时：mg＋f＝ma ④ 向下运动时：mg－f＝ma′ ⑤ 联立③④⑤得f＝mg.] 10．为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1＜s0)处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示．训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗．训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处．假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求： (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数； (2)满足训练要求的运动员的最小加速度． 解析　(1)设冰球与冰面间的动摩擦因数为μ，则冰球在冰面上滑行的加速度a1＝μg① 由速度与位移的关系知－2a1 s0＝v－v ② 联立①②得μ＝＝. ③ (2)设冰球运动的时间为t，则t＝ ④ 又s1＝at2⑤ 由③④⑤得a＝. 答案　(1) 　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $$