假期作业(14)牛顿运动定律的应用-【百汇大课堂·寒假作业】2024-2025学年高一物理假期作业

假期作业 假期作业（十四）牛顿运动定律的应用 ·知识要点 2.如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶 端由静止自由滑下.下滑位移x时的速度为 1.从受力确定运动情况：如果已知物体的受力 v,其xv2图像如图乙所示，取g=10ms2, 情况，可以由 求出物体的加速 则斜面倾角0为 度，再通过 确定物体的运动 情况. 2.从运动情况确定受力：如果已知物体的运动 情况，根据 求出物体的加速度， 10m2x-9 结合受力分析，再根据 求 出力. A.30 B.45 3.超重和失重 C.60° D.75 (1)超重 3.质量为m的金属块，当初速度为时，在水 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物 平面上滑行的最大距离为、.如果将金属块 的拉力) 物体所受重力的现象。 质量增加到2m,初速度增大到2v,在同一 ②产生条件：物体具有 的加速度， 水平面上该金属块最多能滑行的距离为 (2)失重 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物 A.s B.2s 的拉力) 物体所受重力的现象。 C.4s D.8s ②产生条件：物体具有 的加速度。 4.如图，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速 (3)完全失重 运动，质量为的物体A相对斜面静止，则 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物 斜面运动的加速度为 ( 的拉力)等于 的状态. ②产生条件：a= ,且方向 60 ·素养测评 A.gsin a B.gcos a C.gtan a D.gcot a 1.一质量为2kg的物体，在竖直向上的拉力F 5.如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为 作用下由静止开始向上做匀加速直线运动， m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平 第2s内的位移为3m,已知重力加速度g= 桌面上，两球间的距离等于绳长L.一大小 10m/s2,不计空气阻力，则拉力F大小为 为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与 A.2N B.4N 两球连线垂直.当两球运动至二者相距L C.12 N D.24N 时，它们加速度的大小均为 () 41 有太礼军商一寒假·物理 8.(多选)“儿童蹦极”是近 期兴起的一项游戏项 [此晰裂 目.为保证儿童在游戏 过程中的安全，需在腰间左、右两侧拴与悬 A积 B.26 5m 点等高、完全相同的两根橡皮绳.质量为m c盟 3F D.10m 的小朋友如图所示静止悬挂时，两橡皮绳与 6.(多选)地面上有一个质量为m的物体，用力 水平方向的夹角均为30°，则 F竖直向上提它，力F的变化将引起物体加 A.每根橡皮绳上的拉力为2mg 速度的变化.已知物体的加速度a随力F变 B.若将悬点间距离变小，则每根橡皮绳所受 化的函数图像如图所示，则 拉力将变大 C.若此时左侧橡皮绳在腰间突然断裂，则小 朋友此时刻加速度a=g D.若将橡皮绳换成不可伸长的轻绳，则左侧 A.当F小于F。时，物体的重力mg大于作 轻绳在腰间突然断裂时，小朋友此时刻 用力F 的加速度a=g B.当F=F。时，作用力F与重力g大小 相等 9.在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿 C.物体向上运动的加速度与作用力F成 第二定律测量物体质量的实验.受此启发，某 正比 同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传 D.A'的绝对值等于该地的重力加速度g的 感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量 大小 物体质量的实验，如图甲所示.主要步骤 7.(多选)一台式弹簧秤放在运动中的电梯中， 如下： 载物台上放1kg的物体时，弹簧秤的示数 ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上， 如图所示，则电梯的运动状态可能是() 加速度传感器固定在滑块上： ②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨： 力传感器 加速度传感器 -6662C066w0w006066 滑块 气垫导轨连气源 40 60 图甲 ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块， A.电梯加速上升 弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到 B.电梯减速上升 C.电梯加速下降 O点的距离为5.00cm,拉动滑块使其左端处 D.电梯减速下降 于A点，由静止释放并开始计时： 42 假期作业 举为 ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力 (1)铁块在斜面上下滑时受到合力的大小是 F、加速度α随时间t变化的图像，部分图像 多少？ 如图乙所示。 N 0.610----=- 00102s 1a/(ms2) 3.(08k------ 00.102/s 图乙 /代山·s-2) 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 FIN 00.100.200300.400.500.600.70 图内 回答以下问题（结果均保留两位有效数字）： (2)放手后开始计时，铁块在斜面上下滑3s (1)弹簧的劲度系数为 N/m. 的时间内铁块的位移大小是多少？ (2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的 数据，画出cF图像如图丙中I所示，由此可 得滑块与加速度传感器的总质量为 kg. (3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述 实验步骤，在图丙中画出新的：F图像Ⅱ，则 待测物体的质量为 kg. 10.如图所示，把质量为5kg的铁块放在倾角为 0=37°的静止斜面上，铁块与斜面间的动摩 擦因数4=0.625，放手后开始计时，铁块能 自动沿斜面由静止下滑.（重力加速度为g 10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8) 43 有女代商一寒假·物理 11.静止在水平地面上的木块，质量为m= 12.如图所示，质量为2kg的物体在40N水平 10kg,受水平恒力F作用一段时间后撤去 推力作用下，从静止开始1s内沿竖直墙壁 该恒力，物体运动的速度一时间图像如图所 下滑3m.求：（取g=10m/s2) 示，求： 2 46 8 (1)F的大小： (1)物体运动的加速度大小： (2)木块与地面间的动摩擦因数4. (2)物体受到的摩擦力大小： (3)物体与墙壁间的动摩擦因数。 -44假期作业子方 由胡克定律可知：F=k(L一L。), 2as,第二种情况有0一(2o)2=2as'.解得s=4s,故 解得L=15cm. 选C.] (3)轻绳剪断瞬间弹簧弹力不能突变，由三力平衡可知： 4.C[物体随斜面一起沿水平方向运 重力与弹簧弹力合力大小即为F,则由牛顿第二定律F 动，则加速度一定在水平方向，对物体 =ma可得： A进行受力分析如图.物体A受到重 a=7.5m.‘s2,方向水平向右. 力和斜面垂直向上的支持力，两者合 答案(1)0.4kg(2)15cm 力提供加速度，而加速度在水平方向， (3)7.5m’s2,方向水平向右 所以加速度方向一定水平向右，根据 12.解析对环进行受力分析得，环受重力、 图像可知：竖直方向为Fwcos a=mg 拉力、弹力和摩擦力.令Fsin53°=mg, 3到 水平方向为FNsin a=ma,所以a= 得F=1.25N,此时环不受摩擦力的 gtan a,故C正确，A,B、D错误.] 作用. 当F<1.25N时，杆对环的弹力F、竖直向上，由牛顿第 5A[当两球运动至二者相距华时，二者连线与轻绳之同 二定律可得： 夹角的余弦值cos0=0.6.设此时轻绳中拉力大小为F1, Fcos 0-uFN=ma. 对轻绳的中点受力分析得F一2F1sin0=m侧a,又轻绳质 Fv+Fsin0=mg得F=1N. 量近仅为0，督得-，对质量为m的小球：由车顿第 当F>1.25N时，杆对环的弹力FN'竖 直向下，由牛顿第二定律可得： 二定徐有E,=m,解得a熙走项A正角】 Fcos 0-uF'=ma. 6.ABD[当F小于F。时，物体未离开地面，受拉力、重力 Fsin0=mg十FN'得F=9N. 和支持力，根据平衡条件，有V十F=mg,故重力大于拉 则F的大小可能值为1N和9N. 力，故A正确：物体加速向上，当拉力大于重力时，根据牛 答案1N和9N 顿第二定锋，有F-mg=ma,解待a-月-g…①，当 假期作业（十四）牛顿运动定律的应用 F=F。时，加速度为零，故F。=mg,故B正确；由图像，加 知识要点 速度与力是线性关系，不是正比关系，故C错误；由①式， 1.牛顿第二定律运动学的规律2.运动学规律牛顿第 当拉力为零时，加速度为一g,A'的绝对值等于该地的重 二定律3.(1)①大于②向上(2)①小于②向下 力加速度g的大小，故D正确.] (3)①零②g竖直向下 7.AD[由G=mg可知，1kg物体在静止时其重力是 素养测评 9.8N,当电梯运动时，根据牛顿第二定律有F一G=ma, 因为弹簧秤的示数大于物体重力，所以物体的加速度的方 1.D[极器位移一时间公式=了42得。 向竖直向上，则电梯的运动状态是加速上升或者减速下 第2s内的位移：g-2al2-之al12-号×a×2- 降，A、D正确，B、C错误.] 2 8.CD[小朋友的受力情况如右 a×12=3m 图所示. 解得物体的加速度为：a=2ms2, 小朋友受重力和两个拉力而平 根据牛顿第二定律得：F一mg=ma, 衡，根据平衡条件，有2Tsin30 此断裂 解得：F=mg十ma=(20+2×2)N=24N. =mg,解得T=ng,故A错误： 故A、B、C错误：D正确.] 设两像皮绳与水平方向的夹角 2.A[由匀变速直线运动的速度一位移公式可得：2= 均为日，根据共点力平衡条件得 2a,整理得：=2，由x2围像可知小物共的加速度 2Tsin0=mg,当悬点间的距离变小，则0变大，sin0变 大，可知悬绳的拉力将变小，故B错误：当左侧橡皮绳断 a=5mfs2,根据牛顿第二定律得，小物块的加速度a= 裂，断裂的瞬间，右侧弹性绳的拉力不变，则重力和右侧绳 n0都得：m0=号-高-子，解得，0-30放A正骑 拉力的合力与左恻绳初始时拉力大小相等，方向相反，根 B、C、D错误.] 据平行四边形定则知，则合力大小为加g,加速度为g,放 3.C[根据牛顿第二定律可知加速度为a=ms=g与 C正确：由于是两根轻绳，当断裂时，绳子的力立刻消失， 则小朋友的加速度a=g,故D正确.] 质量无关，放加速度与质量无关，所以两次情况下加速度 9.解析(1)初始时弹簧的伸长量为5.00cm,结合图乙可 没有变化.根据运动学公式得，第一种情况有0一”= 读出弹黄弹力为0.610N,由F=kx可得弹黄的劲度系数 71 有太代高一寒假·物理 k≈12N/m.(2)根据牛顿第二定律F-ma,结合图丙可得 重力，加速度均为重力加速度g,故B错误：4图像与时 :F图线斜率的倒数表示滑块与加速度传感器的质量，代 间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，0一2时 入数据得m=0.20kg:(3)同理图像斜率的剑数名=m十 间内，乙球下降的高度较大，而2时刻两球第二次相遇， 所以乙球释放的位置高，故C正确：在山~2时间内，甲 m减，得m渊=0.13kg, 球下落的高度较大，而2时刻两球第二次相遇，所以两球 答案(1)12(2)0.20(3)0.13 第一次相遇的时刻在1时刻之前，故D错误.门 10.解析(1)铁块受到的重力为 3.D[4~8s,救去推力，冰壶在水平方向只受到摩擦力，有 G=mg=50 N. umg=ia,结合图像，其斜率表示加速度，即a 铁块在垂直斜面方向上受力平衡，有： 0.5ms2,代入解得H=0.05,2~4s,有F-mg=a', F×=mgc0s0, 结合图像，加速度为a'=1m/s2,代入解得m=2kg,故 铁块在平行斜面方向上受到合力F,则有： 选D.] F=mgsin 0-umgcos 0. 因为铁块与斜面间为滑动摩擦力，有： 4.D[由匀变滤直线运动位移公式x=a,代入图中数 F=uFN. 据解得a=2ms2,A错误；根据运动学公式M=at,l= 由以上三式得：F=5N. 0.5s代入方程解得U,=1m/s,B错误；0一0.5s时问内， (2)设铁块在斜面上的加速度为a,由牛顿第二定律有 F=ma, 物体平均速度=兰-没需ms=Q,5ms,C错误：由车顿 解得：a=1ms2, 第二定律有mgsin30°一mgcos30°=ma,解得动摩泰因数 铁块在3s内的位移为：=之ar2=4.5m 4=9D正确.] 答案(1)5N(2)4.5m 5.B[初始时刻物体静止在弹黄上面，弹簧的弹力与重力 11.解析匀加速直线运动的加速度 平衡，所以由图可知当x=0时，根据牛顿第二定律有2 a1-智-专m=2m ma,此后物体匀加速上升，由图可知当x=4cm时，弹簧 匀减速直线运动的加速度 恢复原长，物块与弹簧分离，此时有12一mg=ma,联立解 得m=1kg,a=2m/s2,故A错误，B正确：初始状态弹簧 a:-8-g号m2=-1m1g, 的弹力与重力平衡，结合图像和前面的分析有mg=k· 匀加速直线运动阶段，根据牛顿第二定律得， △，可得=贸竖-=Na=250Nm,放C售误：物 F-ng=ma1· 匀减速直线运动阶段，根据牛頓第二定律得， 体做匀加速直线运动，根据=2a·△r,代入数据可知分 离时的速度为=0,4ms:故D错误.门 -umg=ma2, 联立解得：F=30N,=0.1. 6.AC[由图乙可知，在0~1s内，物体做匀加速直线运动， 答案(1)30N(2)0.1 物体的加速度大小a-2m、二0-2m/s',放A正确：由 15 12.解析（1)物体在1s内由静止下滑3m,则由x=a 图乙可知，物体的运动方向一直不变，始终向右，故B错 可求加速度a=6m's2. 误：1=3s时，物体与出发点间的距离x=1sX2m+ 2 2)报据车颜第三定常a-FnBa=6m,所以F, 2m/sX1s十1sX?ms=4m,救C正确：在01s内， 8N. 物体做匀加速直线运动，推力F大于阻力，在1s~2s内 (3)根据摩擦力公式F=F可知4=0.2. 物体做匀速直线运动，推力大小等于阻力，推力F大小变 答案(1)6m/s2(2)8N(3)0.2 化，故D错误.] 假期作业（十五）牛顿运动定律与图像的结合 7.BC[物体的受力如图所示，在7N时运 动状态发生变化，由牛顿第二定律得F一 1.B[由F=m加得a=片，由数学知识及瓶图可知滑块乙 F,=ma,代入图乙中的数据F1=7N和 的质量大.] F2=14N及对应的加速度a1=0.5m/s2 2.AC[两球稳定时均做匀速直线运动，则有k=mg,得m 和a2=4m's2,解得m=2kg,Fr=6N,A错误，B正确：又 -包，则有他-功，由图可知<2，则m1<m2,故A正 由F,=uFv=ng,则=0.3，C正确，D错误.] g 加2型 8.ACD[由甲、乙两图可知，当t=1s时，物体才开始具有 确：两球释放瞬间)=0，此时空气阻力「=0，两球均只受 加速度，可知地面对物体的最大静摩擦力∫=2N,故B错 72