4.5 牛顿运动定律的应用 分层作业 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
|
2份
|
21页
|
6人阅读
|
0人下载
内容正文:
第四章 5. 牛顿运动定律的应用 · 分层作业
高一上学期物理人教版必修第一册 第四章 运动和力的关系 · 解析版
知识点范围 1.已知受力求运动 2.已知运动求受力 3.力随时间变化与图像 4.斜面与竖直方向的多过程
班级____________ 姓名____________ 学号____________ 得分____________
全卷共 21 题 练基础 8 题 保提高 8 题 冲高考 5 题 建议用时 60 分钟
目录
【练基础】 1
【保提高】 5
【冲高考】 10
【练基础】
先把两类基本问题走顺:由力求加速度,由加速度求运动;反过来由运动求加速度,再回头求力。
一、由受力求加速度
1.(单选)平直路面上质量的手推车在受到的水平推力时,从静止开始做加速度为的匀加速直线运动,6s后撤掉推力。若手推车受到的阻力保持不变,则撤掉推力后手推车运动的最大位移大小为( )
A.3m B.6m C.9m D.12m
【答案】A
【详解】对有推力时的匀加速过程,根据牛顿第二定律
代入得:
6s末速度
撤掉推力后,手推车仅受阻力做匀减速直线运动,减速加速度大小
当速度减为0时位移最大。由匀变速运动公式
解得 故选A。
2.(单选)如图所示,质量为的物体在与水平方向成的拉力的作用下,在动摩擦因数为的水平面上由静止开始运动,求(,,)( )
A.支持力大小为10N
B.物体的加速度为6m/s2
C.末物体的位移大小为14.4m;
D.后撤去物体还能运动20.73m
【答案】C
【详解】A.在竖直方向,根据平衡条件有
解得,故A错误;
B.在水平方向,根据牛顿第二定律有
又
联立解得,故B错误;
C.物体做匀加速直线运动,末物体的位移为,故C正确;
D.时,物体的速度大小为
撤去F,根据牛顿第二定律有
解得
根据
代入数据解得后撤去物体还能运动的距离为,故D错误。 故选C。
3.(单选)如图所示,冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。在某次比赛中,运动员将质量为18kg的冰壶以大小为8m/s的初速度投出,冰壶沿水平冰面做匀减速直线运动直至停止,若冰壶与冰面之间的动摩擦因数为0.04,忽略冰壶转动的影响,g取,下面说法正确的是( )
A.冰壶受到的摩擦力大小为0.72N B.冰壶的加速度大小为
C.冰壶运动10s后速度大小为2m/s D.冰壶运动30s内的位移大小为60m
【答案】B
【详解】A.摩擦力大小 ,A 错误;
B.由牛顿第二定律,得加速度,B 正确;
C.冰壶减速到停止的总时间,因此 10s 后速度, C 错误;
D.冰壶 20s 时已停止,30s 内的位移等于 20s 内的位移:,D 错误。 故选B。
二、由运动反求受力
4.(单选)在学校内,为了安全,在校道上行驶的机动车辆限速36km/h.一辆汽车在平直的校道匀速行驶,汽车紧急刹车后,抱死的车轮在水平地面上滑行直至汽车停止,在地面上留下的痕迹称为刹车痕迹.由刹车痕迹的长短可求汽车刹车前的速度.已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.40,测得刹车痕迹长8m,g取,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.该汽车超速
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律可得汽车刹车时加速度的大小为
根据
解得。
,所以该汽车不超速, 故选A。
5.(单选)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。如果一辆汽车在高速公路上行驶的速度为120km/h,通常人的反应时间为0.3~0.6s,湿沥青与混凝土路面和轮胎之间的动摩擦因数为0.3~0.4,则该路况下的安全距离约为( )
A.20m B.100m C.200m D.300m
【答案】C
【详解】为了确保安全,安全距离应基于最长反应时间和最小动摩擦因数,所以反应距离为
制动加速度为
制动距离为
所以安全距离 故选C。
6.(单选)如图所示,质量为1kg的物体以12m/s的初速度向右运动,同时受到一水平向左的力大小为4N。已知物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2,g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物体3s后的速度大小为( )
A.0 B.1m/s C.3m/s D.2m/s
【答案】D
【详解】根据牛顿第二定律可知
可得,方向与速度方向相反,
可知物体速度减为零的时间为
速度减为零后,因,物体再接着加速,加速度大小为
所以,物体3s后的速度大小为 故选D。
三、斜面与竖直方向
7.(单选)民航客机都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地面,如图所示。假设某型号的飞机舱口下沿距地面高度为3m,气囊所形成的斜面长度为6m,一个质量为60kg的人在气囊顶端由静止沿斜面滑下时,可视为匀加速直线运动,已知人沿气囊下滑时所受的阻力为120N,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.人沿气囊下滑过程中受重力、弹力和下滑力
B.人沿气囊下滑的时间为2s
C.人滑至气囊底端时的速度大小为8m/s
D.人沿气囊下滑过程中的加速度大小为5m/s2
【答案】B
【详解】A.对人进行受力分析,人受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力(弹力)和沿斜面向上的阻力,故A错误;
D.设斜面的倾角为,由题意可知
根据牛顿第二定律
解得加速度,故D错误;
B.人从静止开始做匀加速直线运动,根据位移时间公式
可得下滑时间,故B正确;
C.人滑至气囊底端时的速度大小为,故C错误; 故选B。
8.(单选)雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
B.速度一直保持不变
C.速度不断增大,加速度最大时,速度最大
D.速度的变化率越来越小,最后匀速
【答案】D
【详解】A.雨滴加速度方向与速度方向相同,速度应不断增大,加速度为零时速度最大,故A错误;
B.雨滴初始加速度不为零,速度在增大,直到加速度为零后才匀速,故B错误;
C.加速度最大时(初始时刻,阻力最小),速度最小(为零);速度最大时是加速度为零时,故C错误;
D.速度的变化率即加速度,其值逐渐减小到零,最终匀速运动,故D正确。 故选D。
【保提高】
这一组要自己判断该读图还是该列式,题目不再提示用哪条路。
四、力随时间变化与图像
9.(单选)物块静止在粗糙的水平面上,从某时刻开始给物块施加一不断增大的水平拉力F,物块的加速度a随拉力F变化的图像如图所示。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.物块的质量为2kg
B.物块与水平面间的动摩擦因数为0.1
C.物块与水平面间的最大静摩擦力大小为1.5N
D.当F=3.5N时,物块的加速度大小为
【答案】D
【详解】A.物块滑动后,水平方向受到拉力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律有
由图像可知,当时,当时,分别有,
两式相减解得
代入数据解得,故A错误;
B.由可得动摩擦因数的表达式为
代入数据解得,故B错误;
C.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则
代入数据解得,故C错误;
D.当时,根据牛顿第二定律有
解得
代入数据解得,故D正确。 故选D。
10.(单选)水平地面上质量为1kg的物块受到方向相反的水平拉力、的作用,、随时间的变化如图所示,已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动,取,则0~6s内物块位移的大小为( )
A.8m B.10m C.12m D.16m
【答案】C
【详解】前2s内,物块以4m/s的速度做匀速直线运动,说明物体在前2s内合力为零,且运动方向与F1的方向相同,可得滑动摩擦力的大小
前2s内的位移
设2s后的加速度为,根据牛顿第二定律 ,解得
物块减速到零所用的时间 ,
故6s前已停止运动,2s后的位移
则0~6s内物块位移的大小为 故选C。
11.(多选)一个质量、初速度的物体沿着光滑水平地面向右运动,从时刻开始,物体受到一个如图所示的随时间变化的水平拉力的作用,设水平向右为拉力的正方向,取,则以下结论正确的是( )
A.内,物体的加速度大小为
B.末,物体的速度大小为
C.内,物体的位移为
D.内,物体的总位移为
【答案】BD
【详解】A.内,物体受水平向左的拉力作用,由牛顿第二定律可得
解得,故A错误;
B.内,物体做减速运动,末,物体的速度大小为,故B正确;
C.内,由匀变速运动规律可知物体的位移为,故C错误;
D.内,物体受水平向右的拉力作用做加速运动,由牛顿第二定律可得
解得
末,物体的速度大小为
内,由匀变速运动规律可知物体的位移为
内,物体的总位移为,故D正确。 故选BD。
五、斜面上的往返
12.(多选)同学们小时候都喜欢玩滑梯游戏。如图所示,已知斜面的倾角为θ,斜面长度为l,小孩与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,小孩可看成质点,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小孩下滑过程中对斜面的压力大小为
B.小孩下滑过程中的加速度大小为
C.到达斜面底端时小孩速度大小为
D.下滑过程小孩所受摩擦力的大小为
【答案】AD
【详解】A.在下滑过程中,竖直方向有小孩受到的支持力
根据牛顿第三定律小孩对斜面的压力大小为,故A正确;
D.下滑过程小孩受到的摩擦力大小,故D正确;
B.由牛顿第二定律得
故小孩下滑过程中的加速度大小,故B错误;
C.根据匀变速直线运动规律得
解得到达底端时的速度为,故C错误。 故选AD。
13.(多选)如图所示,质量m=2kg的木块在倾角θ=30°的固定斜面上恰好能沿斜面匀速下滑,斜面底端A 点到顶端B 点的长度l=15m,现对木块施加沿斜面向上、大小为F=30N的拉力,使其从A 点开始沿斜面向上运动,一段时间后撤去F,木块恰好能到达B点,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取重力加速度 则下列说法正确的是( )
A.木块与斜面之间的动摩擦因数为
B.施加拉力后木块的加速度大小为
C.撤去拉力后木块的加速度大小为
D.拉力F作用的时间为2s
【答案】ACD
【详解】A.木块匀速下滑时受力平衡,垂直斜面方向有
沿斜面方向有
又
解得,故A正确;
B.施加拉力后由牛顿第二定律得
解得,故B错误;
CD.撤去F后对木块有
解得
设F作用时间为t,则t时刻,木块速度
位移
力F撤去后,木块做匀减速直线运动,则
又
解得,故CD正确。 故选ACD。
六、多过程与追及
14.(多选)甲、乙两同学在平直乡村公路上骑自行车同向行驶,两人原来都以速度v=4 m/s匀速骑行,乙在前甲在后,两人相距s=50 m。某时刻乙同学停止用力,任自行车无动力滑行到停止,所受阻力恒为人和车总重力的0.02倍,g取10 m/s2。则下列说法正确的是( )
A.乙同学停止用力后的加速度大小为1 m/s2
B.乙同学停止用力后滑行的位移为40 m
C.甲同学追上乙同学所用的时间为12.5 s
D.甲同学追上乙同学所用的时间为22.5 s
【答案】BD
【详解】A.根据牛顿第二定律可得,乙同学停止用力后的加速度大小为,故A错误;
B.根据速度位移公式可得,乙同学停止用力后滑行的位移为,故B正确;
CD.乙同学从减速到停下的时间为
这段时间甲同学的位移为
此时两人之间的距离为
甲追上乙还需时间为
所以甲同学追上乙同学所用的时间为,故C错误,D正确; 故选BD。
15.如图甲所示,一可视为质点的小物块以初速度出发沿水平面向右运动,1s后滑上足够长倾角为的固定斜面,斜面底端与水平面平滑连接,小物块的部分速率—时间图像如图乙所示。已知小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数相等,重力加速度,,。求:
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)小物块在斜面上运动的总时长t。
【答案】(1)0.5
【详解】(1),小物块沿水平面向右匀减速运动,则有
由速率—时间图像可得,加速度大小为
解得
(2)小物块沿斜面向上匀减速运动,加速度大小为
运动时间为
小物块沿斜面向下匀加速运动,加速度大小为
由运动学公式有
小物块在斜面上运动的总时间为
将代入,联立解得
七、恒力作用下的逐问计算
16.质量的滑块静止在粗糙水平面上,滑块与水平面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,现给滑块施加一个大小为的恒力。
(1)若方向水平向右,求滑块的加速度大小及经时滑块的位移大小;
(2)要使滑块的加速度最大,求的方向及加速度的最大值。
【答案】(1)
【详解】(1)由牛顿第二定律得
解得滑块的加速度为
由得,滑块的位移
(2)设外力斜向上且与水平方向夹角为,滑块受到的支持力为,则在水平方向和竖直方向正交分解后,水平方向由牛顿第二定律得①
竖直方向受力平衡,有②
联立①②得,加速度
由数学知识得,加速度的最大值为
同理得,则力的方向斜向上,与水平方向夹角为,且
【冲高考】
情景完整、数据较多,按高考题的节奏做:先分工况,再逐段列式。
八、斜面上撤力后的往返
17.如图所示,在倾角为的足够长的斜面上有一个质量的物体,物体与斜面之间的动摩擦因数。物体在沿斜面向上的拉力的作用下,从斜面底端由静止开始向上加速运动。经过撤去拉力F(重力加速度g取,物体可视为质点,),求:
(1)拉力作用时,物体的加速度;
(2)撤去拉力后,物体还能上滑的距离;
(3)撤去拉力后,物体在斜面上运动的时间t。(结果用根号表示)
【答案】(1)
【详解】(1)拉力作用时,由牛顿第二定律得加速度
代入数据得
(2)撤去拉力时,物体速度
撤去拉力后,物体加速度
代入数据得
物体还能上滑的距离
代入数据得
(3)力F作用期间物体上滑距离为
撤去力F后物体继续上滑的时间
物体下滑阶段加速度
代入数据得
设物体下滑用时,由匀变速直线运动规律得
解得
撤去拉力后,物体在斜面上运动的时间
18.一名滑雪者在倾斜的雪道上由静止开始匀加速滑下,经的时间下滑了,随即进入与倾斜雪道平滑连接的水平雪地做匀减速直线运动,如图所示。已知运动员与其全部装备的总质量,斜面倾角37°,(,)取。不计空气阻力。
(1)求滑雪者与斜面之间的摩擦系数;
(2)若滑雪者与水平雪地间的动摩擦因数,求滑雪者在水平雪地上滑行的长度。
【答案】(1)0.5
【详解】(1)根据
可得
根据牛顿第二定律可知
可得
(2)若滑雪者与水平雪地间的动摩擦因数,则加速度为
在倾斜的雪道上下滑时的末速度
在水平雪道上滑动时
解得x=20m
九、斜向拉力与全程位移
19.如图所示,粗糙的水平面上静止放置一质量为的木块,现将一大小为10N,方向与水平方向成37°角的拉力作用在小木块上,小木块将由静止开始运动,已知木块与地面间的动摩擦因数为,,,求:
(1)小木块运动的加速度;
(2)拉力F作用10s末小木块的速度;
(3)若10s末突然撤去拉力F,求小木块从开始运动到停下的位移。
【答案】(1),方向与运动方向相同。
【详解】(1)对小木块进行受力分析如图所示
正交分解拉力F,水平方向
竖直方向
又因为
联立可得,方向与运动方向相同。
(2)木块做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动速度与时间的关系得
解得,方向与运动方向相同。
(3)撤去拉力F前小木块的位移为
撤去力F后
解得
则撤去拉力F后小木块的位移为
解得
则小木块从开始运动到停下的位移为,方向与运动方向相同。
十、竖直方向的升降与制动
20.如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用,一架无人机连同所载货物质量,其动力系统所能提供的最大升力,运动过程中所受空气阻力大小恒为。取。(计算结果可用根号表示)
(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞,求在时离地面的高度;
(2)当无人机悬停在距离地面高度处时,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。坠落过程中,在遥控设备的干预下动力设备重新启动提供向上最大升力,为保证安全着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间。
【答案】(1)48m
【详解】(1)无人机以最大升力竖直向上起飞时,受向上的升力、向下的重力和向下的空气阻力
根据牛顿第二定律
解得上升加速度
无人机从静止开始做匀加速直线运动,由位移公式
代入得
(2)失去升力后无人机坠落过程分为两个阶段:
失去升力的自由坠落阶段:无人机受向下的重力、向上的空气阻力,由牛顿第二定律
代入数值得坠落加速度
设该阶段最长运动时间为,此阶段末速度为
下落位移为
恢复最大升力后的减速下落阶段:无人机受向上的升力、向上的空气阻力、向下的重力,由牛顿第二定律
代入数值得减速加速度
为保证安全着地,要求落地时速度恰好为0,该阶段的下落位移为
两个阶段总位移等于初始高度,即
得
21.一架无人机携带质量为的货物接近目标上空后,从高空竖直向目标俯冲。在对着目标点以初速度释放货物后,随即拉起机身飞离,货物沿直线下落至目标区域,如图所示。为避免货物损坏,在货物释放后时遥控打开安装在货物上的减速装置,使货物受到竖直向上大小为的恒力作用,货物到达目标时速度大小,不计其他阻力作用,重力加速度。求:
(1)打开货物上的减速装置时,货物的速度;
(2)货物释放位置距离目标的高度为h;
(3)货物从释放到落入目标的时间。
【答案】(1)
【详解】(1)根据题意可知,打开安装在货物上的减速装置前,货物向下做匀加速直线运动,则有
其中,,
解得
(2)货物释放到打开安装在货物上的减速装置,货物下降的距离为
打开安装在货物上的减速装置后,由牛顿第二定律有
解得
又有
解得
则货物释放位置距离目标的高度为
(3)打开安装在货物上的减速装置后,由
解得
则货物从释放到落入目标的时间
第 1 页 共 1 页
学科网(北京)股份有限公司
$
第四章 5. 牛顿运动定律的应用 · 分层作业
高一上学期物理人教版必修第一册 第四章 运动和力的关系 · 学生版
知识点范围 1.已知受力求运动 2.已知运动求受力 3.力随时间变化与图像 4.斜面与竖直方向的多过程
班级____________ 姓名____________ 学号____________ 得分____________
全卷共 21 题 练基础 8 题 保提高 8 题 冲高考 5 题 建议用时 60 分钟
目录
【练基础】 1
【保提高】 3
【冲高考】 6
【练基础】
先把两类基本问题走顺:由力求加速度,由加速度求运动;反过来由运动求加速度,再回头求力。
一、由受力求加速度
1.(单选)平直路面上质量的手推车在受到的水平推力时,从静止开始做加速度为的匀加速直线运动,6s后撤掉推力。若手推车受到的阻力保持不变,则撤掉推力后手推车运动的最大位移大小为( )
A.3m B.6m C.9m D.12m
2.(单选)如图所示,质量为的物体在与水平方向成的拉力的作用下,在动摩擦因数为的水平面上由静止开始运动,求(,,)( )
A.支持力大小为10N
B.物体的加速度为6m/s2
C.末物体的位移大小为14.4m;
D.后撤去物体还能运动20.73m
3.(单选)如图所示,冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。在某次比赛中,运动员将质量为18kg的冰壶以大小为8m/s的初速度投出,冰壶沿水平冰面做匀减速直线运动直至停止,若冰壶与冰面之间的动摩擦因数为0.04,忽略冰壶转动的影响,g取,下面说法正确的是( )
A.冰壶受到的摩擦力大小为0.72N B.冰壶的加速度大小为
C.冰壶运动10s后速度大小为2m/s D.冰壶运动30s内的位移大小为60m
二、由运动反求受力
4.(单选)在学校内,为了安全,在校道上行驶的机动车辆限速36km/h.一辆汽车在平直的校道匀速行驶,汽车紧急刹车后,抱死的车轮在水平地面上滑行直至汽车停止,在地面上留下的痕迹称为刹车痕迹.由刹车痕迹的长短可求汽车刹车前的速度.已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.40,测得刹车痕迹长8m,g取,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.该汽车超速
5.(单选)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。如果一辆汽车在高速公路上行驶的速度为120km/h,通常人的反应时间为0.3~0.6s,湿沥青与混凝土路面和轮胎之间的动摩擦因数为0.3~0.4,则该路况下的安全距离约为( )
A.20m B.100m C.200m D.300m
6.(单选)如图所示,质量为1kg的物体以12m/s的初速度向右运动,同时受到一水平向左的力大小为4N。已知物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2,g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物体3s后的速度大小为( )
A.0 B.1m/s C.3m/s D.2m/s
三、斜面与竖直方向
7.(单选)民航客机都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地面,如图所示。假设某型号的飞机舱口下沿距地面高度为3m,气囊所形成的斜面长度为6m,一个质量为60kg的人在气囊顶端由静止沿斜面滑下时,可视为匀加速直线运动,已知人沿气囊下滑时所受的阻力为120N,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.人沿气囊下滑过程中受重力、弹力和下滑力
B.人沿气囊下滑的时间为2s
C.人滑至气囊底端时的速度大小为8m/s
D.人沿气囊下滑过程中的加速度大小为5m/s2
8.(单选)雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
B.速度一直保持不变
C.速度不断增大,加速度最大时,速度最大
D.速度的变化率越来越小,最后匀速
【保提高】
这一组要自己判断该读图还是该列式,题目不再提示用哪条路。
四、力随时间变化与图像
9.(单选)物块静止在粗糙的水平面上,从某时刻开始给物块施加一不断增大的水平拉力F,物块的加速度a随拉力F变化的图像如图所示。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.物块的质量为2kg
B.物块与水平面间的动摩擦因数为0.1
C.物块与水平面间的最大静摩擦力大小为1.5N
D.当F=3.5N时,物块的加速度大小为
10.(单选)水平地面上质量为1kg的物块受到方向相反的水平拉力、的作用,、随时间的变化如图所示,已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动,取,则0~6s内物块位移的大小为( )
A.8m B.10m C.12m D.16m
11.(多选)一个质量、初速度的物体沿着光滑水平地面向右运动,从时刻开始,物体受到一个如图所示的随时间变化的水平拉力的作用,设水平向右为拉力的正方向,取,则以下结论正确的是( )
A.内,物体的加速度大小为
B.末,物体的速度大小为
C.内,物体的位移为
D.内,物体的总位移为
五、斜面上的往返
12.(多选)同学们小时候都喜欢玩滑梯游戏。如图所示,已知斜面的倾角为θ,斜面长度为l,小孩与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,小孩可看成质点,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小孩下滑过程中对斜面的压力大小为
B.小孩下滑过程中的加速度大小为
C.到达斜面底端时小孩速度大小为
D.下滑过程小孩所受摩擦力的大小为
13.(多选)如图所示,质量m=2kg的木块在倾角θ=30°的固定斜面上恰好能沿斜面匀速下滑,斜面底端A 点到顶端B 点的长度l=15m,现对木块施加沿斜面向上、大小为F=30N的拉力,使其从A 点开始沿斜面向上运动,一段时间后撤去F,木块恰好能到达B点,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取重力加速度 则下列说法正确的是( )
A.木块与斜面之间的动摩擦因数为
B.施加拉力后木块的加速度大小为
C.撤去拉力后木块的加速度大小为
D.拉力F作用的时间为2s
六、多过程与追及
14.(多选)甲、乙两同学在平直乡村公路上骑自行车同向行驶,两人原来都以速度v=4 m/s匀速骑行,乙在前甲在后,两人相距s=50 m。某时刻乙同学停止用力,任自行车无动力滑行到停止,所受阻力恒为人和车总重力的0.02倍,g取10 m/s2。则下列说法正确的是( )
A.乙同学停止用力后的加速度大小为1 m/s2
B.乙同学停止用力后滑行的位移为40 m
C.甲同学追上乙同学所用的时间为12.5 s
D.甲同学追上乙同学所用的时间为22.5 s
15.如图甲所示,一可视为质点的小物块以初速度出发沿水平面向右运动,1s后滑上足够长倾角为的固定斜面,斜面底端与水平面平滑连接,小物块的部分速率—时间图像如图乙所示。已知小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数相等,重力加速度,,。求:
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)小物块在斜面上运动的总时长t。
七、恒力作用下的逐问计算
16.质量的滑块静止在粗糙水平面上,滑块与水平面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,现给滑块施加一个大小为的恒力。
(1)若方向水平向右,求滑块的加速度大小及经时滑块的位移大小;
(2)要使滑块的加速度最大,求的方向及加速度的最大值。
【冲高考】
情景完整、数据较多,按高考题的节奏做:先分工况,再逐段列式。
八、斜面上撤力后的往返
17.如图所示,在倾角为的足够长的斜面上有一个质量的物体,物体与斜面之间的动摩擦因数。物体在沿斜面向上的拉力的作用下,从斜面底端由静止开始向上加速运动。经过撤去拉力F(重力加速度g取,物体可视为质点,),求:
(1)拉力作用时,物体的加速度;
(2)撤去拉力后,物体还能上滑的距离;
(3)撤去拉力后,物体在斜面上运动的时间t。(结果用根号表示)
18.一名滑雪者在倾斜的雪道上由静止开始匀加速滑下,经的时间下滑了,随即进入与倾斜雪道平滑连接的水平雪地做匀减速直线运动,如图所示。已知运动员与其全部装备的总质量,斜面倾角37°,(,)取。不计空气阻力。
(1)求滑雪者与斜面之间的摩擦系数;
(2)若滑雪者与水平雪地间的动摩擦因数,求滑雪者在水平雪地上滑行的长度。
九、斜向拉力与全程位移
19.如图所示,粗糙的水平面上静止放置一质量为的木块,现将一大小为10N,方向与水平方向成37°角的拉力作用在小木块上,小木块将由静止开始运动,已知木块与地面间的动摩擦因数为,,,求:
(1)小木块运动的加速度;
(2)拉力F作用10s末小木块的速度;
(3)若10s末突然撤去拉力F,求小木块从开始运动到停下的位移。
十、竖直方向的升降与制动
20.如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用,一架无人机连同所载货物质量,其动力系统所能提供的最大升力,运动过程中所受空气阻力大小恒为。取。(计算结果可用根号表示)
(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞,求在时离地面的高度;
(2)当无人机悬停在距离地面高度处时,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。坠落过程中,在遥控设备的干预下动力设备重新启动提供向上最大升力,为保证安全着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间。
21.一架无人机携带质量为的货物接近目标上空后,从高空竖直向目标俯冲。在对着目标点以初速度释放货物后,随即拉起机身飞离,货物沿直线下落至目标区域,如图所示。为避免货物损坏,在货物释放后时遥控打开安装在货物上的减速装置,使货物受到竖直向上大小为的恒力作用,货物到达目标时速度大小,不计其他阻力作用,重力加速度。求:
(1)打开货物上的减速装置时,货物的速度;
(2)货物释放位置距离目标的高度为h;
(3)货物从释放到落入目标的时间。
第 1 页 共 1 页
学科网(北京)股份有限公司
$