内容正文:
活页作业(十七) 用牛顿运动定律解决问题(一)
基础巩固
(15分钟 50分)
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.质量为m1和m2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受的空气阻力分别是F1和F2.如果发现质量是m1的物体先落地,那么( )
A.m1>m2
B.F1<F2
C.>
D.<
解析:两物体从静止开始做匀加速直线运动,下落相同高度时m1所用时间较短,即t1<t2,由x=,选项C正确.
<,由于a1>a2,所以at2知m1的加速度较大,即a1>a2.由牛顿第二定律得mg-F=ma,则a=g-
答案:C
2.如图所示,质量为1.0 kg的物体,在拉力F作用下,沿斜面匀加速上升,加速度大小为4 m/s2,拉力方向与斜面平行,大小为10 N.若突然撤去此力,则刚撤去的瞬间物体加速度的大小和方向为(斜面倾角为30°)( )
A.4 m/s2,沿斜面向上
B.5 m/s2,沿斜面向上
C.2 m/s2,沿斜面向下
D.6 m/s2,沿斜面向下
解析:有F作用时,F-mgsin 30°-Ff=ma
所以Ff=F-mgsin 30°-ma=1 N
刚撤去F时,mgsin 30°+Ff=ma′
a′=gsin 30°+=6 m/s2.
答案:D
3.竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10 m/s2的加速度,若推力增大到2F,则火箭的加速度将达到(g取10 m/s2)( )
A.20 m/s2
B.25 m/s2
C.30 m/s2
D.40 m/s2
解析:推力为F时,F-mg=ma1;当推力为2F时,2F-mg=ma2.以上两式联立可得a2=30 m/s2,故选项C正确.
答案:C
4.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为( )
A.xA=xB
B.xA>xB
C.xA<xB
D.不能确定
解析:在滑行过程中,物体所受摩擦力提供加速度.设物体与地面的动摩擦因数为μ,则aA=可知,两物体滑行的最大距离xA=xB.=μg,即aA=aB;又据运动学公式x===μg,aB==
答案:A
5.用平行于斜面的力推动一个质量为m的物体沿着倾斜角为α的光滑斜面由静止向上运动,当物体运动到斜面的中点时撤去推力,物体恰能滑到斜面顶点,由此可以判定推力F的大小必定是( )
A.2mgcos α
B.2mgsin α
C.2mg(1-sin α)
D.2mg(1+sin α)
解析:有推力F时,a==gsin α,F=2mgsin α,故选项B正确.
,撤去F后,a′=gsin α,由v2=2ax,有a=a′,即
答案:B
6.(多选)物体M在一组外力作用下处于静止状态,现有一个力F=15 N慢慢开始减小,当减小到零后又慢慢恢复,最后恢复到15 N,下列关于M的说法正确的是( )
A.物体M的速度先增大后减小
B.物体M的加速度先增大后减小
C.物体M的位移先增大后减小
D.物体M的速度一直增大
解析:物体M除受F=15 N的作用力外,其他作用力的合力大小为15 N,方向与F相反.当F慢慢减小时,合外力慢慢增大,当F减小到零后又慢慢恢复时,合外力又慢慢减小,直到为零,故加速度先增大后减小,但速度一直增大.
答案:BD
二、非选择题(20分)
7.(10分)如图所示,质量m=15 kg的木箱静止在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2.现用F=60 N的水平恒力向右拉动木箱(g取10 m/s2).求:
(1)经过3 s时木箱的速度大小;
(2)木箱在2 s内的位移大小.
解析:(1)受力分析如图所示.
由牛顿第二定律得
F-μmg=ma
解得a=
= m/s2
=2 m/s2
由运动学公式可得
v=at=2×3 m/s=6 m/s.
(2)x=×2×22 m=4 m.
at2=
答案:(1)6 m/s (2)4 m
8.(10分)质量为m=3 kg的木块放在倾角为θ=30°的足够长斜面上,木块可以沿斜面匀速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木块上,使其由静止开始沿斜面向上加速运动,经过t=2 s的时间木块沿斜面上升了4 m的距离,求力F的大小.(g取10 m/s2)
解析:因木块能沿斜面匀速下滑,由平衡条件知:mgsin θ=μmgcos θ
所以μ=tan θ
当在推力作用下加速上滑时,由运动学公式x=at2
所以a= m/s2=2 m/s2=
由牛顿第二定律得:
F-mgsin θ-μmgcos θ=ma
解得F=36 N
答案:36 N
能力提升
(25分钟 50分)
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.物体受到的力越大,其位移越大
B.物体运动速度变化越大,其