步步高 學案導學設計】2014-2015學年教科版物理必修1 第三章 第5節(jié) 牛頓運動定律的應用課時作業(yè)

1、.第5節(jié)牛頓運動定律的應用1根據(jù)受力情況確定運動情況，先對物體受力分析，求出合力，再利用_求出_，然后利用_確定物體的運動情況(如位移、速度、時間等)2根據(jù)運動情況確定受力情況，先分析物體的運動情況，根據(jù)_求出加速度，再利用_確定物體所受的力(求合力或其他力)3質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點做勻變速直線運動的加速度為2 m/s2，則該質(zhì)點所受的合力大小是_ N.4某步槍子彈的出口速度達100 m/s，若步槍的槍膛長0.5 m，子彈的質(zhì)量為20 g，若把子彈在槍膛內(nèi)的運動看做勻變速直線運動，則高壓氣體對子彈的平均作用力為()A1×102 N B2×102 NC2×105 N

2、D2×104 N5用30 N的水平外力F拉一個靜放在光滑水平面上的質(zhì)量為20 kg的物體，力F作用3 s后消失，則第5 s末物體的速度和加速度分別是()Av4.5 m/s，a1.5 m/s2Bv7.5 m/s，a1.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0【概念規(guī)律練】知識點一已知物體受力求解物體的速度和位移1. 一物體放在光滑水平面上，若物體僅受到沿水平方向的兩個力F1和F2的作用在兩個力開始作用的第1 s內(nèi)物體保持靜止狀態(tài)，已知這兩個力隨時間的變化情況如圖1所示，則()圖1A在第2 s內(nèi)，物體做加速運動，加速度減小，速度增大B在第3 s內(nèi)，物體做加速運動，加速

3、度增大，速度減小C在第4 s內(nèi)，物體做加速運動，加速度減小，速度增大D在第6 s內(nèi)，物體處于靜止狀態(tài)2一個滑雪者從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角30°，滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù)是0.04(g取10 m/s2)求：(1)滑雪者加速度的大?。?2)滑雪者5 s內(nèi)滑下的路程；(3)滑雪者5 s末速度的大小知識點二已知速度求物體受力3行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車里的人可能受到傷害，為了盡可能地減輕碰撞所引起的傷害，人們設計了安全帶假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車車速為90 km/h，從踩下剎車閘到車完全停止需要的時間為5 s，安全帶對乘客的平均作用力大小約為(不計人

4、與座椅間的摩擦)()A450 N B400 NC350 N D300 N4. 建筑工人用如圖2所示的定滑輪裝置運送建筑材料質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)()圖2A510 N B490 NC890 N D910 N5列車在機車的牽引下沿平直鐵軌勻加速行駛，在100 s內(nèi)速度由5.0 m/s增加到15.0 m/s.(1)求列車的加速度大小；(2)若列車的質(zhì)量是1.0×106 kg，機車對列車的牽引力是1.5×105

5、N，求列車在運動中所受的阻力大小【方法技巧練】一、瞬時性問題的分析方法6. 如圖3所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此瞬時A和B的加速度為a1和a2，則()圖3Aa1a20Ba1a，a20Ca1a，a2aDa1a，a2a7. 如圖4所示，天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球兩小球均保持靜止當突然剪斷細繩時，上面小球A與下面小球B的加速度為()圖4AaAgaBgBaAgaB0CaA2gaB0DaA0aBg二、牛頓第二定律的綜合應用8放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力

6、F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖5甲、乙所示重力加速度g取10 m/s2.試利用兩圖線求出物塊的質(zhì)量及物塊與地面間的動摩擦因數(shù)圖51. 如圖6所示，底板光滑的小車上用兩個量程為30 N，完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量為2 kg的物塊在水平地面上，當小車做勻速直線運動時，兩彈簧測力計的示數(shù)均為15 N當小車做勻加速直線運動時，彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)?0 N這時小車運動的加速度大小是()圖6A1 m/s2 B3 m/s2C5 m/s2 D7 m/s22雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如下圖所示的圖像中，能正確反映雨滴

7、下落運動情況的是()3如圖7所示為某小球所受的合力與時間的關(guān)系，各段的合力大小相同，作用時間相同，設小球從靜止開始運動由此可判定()圖7A小球向前運動，再返回停止B小球向前運動再返回不會停止C小球始終向前運動D小球向前運動一段時間后停止4. 如圖8所示，當車廂向右加速行駛時，一質(zhì)量為m的物塊緊貼在車廂壁上，相對于車廂壁靜止，隨車一起運動，則下列說法正確的是()圖8A在豎直方向上，車廂壁對物塊的摩擦力與物塊的重力平衡B在水平方向上，車廂壁對物塊的彈力與物塊對車廂壁的壓力是一對平衡力C若車廂的加速度變小，車廂壁對物塊的彈力不變D若車廂的加速度變大，車廂壁對物塊的摩擦力也變大5A、B兩物體以相同的初

8、速度滑到同一粗糙水平面上，若兩物體的質(zhì)量為mA>mB，兩物體與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離xA與xB相比為()AxAxB BxA>xBCxA<xB D不能確定6. 圖9為蹦極運動的示意圖，彈性繩的一端固定在O點，另一端和運動員相連運動員從O點自由下落，至B點彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點到達最低點D，然后彈起整個過程中忽略空氣阻力分析這一過程，下列表述正確的是()圖9經(jīng)過B點時，運動員的速率最大經(jīng)過C點時，運動員的速率最大從C點到D點，運動員的加速度增大從C點到D點，運動員的加速度不變A BC D7. 如圖10所示，小車質(zhì)量為M，光滑小球P的質(zhì)量

9、為m，繩質(zhì)量不計，水平地面光滑，要使小球P隨車一起勻加速運動，則施于小車的水平作用力F是(已知)()圖10Amgtan B(Mm)gtan C(Mm)gcot D(Mm)gsin 8搬運工人沿粗糙斜面把一物體拉上卡車，當力沿斜面向上，大小為F時，物體的加速度為a1；若保持力的方向不變，大小變?yōu)?F時，物體的加速度為a2，則()Aa1a2 Ba1<a2<2a1Ca22a1 Da2>2a19三個完全相同的物塊1、2、3放在水平桌面上，它們與桌面間的動摩擦因數(shù)都相同現(xiàn)用大小相同的外力F沿圖11所示方向分別作用在1和2上，用F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速運動令a1、a2

10、、a3分別代表物塊1、2、3的加速度，則()圖11Aa1a2a3 Ba1a2，a2a3Ca1a3a2 Da1a2a310如圖12所示在光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1>m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測力計若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測力計示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測力計示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是()圖12Aa1a2，F(xiàn)1>F2 Ba1a2，F(xiàn)1<F2Ca1<a2，F(xiàn)1F2 Da1>a2，F(xiàn)1>F2題號12345678910答案11.如圖13

11、所示的機車，質(zhì)量為100 t，設它從停車場出發(fā)經(jīng)225 m后速度達到54 km/h，此時，司機關(guān)閉發(fā)動機，讓機車進站機車又行駛了125 m才停在站上，設機車所受的阻力保持不變，求機車關(guān)閉發(fā)動機前所受的牽引力圖1312如圖14所示，一架質(zhì)量m5.0×103 kg的噴氣式飛機，從靜止開始在機場的跑道上滑行，經(jīng)過距離x5.0×102 m，達到起飛速度v60 m/s.在這個過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0.02倍求：飛機滑行時受到的牽引力多大？(g取10 m/s2)圖14第5節(jié)牛頓運動定律的應用 答案課前預習練1牛頓第二定律加速度運動學公式2運動學公式牛頓第二定律344B根據(jù)

12、v2ax，a m/s21×104 m/s2，再根據(jù)Fma20×103×1×104 N2×102 N5Ca m/s21.5 m/s2，vat1.5×3 m/s4.5 m/s.因為水平面光滑，因此5 s末物體速度為4.5 m/s，加速度a0.課堂探究練1C2(1)4.65 m/s2(2)58.1 m(3)23.3 m/s解析(1)以滑雪者為研究對象，受力情況如右圖所示Nmgcos 0.mgsin fma.又因為fN.由以上三式可得：ag(sin cos )10×(0.04×) m/s24.65 m/s2.(2)xat2

13、×4.65×52 m58.1 m.(3)vtat4.65×5 m/s23.3 m/s.點評由物體受力情況求解運動情況的一般步驟是：(1)確定研究對象，對研究對象進行受力分析，并畫出物體受力圖；(2)根據(jù)力的合成與分解的方法求出合外力(大小、方向)或?qū)αM行正交分解(物體受兩個以上的力作用時一般用正交分解法)；(3)據(jù)牛頓第二定律列方程，并解出物體的加速度；(4)分析物體的運動過程，確定始、末狀態(tài)；(5)選擇恰當?shù)倪\動學公式求解3C汽車的速度v090 km/h25 m/s設汽車勻減速的加速度大小為a，則a5 m/s2對乘客應用牛頓第二定律可得：Fma70×

14、5 N350 N，所以C正確4B對建筑材料進行受力分析根據(jù)牛頓第二定律有Fmgma，得繩子的拉力大小等于F210 N然后再對人受力分析由平衡知識得MgFN，得N490 N，根據(jù)牛頓第二定律可知人對地面的壓力為490 N，B對5(1)0.1 m/s2(2)5.0×104 N解析(1) 根據(jù)a，代入數(shù)據(jù)得a0.1 m/s2(2)設列車在運動中所受的阻力大小為f，由牛頓第二定律F合F牽fma，代入數(shù)據(jù)解得f5.0×104 N.點評由物體的運動情況，推斷或求出物體所受的未知力的步驟：(1)確定研究對象；(2)分析物體的運動過程，確定始末狀態(tài)；(3)恰當選擇運動學公式求出物體的加速度

15、；(4)對研究對象進行受力分析，并畫出受力圖；(5)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求解6D兩物體在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運動時，彈簧的彈力F彈m1a，在力F撤去的瞬間，彈簧的彈力來不及改變，大小仍為m1a，因此對A來講，加速度此時仍為a，對B物體：取向右為正方向，m1am2a2，a2a，所以只有D項正確7C剪斷細繩之前設彈簧彈力大小為F，對A、B兩球在斷線前分別受力分析如右圖所示由二力平衡可得：Fmg，F(xiàn)繩mgF2mg.剪斷細繩瞬間，細繩拉力F繩瞬間消失，而彈簧的彈力F瞬間不發(fā)生變化(時間極短，兩球沒來得及運動)，此時對A、B分別用牛頓第二定律(取豎直向下為正方向)有：mgFmaA，

16、mgFmaB，可得：aA2g，方向豎直向下，aB0，所以C正確點評對于彈簧彈力和細繩彈力要區(qū)別開，細繩產(chǎn)生彈力時，發(fā)生的是微小形變，因此細繩的彈力可以突變；彈簧發(fā)生的是明顯形變，因此彈簧的彈力不會突變81 kg0.4解析由vt圖像可知，物塊在03 s內(nèi)靜止，36 s內(nèi)做勻加速運動，加速度為a,69 s內(nèi)做勻速運動，結(jié)合Ft圖像可知f4 NmgFf2 Nmaa2 m/s2由以上各式得m1 kg，0.4.課后鞏固練1C開始兩彈簧測力計的示數(shù)均為15 N，當彈簧測力計甲的示數(shù)為10 N時，彈簧測力計乙的示數(shù)將增為20 N，對物體在水平方向應用牛頓第二定律得：20102×a得：a5 m/s2

17、，故C正確2C對雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mgfma，雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在vt圖像中其斜率變小，故選項C正確3C由Ft圖像知：第1 s，F(xiàn)向前；第2 s，F(xiàn)向后以后重復該變化，所以小球先加速1 s，再減速1 s，2 s末剛好減為零，以后重復該過程，所以小球始終向前運動4A對物塊m受力分析如圖所示由牛頓第二定律：豎直方向：fmg，水平方向：Nma，所以選項A正確，C、D錯誤車廂壁對物塊的彈力和物塊對車廂壁的壓力是一對相互作用力，故B錯誤5A通過分析物體在水平面上滑行時的受力情況可以知道，物體滑行時受到的滑動摩擦力mg為合外力，由牛頓第二定律知：mgma得：ag

18、，可見：aAaB.物體減速到零時滑動的距離最大，由運動學公式可得：v2aAxA，v2aBxB，又因為vAvB，aAaB.所以：xAxB，A正確6B在BC段，運動員所受重力大于彈力，向下做加速度逐漸減小的變加速運動，當a0時，速度最大，即在C點時速度最大，對在CD段，彈力大于重力，運動員做加速度逐漸增大的變減速運動，對，故選B.7B對小球受力分析如右圖所示，則mgtan ma，所以agtan .對整體F(Mm)a(Mm)gtan 8D根據(jù)牛頓第二定律Fmgsin mgcos ma12Fmgsin mgcos ma2由兩式可解得：a22a1gsin gcos ，所以a2>2a1.9C根據(jù)題意和圖示知道，F(xiàn)sin 60°mg，三個物塊在水平方向受到的都等于F/2，摩擦力各不相同；f1(mgFsin 60°)，f2(Fsin 60°mg)，f3mg；三個物塊在豎直方向都受力平衡；a1(F2f1)/2m，a2(F2f2)/2m，a3(F2f3)/2m；a1>a3>a2，C正確10A對整體，水平方向只受拉力F作用，因此穩(wěn)定時具有的相同加速度為aF/(m1