版新教材物理人教版必修作業(yè)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用word版含解析

第4章第5節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用1．假設(shè)灑水車的牽引力不變且所受阻力與車重成正比，未灑水時(shí)，灑水車勻速行駛，灑水時(shí)它的運(yùn)動(dòng)將是()A．做變加速運(yùn)動(dòng)B．做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．做勻減速運(yùn)動(dòng)D．繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)答案A解析灑水車的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(F－kmg,m)＝eq\f(F,m)－kg，灑水時(shí)質(zhì)量m一直減小，則a一直增大，所以灑水車做加速度變大的加速運(yùn)動(dòng)，故A正確。2．雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時(shí)空氣對(duì)其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖所示的圖像能正確反映雨滴下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)情況的是()答案C解析對(duì)雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mg－F阻＝ma。雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，v-t圖像的斜率變小，C正確。3.(多選)靜止在光滑水平面上的物體受到一個(gè)水平拉力的作用，該力隨時(shí)間變化的圖線如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．物體在20s內(nèi)平均速度為零B．物體在20s末的速度為零C．物體在20s末又回到出發(fā)點(diǎn)D．物體在10s末的速度最大答案BD解析在0～10s內(nèi)，物體的加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(10,m)，則10s末的速度v1＝at＝eq\f(100,m)，在10～20s內(nèi)，物體的加速度大小為a′＝eq\f(F,m)＝eq\f(10,m)，則物體在20s末的速度v＝v1－a′t＝0。物體在0～10s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，10～20s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，20s內(nèi)的位移不等于零，所以平均速度不為零，物體一直向前運(yùn)動(dòng)，10s末速度最大。故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。4．(多選)如圖甲所示，在粗糙水平面上，物塊A在水平向右的外力F的作用下做直線運(yùn)動(dòng)，其速度—時(shí)間圖像如圖乙所示，下列判斷正確的是()A．在0～1s內(nèi)，外力F不斷增大B．在1～3s內(nèi)，外力F的大小恒定C．在3～4s內(nèi)，外力F不斷減小D．在3～4s內(nèi)，外力F的大小恒定答案BC解析在速度—時(shí)間圖像中，0～1s內(nèi)物塊速度均勻增大，物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，外力F為恒力，A錯(cuò)誤；1～3s內(nèi)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，外力F的大小恒定，B正確；3～4s內(nèi)，物塊做減速運(yùn)動(dòng)，加速度不斷增大，合力的大小不斷增大，又在這段時(shí)間，合力大小F合＝Ff－F，F(xiàn)f不變，外力F不斷減小，C正確，D錯(cuò)誤。5．質(zhì)量為2kg的物體，靜止放于水平面上，現(xiàn)在物體上施一水平力F，使物體開(kāi)始沿水平面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)10s時(shí)，將水平力減為eq\f(F,2)，若物體運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖所示，則水平力F＝________N，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。(g取10m/s2)答案6解析由速度—時(shí)間圖線得，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a1＝eq\f(10－0,10)m/s2＝1m/s2，勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a2＝eq\f(10,20)m/s2＝m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1，μmg－eq\f(F,2)＝ma2，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：F＝6N，μ＝。6．水平傳送帶AB以v＝2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，A、B相距11m，一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，則物體從A沿傳送帶運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間為_(kāi)_______s。(g＝10m/s2)答案6解析物體在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg＝2m/s2，則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝eq\f(v,a)＝1s，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移x1＝eq\f(v2,2a)＝1m，在這之后，物體隨傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，則勻速運(yùn)動(dòng)的位移x2＝s－x1＝11m－1m＝10m，勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(x2,v)＝5s。故物體從A運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間t＝t1＋t2＝1s＋5s＝6s。7．滑冰車是兒童喜歡的冰上娛樂(lè)項(xiàng)目之一。如圖所示為小明媽媽正與小明在冰上游戲，小明與冰車的總質(zhì)量是40kg，冰車與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在某次游戲中，假設(shè)小明媽媽對(duì)冰車施加了40N的水平推力，使冰車從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)10s后，停止施加力的作用，使冰車自由滑行。(假設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中冰車始終沿直線運(yùn)動(dòng)，小明始終沒(méi)有施加力的作用)。求：(1)冰車的最大速率；(2)冰車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑行總位移的大小。答案(1)5m/s(2)50m解析(1)以冰車及小明為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得F－μmg＝ma1，①vm＝a1t，②聯(lián)立①②式，并代入數(shù)據(jù)解得vm＝5m/s。(2)冰車勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有x1＝eq\f(1,2)a1t2，③由牛頓第二定律，冰車自由滑行時(shí)有μmg＝ma2，④veq\o\al(2,m)＝2a2x2，⑤又x＝x1＋x2，⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式，并代入數(shù)據(jù)解得x＝50m。8．一質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，在水平恒力F的推動(dòng)下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，4s末物體的速度達(dá)到4m/s，此時(shí)將F撤去，又經(jīng)8s物體停下來(lái)。如果物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，求力F的大小。答案3N解析物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為兩段，前4s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，后8s內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)。以F方向?yàn)檎较?，則前4s內(nèi)物體的加速度為a1＝eq\f(v－0,t1)＝eq\f(4,4)m/s2＝1m/s2，設(shè)摩擦力為Ff，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma1。①后