2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊練習(xí)第4章　5　牛頓運動定律的應(yīng)用

5牛頓運動定律的應(yīng)用訓(xùn)練1牛頓運動定律的簡單應(yīng)用考點一從受力確定運動情況1．(2022·汕尾市高一期末)剎車痕跡是交警判斷交通事故中汽車是否超速的重要依據(jù)之一，在一次交通事故中，貨車司機看到前方道路上突然竄出一頭牛時緊急剎車，但還是發(fā)生了事故。交警在現(xiàn)場量得貨車的剎車痕跡長為15m，已知貨車車輪與地面間的動摩擦因數(shù)是0.6，發(fā)生碰撞時速度接近0。請你幫助交警計算貨車的初速度大約為()A．40km/h B．50km/hC．60km/h D．70km/h2.如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運動的速度大小為10m/s時，給物體施加一個與速度方向相反的大小為F＝2N的恒力，在此恒力作用下(取g＝10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()A．物體經(jīng)10s速度減為零B．物體經(jīng)5s速度減為零C．物體速度減為零后將保持靜止D．物體速度減為零后將向右運動3.如圖所示為某小球所受的合力與時間的關(guān)系圖像，各段的合力大小相同，作用時間相同，且一直作用下去，設(shè)小球由靜止開始運動，由此可判定()A．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考點二從運動情況確定受力4.車輛在行駛過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?。為了盡可能地減小碰撞引起的傷害，人們設(shè)計了安全帶及安全氣囊如圖所示。假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為108km/h(即30m/s)，從發(fā)生碰撞到車完全停止需要的時間為1s，安全帶及安全氣囊對乘客的平均作用力大小為()A．2100N B．6000NC．8000N D．1000N5.(多選)如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的滑塊以v0＝20m/s的初速度沿傾角θ＝37°的足夠長的斜面向上滑動，經(jīng)t＝2s滑行到最高點。g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列說法正確的是()A．滑塊運動的加速度大小為10m/s2B．滑塊運動的加速度大小為5m/s2C．滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5D．滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.26.航母阻攔索是航母阻攔裝置的重要組成部分，實現(xiàn)了艦載機在有限長度的航母甲板上的安全著艦，一艦載機的質(zhì)量為2×104kg，以速度216km/h著艦的同時其尾鉤鉤住阻攔索，此后艦載機視為做勻減速直線運動，運動90m時速度為零，如圖所示，某時刻兩條阻攔索之間的夾角為74°，不計著艦過程中的其他阻力，cos37°＝0.8，此時阻攔索上的彈力為()A．2.5×105N B．5×105NC．6.5×106N D．1.3×107N7.如圖所示，質(zhì)量為m＝3kg的木塊放在傾角θ＝30°的足夠長的固定斜面上，木塊可以沿斜面勻速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木塊上，使其由靜止開始沿斜面向上做勻加速運動，經(jīng)過t＝2s木塊沿斜面上升4m的距離，則推力F的大小為(g取10m/s2)()A．42NB．6NC．21ND．36N8．(2022·臨沂市高一期末)如圖所示為兩個等高的光滑斜面AB、AC，將一可視為質(zhì)點的滑塊由靜止在A點釋放。沿AB斜面運動，運動到B點時所用時間為tB；沿AC斜面運動，運動到C點所用時間為tC，則()A．tB＝tC B．tB>tCC．tB<tC D．無法比較9．(2022·新鄉(xiāng)市高二期末)如圖所示，冰壺比賽時某運動員將冰壺(可視為質(zhì)點)以速度v0從欄線P沿虛線推出，假設(shè)冰壺沿虛線做勻減速直線運動，欄線P到營壘圓心O的距離是L＝44.5m，營壘是由4個直徑分別為0.15m、0.61m、1.22m和1.83m的同心圓組成。冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)μ＝0.02，運動員把冰壺推進(jìn)直徑是1.22m的圓內(nèi)，重力加速度g取10m/s2，則v0可能是()A．3.0m/s B．4.0m/sC．4.2m/s D．5.0m/s10．(2022·安徽省宿松中學(xué)高二開學(xué)考試)一段“幼童不慎墜樓，千鈞一發(fā)之際，路人扔下手機徒手接娃”的視頻引起關(guān)注。某市兩歲小孩意外墜樓，銀行小伙果斷救人，此善舉引來全城市民點贊。假設(shè)小孩子突然從7.5m高處墜落，孩子體重10kg，樓下恰好有人雙手將孩子接住，該人接住孩子時離地面大概1.5m，接住孩子后向下做勻減速運動，孩子到地時速度恰好減為零。假設(shè)小孩子可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，g取10m/s2，請你估算一下該人每只手平均承受多大的力()A．500N B．450NC．350N D．250N11.(2022·臺州市高一期末)某次無人機沿豎直方向從地面靜止起飛，在0～4s內(nèi)做勻加速直線運動，加速度大小為a1＝2m/s2，t1＝4s末調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變升力，開始向上做勻減速直線運動，t2＝6s末剛好減速到零并到達(dá)指定平臺。已知無人機總質(zhì)量為m＝2kg，求：(1)平臺離地高度H；(2)在4～6s內(nèi)空氣對無人機作用力大小F。12．(2022·浙江高二學(xué)業(yè)考試)鋼架雪車比賽的一段賽道如圖甲所示，長12m的水平直道AB與長20m的傾斜直道BC在B點平滑連接，斜道BC與水平面的夾角為15°。運動員從A點由靜止出發(fā)，推著雪車勻加速到B點時速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(圖乙所示)，到C點共用時5.0s。若雪車(包括運動員)可視為質(zhì)點，始終在冰面上運動，其總質(zhì)量為110kg，sin15°＝0.26，g＝10m/s2，求雪車(包括運動員)(1)在直道AB上的加速度大??；(2)過C點的速度大小；(3)在斜道BC上運動時受到的阻力大小。13.(2023·淮安市高一期末)如圖所示，是生活中常見的兒童滑梯，為安全起見通常將滑梯設(shè)計成傾角逐漸減小的弧形，從而確保兒童從靜止下滑至地面時速度減為零。若滑行過程中動摩擦因數(shù)保持不變，則兒童滑行過程中速度大小隨時間變化的圖像可能正確的是()訓(xùn)練2動力學(xué)的多過程問題1．(2022·溫州市嘯秋中學(xué)高二期末)如圖甲所示是一滑雪運動員滑雪的畫面。運動過程示意圖如圖乙所示，斜坡AB的傾角為37°，運動員在斜坡A點從靜止開始以5.5m/s2的加速度，沿直線AB勻加速下滑，然后沿水平面BC勻減速滑行，直至停止。AB段和BC段平滑連接，運動員在BC段受到的阻力為77N，兩個過程滑行的總時間為12s，運動員和滑板整套裝備總質(zhì)量為70kg，不計空氣阻力，sin37°＝0.6，g＝10m/s2。求：(1)運動員在斜坡上受到的阻力大??；(2)運動員在B點的速度大小；(3)運動員在這兩個過程中運動的總路程。2.如圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個小孩沿與水平面成53°角的恒力拉著它沿水平面運動，已知拉力F＝4.0N，玩具的質(zhì)量m＝0.5kg。經(jīng)過時間t＝2.0s，玩具移動了x＝4.8m，這時小孩松開手，玩具滑行了一段距離后停下。求：(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(1)全過程玩具運動的最大速度是多大？(2)松開手后玩具還能運動多遠(yuǎn)？3．(2022·威海市高一期末)如圖甲所示，傾角為37°的斜面固定在水平地面上，用沿斜面向上的恒力F拉著物塊由靜止從斜面底端沿斜面向上運動，作用一段時間后撤去拉力。從物塊運動開始計時，物塊沿斜面向上運動的速度—時間圖像如圖乙所示，已知物塊的質(zhì)量為1kg，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)撤去拉力后，物塊向上運動的加速度大?。?2)拉力F的大?。?3)物塊返回斜面底端時的速度大小。4．(2022·中山市高一期末)風(fēng)洞是能人工產(chǎn)生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，并可量度氣流對物體的作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設(shè)備，它是進(jìn)行空氣動力實驗最常用、最有效的工具。如圖所示為某風(fēng)洞里模擬做實驗的示意圖，一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上，直桿與水平面的夾角θ為37°，現(xiàn)小球在F＝20N的豎直向上的風(fēng)力作用下，從A點由靜止出發(fā)沿直桿向上運動，已知桿與球間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求桿對球的支持力的大小和方向；(2)若風(fēng)力F作用2s后撤去，求小球上滑過程中距A點的最大距離xm；(3)設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，若球與桿之間的動摩擦因數(shù)可以改變，求當(dāng)動摩擦因數(shù)最小為多少時，無論吹多大的風(fēng)，球都將在A點保持靜止。5．(2023·珠海市高一期末)如圖所示，a、b、c、d是豎直方向固定的四根鋼索，一個質(zhì)量為M＝20kg的正方體貨箱可沿著鋼索在豎直方向做直線運動，且正常情況下貨箱與鋼索之間無摩擦，OA、OB、OC、OD四根細(xì)繩的長度相等，對稱分布，且與豎直方向夾角均為60°。用電機、細(xì)繩OE和質(zhì)量為m＝2kg的掛鉤牽引貨箱，使其從水平地面上由靜止開始勻加速上升，細(xì)繩OE對掛鉤提供的牽引力恒為F1＝264N，速度達(dá)到5m/s時，牽引力立即調(diào)節(jié)為F2＝220N。請通過計算回答以下問題(不計空氣阻力和細(xì)繩重力，g取10m/s2)。(1)貨箱勻加速上升的過程中OA、