2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)必修一4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（解析版）（人教版2019必修第一冊）

4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能通過分析物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，能通過物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況。2．能根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，聯(lián)系牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識，分析求解有關(guān)動(dòng)力學(xué)問題。3．掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的基本思路和方法。1、能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決兩類主要問題：已知物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況、已知物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況。2、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的基本思路和方法，即首先對研究對象進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)情況分析，然后用牛頓運(yùn)動(dòng)定律把二者聯(lián)系起來。3、初步體會牛頓運(yùn)動(dòng)定律對社會發(fā)展的影響，建立應(yīng)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的意識。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識：一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況1．牛頓第二定律確定了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，使我們能夠把物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況聯(lián)系起來。2．如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出物體的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出力。（二）即時(shí)練習(xí)：【小試牛刀1】某次踢毽子的過程中，毽子離開腳后，恰好沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后又向下落回。毽子在運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力不可忽略。下列說法中正確的是()A.毽子從最高點(diǎn)下落的過程中做自由落體運(yùn)動(dòng)B.毽子離開腳后，向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比下落的時(shí)間短C.毽子離開腳后，在向上運(yùn)動(dòng)的過程中，它的速度先變大后變小D.在毽子與腳相互作用的過程中，毽子對腳的作用力小于腳對毽子的作用力【答案】B【解析】毽子從最高點(diǎn)下落的過程中受到的空氣阻力不可忽略，做的不是自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；毽子離開腳后，向上運(yùn)動(dòng)過程中重力和空氣阻力均向下，加速度大于g，向下運(yùn)動(dòng)過程中，合外力等于重力與空氣阻力之差，加速度小于g，上升過程與下落過程位移大小相等，根據(jù)x=12at2【小試牛刀2】用30N的水平外力F，拉一個(gè)靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為20kg的物體，力F作用3s后消失.則第5s末物體的速度和加速度大小分別是()A.v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2B.v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2C.v＝4.5m/s，a＝0D.v＝7.5m/s，a＝0【答案】C【解析】力F作用下a＝eq\f(F,m)＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，3s末的速度v＝at＝4.5m/s，3s后撤去拉力后F＝0，a＝0，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確.【小試牛刀3】如圖所示，質(zhì)量為m＝3kg的木塊放在傾角為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加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t＝2s時(shí)間木塊沿斜面上升4m的距離，則推力F的大小為(g取10m/s2)()A.42N B.6NC.21N D.36N【答案】D【解析】因木塊能沿斜面勻速下滑，由平衡條件知：mgsinθ＝μmgcosθ，所以μ＝tanθ；當(dāng)在推力作用下加速上滑時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x＝eq\f(1,2)at2得a＝2m/s2，由牛頓第二定律得：F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，得F＝36N，D正確.003探究提升【問題探究1】從受力確定運(yùn)動(dòng)情況基本思路:牛頓第二定律確定了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，把物體的運(yùn)動(dòng)情況與受力情況聯(lián)系起來：如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律確定物體的運(yùn)動(dòng)情況【典型例題1】在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度大小為()A.7m/s B.14m/sC.10m/s D.20m/s【答案】B【解析】設(shè)汽車剎車后滑動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律得μmg=ma，解得a=μg。由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移關(guān)系式v02=2ax，可得汽車剎車前的速度為v0=【典型例題2】如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對物體施加一個(gè)大小F＝8N、與水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)畫出物體的受力圖，并求出物體的加速度；(2)物體在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物體在拉力作用下5s內(nèi)通過的位移大小.【答案】(1)見解析圖1.3m/s2，方向水平向右(2)6.5m/s(3)16.25m【解析】(1)對物體受力分析如圖.由牛頓第二定律可得：Fcosθ－Ff＝maFsinθ＋FN＝mgFf＝μFN解得：a＝1.3m/s2，方向水平向右(2)v＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s(3)x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.3×52m＝16.25m【對點(diǎn)訓(xùn)練1】質(zhì)量為3kg的物體，靜止于水平地面上，在10N的水平拉力作用下，開始沿水平地面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的摩擦力是4N。則下列說法不正確的是()A.物體的加速度大小為2m/s2B.物體在3s末的速度大小為6m/sC.物體在0~3s內(nèi)發(fā)生的位移大小為15mD.物體在3s內(nèi)的平均速度為3m/s【答案】C【解析】根據(jù)牛頓第二定律得a=F-fm=10-43m/s則3s末的速度v=at=2×3m/s=6m/s，0~3s內(nèi)的位移x=12at2=12×2×33s內(nèi)的平均速度為v=v2【對點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖所示，質(zhì)量為40kg的雪橇(包括人)在與水平方向成37°角、大小為200N的拉力F作用下，沿水平面由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過2s撤去拉力F，雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。求：(1)剛撤去拉力時(shí)雪橇的速度v的大??；(2)撤去拉力后雪橇能繼續(xù)滑行的距離x。【答案】(1)5.2m/s(2)6.76m【解析】(1)撤去拉力前，對雪橇(包括人)，豎直方向有N1+Fsin37°=mg水平方向有Fcos37°-f1=ma1，且f1=μN(yùn)1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v=a1t1解得v=5.2m/s。(2)撤去拉力后，在水平方向有-μmg=ma2則雪橇的加速度a2=-μg根據(jù)0-v2=2a2x，解得x=6.76m?！締栴}探究2】從運(yùn)動(dòng)情況確定受力基本思路:如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出物體的加速度，結(jié)合受力分析，結(jié)合受力分析，再根據(jù)牛頓第二定律求出力【典型例題3】現(xiàn)在大型室外活動(dòng)通常用無人機(jī)進(jìn)行航拍。如圖所示，一質(zhì)量m=2.0kg的無人機(jī)在操作員的操控下由靜止開始豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)2s，然后又勻速向上運(yùn)動(dòng)3s，接著勻減速向上運(yùn)動(dòng)4s速度恰好為零，之后懸停進(jìn)行航拍。已知無人機(jī)上升過程中的最大速度為vm=4m/s，受到的空氣阻力恒為f=1N，重力加速度大小g=10m/s2，則()A.無人機(jī)上升的第一個(gè)階段，受到向上的作用力大小是25NB.無人機(jī)上升的第二個(gè)階段，受到向上的作用力大小是20NC.無人機(jī)上升的第三個(gè)階段，受到向上的作用力大小是18ND.無人機(jī)上升的總高度為32m【答案】A【解析】第一階段的加速度a1=vmt1=42m/s由牛頓第二定律得F1-mg-f=ma1，得F1=mg+ma1+f=(2.0×10+2.0×2+1)N=25N，故A正確；由平衡條件可知F2=mg+f=21N，故B錯(cuò)誤；第三階段的加速度a2=vt-vmt3=由牛頓第二定律得F3-mg-f=ma2，得F3=mg+ma2+f=(2.0×10-2.0×1+1)N=19N，故C錯(cuò)誤；無人機(jī)上升的總高度為h=42【典型例題4】一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)，4s內(nèi)通過8m的距離，此后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車又運(yùn)動(dòng)了2s停止，已知汽車的質(zhì)量m＝2×103kg，汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小不變，求：(1)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車的速度大??；(2)汽車運(yùn)動(dòng)過程中所受到的阻力大小；(3)汽車牽引力的大小.【答案】(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N【解析】(1)汽車開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，x0＝eq\f(v0＋0,2)t1解得v0＝eq\f(2x0,t1)＝4m/s(2)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后汽車減速過程的加速度a2＝eq\f(0－v0,t2)＝－2m/s2由牛頓第二定律有－Ff＝ma2，解得Ff＝4×103N(3)設(shè)開始加速過程中汽車的加速度為a1,x0＝eq\f(1,2)a1t12由牛頓第二定律有：F－Ff＝ma1解得F＝Ff＋ma1＝6×103N【對點(diǎn)訓(xùn)練3】如圖甲所示，在粗糙的水平面上，物塊A在水平向右的外力F作用下做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖乙中實(shí)線所示，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的大小為零C.在3~4s內(nèi)，外力F的大小不斷增大D.在3~4s內(nèi)，外力F的大小不斷減小【答案】D【解析】在0~1s內(nèi)，v-t圖線的斜率不變，物塊加速度不變，F(xiàn)合=ma=F-Ff不變，可知外力F是恒力，A錯(cuò)誤；在1~3s內(nèi)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度等于零，F(xiàn)=Ff，外力F的大小恒定且不為零，B錯(cuò)誤；在3~4s內(nèi)，v-t圖線的斜率越來越大，說明加速度越來越大，物塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)a=Ff【對點(diǎn)訓(xùn)練4】某游樂園的“跳樓機(jī)”游戲，以驚險(xiǎn)刺激深受年輕人的歡迎。某次游戲中，質(zhì)量為m=50kg的小明同學(xué)坐在載人平臺上，并系好安全帶、鎖好安全桿。游戲的過程簡化為巨型升降機(jī)將平臺拉升100m高度，然后平臺由靜止開始下落，在忽略空氣和臺架對平臺阻力的情況下，該運(yùn)動(dòng)可近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。在下落h1=80m時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)使平臺開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，再下落h2=20m時(shí)剛好停止運(yùn)動(dòng)。取g=10m/s2，求：(1)下落的過程中小明運(yùn)動(dòng)速度的最大值vm；(2)落地前20m內(nèi)，小明做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小；(3)當(dāng)平臺落到離地面10m高的位置時(shí)，小明對平臺的壓力F的大小。【答案】(1)40m/s(2)40m/s2(3)2500N【解析】(1)當(dāng)下落h1=80m時(shí)小明的速度最大，有vm2代入數(shù)據(jù)可得vm=40m/s。(2)小明做勻減速運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a=v代入數(shù)據(jù)可得a=40m/s2。(3)當(dāng)平臺落到離地面10m高的位置時(shí)，小明做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有F'-mg=ma代入數(shù)據(jù)得F'=2500N根據(jù)牛頓第三定律，小明對平臺的壓力F大小為2500N?！締栴}探究3】連接體問題多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細(xì)桿、彈簧等聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。連接體一般(含彈簧的系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí))具有相同的運(yùn)動(dòng)情況(速度、加速度)解題思路：（1）同一方向的連接體問題：這類問題通常具有相同的加速度，解題時(shí)一般采用先整體后隔離的方法（2）不同方向的連接體問題：由跨過定滑輪的繩相連的兩個(gè)物體，不在同一直線上運(yùn)動(dòng)，加速度大小相等，但方向不同，也可采用整體法或隔離法求解（3）共速連接體，一般采用先整體后隔離的方法；關(guān)聯(lián)速度連接體一般分別對兩物體受力分析，分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程，聯(lián)立方程求解【典型例題5】(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊緊靠在一起放在傾角為θ的斜面上，兩物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，用始終平行于斜面向上的恒力F推A，使它們沿斜面向上勻加速運(yùn)動(dòng)，為了增大A、B間的壓力，可行的辦法是()A.增大推力F B.減小傾角θC.減小B的質(zhì)量 D.減小A的質(zhì)量【答案】AD【解析】設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，對A、B整體受力分析，有F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a對B受力分析，有FAB－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa由以上兩式可得FAB＝eq\f(mB,mA＋mB)F＝eq\f(F,\f(mA,mB)＋1)為了增大A、B間的壓力，即FAB增大，應(yīng)增大推力F或減小A的質(zhì)量，增大B的質(zhì)量。故A、D正確，B、C錯(cuò)誤?！镜湫屠}6】如圖所示，足夠長的傾角θ＝37°的光滑斜面體固定在水平地面上，一根輕繩跨過定滑輪，一端與質(zhì)量為m1＝1kg的物塊A連接，另一端與質(zhì)量為m2＝3kg的物塊B連接，繩與斜面保持平行．開始時(shí)，用手按住A，使B懸于空中，釋放后，在B落地之前，下列說法正確的是(所有摩擦均忽略不計(jì)，不計(jì)空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()A．繩的拉力大小為30NB．繩的拉力大小為6NC．物塊B的加速度大小為6m/s2D．如果將B物塊換成一個(gè)豎直向下大小為30N的力，對物塊A的運(yùn)動(dòng)沒有影響【答案】C【解析】對B隔離分析，由牛頓第二定律得m2g－FT＝m2a，對A、B整體分析，由牛頓第二定律得m2g－m1gsinθ＝(m1＋m2)a，聯(lián)立解得a＝6m/s2，F(xiàn)T＝12N，故A、B錯(cuò)誤，C正確；如果將B物塊換成一個(gè)豎直向下大小為30N的力，對A由牛頓第二定律得F－m1gsinθ＝m1a′，解得a′＝24m/s2，前后加速度不一樣，對物塊A的運(yùn)動(dòng)有影響，故D錯(cuò)誤．【對點(diǎn)訓(xùn)練5】如圖所示，物體A、B用不可伸長的輕繩連接，在豎直向上的恒力F作用下一起向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知mA＝10kg，mB＝20kg，F(xiàn)＝600N，求此時(shí)輕繩對物體B的拉力大小(g取10m/s2).【答案】400N【解析】對A、B整體受力分析和單獨(dú)對B受力分析，分別如圖甲、乙所示：對A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有：F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a物體B受輕繩的拉力和重力，根據(jù)牛頓第二定律，有：FT－mBg＝mBa，聯(lián)立解得：FT＝400N.【對點(diǎn)訓(xùn)練6】如圖所示，裝有支架的質(zhì)量為M(包括支架的質(zhì)量)的小車放在光滑水平地面上，支架上用細(xì)線拖著質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小車在光滑水平地面上向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定后細(xì)線與豎直方向的夾角為θ.重力加速度為g，求小車所受牽引力的大小.【答案】(M＋m)gtanθ【解析】小球與小車相對靜止，它們的加速度相同，小車的加速度方向水平向左，小球的加速度方向也水平向左，由牛頓第二定律可知，小球所受合力的方向水平向左，如圖所示，小球所受合力的大小為mgtanθ.由牛頓第二定律有mgtanθ＝ma①對小車和小球組成的整體，運(yùn)用牛頓第二定律有F＝(M＋m)a②聯(lián)立①②解得：F＝(M＋m)gtanθ.【問題探究4】多過程問題的分析與求解當(dāng)題目給出的物理過程較復(fù)雜，由多個(gè)過程組成時(shí)，要明確整個(gè)過程由幾個(gè)子過程組成，將過程合理分段，找到相鄰過程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過程.聯(lián)系點(diǎn)：前一過程的末速度是后一過程的初速度，另外還有位移關(guān)系、時(shí)間關(guān)系等.多過程問題的分析方法(1)分析每個(gè)過程的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)每個(gè)過程的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)確定解題方法(正交分解法或合成法)及選取合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式.(2)注意前后過程物理量之間的關(guān)系：時(shí)間關(guān)系、位移關(guān)系及速度關(guān)系.注意：由于不同過程中力發(fā)生了變化，所以加速度也會發(fā)生變化，所以對每一過程都要分別進(jìn)行受力分析，分別求加速度.【典型例題7】航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m＝2kg，動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F1＝32N，試飛時(shí)飛行器從地面由靜止開始豎直上升.設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的空氣阻力大小恒為f＝4N，飛行器上升9s后由于出現(xiàn)故障而失去升力，出現(xiàn)故障9s后恢復(fù)升力但升力變?yōu)镕2＝16N，取重力加速度大小g＝10m/s2，假設(shè)飛行器只在豎直方向運(yùn)動(dòng).求：(1)飛行器9s末的速度大小v1；(2)飛行器0～18s內(nèi)離地面的最大高度H；(3)飛行器落回地面的速度大小v2.【答案】(1)36m/s(2)216m(3)48m/s【解析】(1)0～9s內(nèi)，飛行器受重力、升力和阻力作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：F1－mg－f＝ma1解得a1＝4m/s2飛行器9s末的速度大小v1＝at1＝36m/s.(2)最初9s內(nèi)位移h1＝eq\f(1,2)a1t12＝162m設(shè)失去升力后上升階段加速度大小為a2，上升階段的時(shí)間為t2，由牛頓第二定律得：f＋mg＝ma2解得a2＝12m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得飛行器失去升力后上升階段v1＝a2t2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得h2＝eq\f(1,2)a2t22飛行器0～18s內(nèi)離地面的最大高度H＝h1＋h2解得t2＝3s，H＝216m.(3)飛行器到最高點(diǎn)后下落，設(shè)加速度大小為a3，由牛頓第二定律得：mg－f＝ma3解得a3＝8m/s2恢復(fù)升力前飛行器下落的時(shí)間為t3＝9s－t2＝6s，所以其速度v2＝a3t3.解得v2＝48m/s，由于H>eq\f(1,2)a3t32＝144m，恢復(fù)升力后F2＝mg－f，所以飛行器勻速下降，可知落回地面的速度大小為48m/s.【典型例題8】如圖所示，一質(zhì)量為的小型遙控?zé)o人機(jī)，在恒定升力的作用下豎直起飛，經(jīng)過后，無人機(jī)達(dá)到最大速度，改變升力，此后無人機(jī)勻速上升。假設(shè)無人機(jī)豎直飛行時(shí)所受的阻力大小不變，重力加速度取。則該無人機(jī)（）A．起飛時(shí)的加速度大小為B．在豎直上升過程中所受阻力的大小的C．豎直向上加速階段位移大小為D．上升至離地面處所需的最短時(shí)間為【答案】D【解析】A．由題意知無人機(jī)以恒定升力起飛時(shí)的加速度選項(xiàng)A錯(cuò)誤﹔B．由牛頓第二定律解得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．豎直向上加速階段，選項(xiàng)C錯(cuò)誤﹔D．勻速階段無人機(jī)從地面起飛豎直上升至離地面處所需的最短時(shí)間選項(xiàng)D正確；故選D?！緦c(diǎn)訓(xùn)練7】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m=1kg的物塊，在拉力F=5N作用下，叢靜止開始沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，拉力方向與水平方向成θ角，θ=37°，物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，取重力加速度為g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8（1）作出物塊的受力分析圖；（2）求物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大??；（3）物塊從靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=10s后撤去F，求物塊還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)。

【答案】（1）（2）0.5m/s2；（3）2.5m【解析】（1）受力示意圖如圖所示（2）建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律x方向y方向加速度a=0.5m/s2（3）物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)10s，速度大小為撤去拉力后，水平方向物塊只受滑動(dòng)摩擦力撤去拉力后，物塊還能運(yùn)動(dòng)的距離【對點(diǎn)訓(xùn)練8】如圖所示的大樓內(nèi)有2部電梯為觀景臺使用，其上行最高速率可達(dá)16m/s，從1樓到89樓的室內(nèi)觀景臺，只需39s，在觀景臺上可以俯瞰周邊全景。若電梯從地面到觀景臺經(jīng)歷勻加速、勻速和勻減速三個(gè)過程，小明對這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程很感興趣，于是他在電梯里進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在電梯加速上升時(shí)，質(zhì)量為60kg的他站在臺秤上，臺秤的示數(shù)是66kg，已知重力加速度取10m/s2。（1）求電梯在加速上升階段的加速度大小和加速時(shí)間；（2）若加速和減速階段的加速度大小相等，則求在電梯減速上升階段小明對電梯的壓力；（3）若加速和減速階段的加速度大小相等，則求觀景臺的高度?！敬鸢浮浚?）1m/s2；16s；（2）540N，方向豎直向下；（3）368m【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律，電梯在加速上升階段的加速度大小加速時(shí)間（2）設(shè)電梯在減速上升階段電梯對小明的支持力為，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第三定律可得，小明對電梯的壓力大小為540N，方向豎直向下（3）若加速和減速階段的加速度大小相等，則電梯在減速上升階段所用時(shí)間勻速階段所用時(shí)間加速和減速階段上升的高度勻速上升的高度則觀景臺的高度004體系構(gòu)建005記憶清單1、解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問題的關(guān)鍵①兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過程分析。②一個(gè)“橋梁”——物體運(yùn)動(dòng)的加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁.兩類動(dòng)力學(xué)基本問題都涉及加速度，因此加速度在解決動(dòng)力學(xué)問題中起到關(guān)鍵作用。2、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí)的注意事項(xiàng)（1）若物體做直線運(yùn)動(dòng)，一般將力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解；若求加速度，一般要沿加速度方向分解力；若求某一個(gè)力，可沿該力的方向分解加速度。（2）物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，所以受力分析和運(yùn)動(dòng)分析往往同時(shí)考慮，交叉進(jìn)行，作受力分析圖時(shí)，把所受的外力畫到物體上的同時(shí)，速度和加速度的方向也可以標(biāo)在圖中。3.處理連接體問題的常用方法類型一:①連接體的各部分加速度相同;②不涉及物體之間的相互作用力，求連接體的加速度或合外力。方法:整體法。整體法是把幾個(gè)物體視為一個(gè)整體，作為研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。整體法的優(yōu)點(diǎn)是研究對象少，未知量少,方程少,求解簡單。類型二:①當(dāng)各部分加速度不同時(shí)，一般采用隔離法；②在分析連接體內(nèi)各物體(或一個(gè)物體的各個(gè)部分)間的相互作用力時(shí)必須用隔離法.方法:隔離法。將要分析的物體從連接體中隔離出來，作為研究對象進(jìn)行受力分析。將物體間的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力。優(yōu)點(diǎn)是容易得出單個(gè)物體的受力情況。整體法求加速度，隔離法求相互作用力。求內(nèi)力，先整體，后隔離;求外力，先隔離，后整體。00601強(qiáng)化訓(xùn)練1．一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時(shí)刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小．能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖象是()【答案】C【解析】當(dāng)拉力F小于最大靜摩擦力時(shí)，物塊靜止不動(dòng)，加速度為零，當(dāng)F大于最大靜摩擦力時(shí)，根據(jù)F－f＝ma知：隨F的增大，加速度a增大，故選C.2.某地g取10m/s2，火箭在運(yùn)動(dòng)時(shí)不計(jì)空氣阻力，豎直起飛的火箭在推力F的作用下產(chǎn)生10m/s2的加速度，若推力增大到2F，則火箭的加速度將達(dá)到（）A．20m/s2 B．25m/s2 C．30m/s2 D．40m/s2【答案】C【解析】當(dāng)推力為F時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有同理，當(dāng)推力為2F時(shí)，有聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得故選C。3．（多選）一個(gè)靜止在水平面上的物體質(zhì)量為2kg，在水平向右的5N的拉力作用下滑行，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力為2N，4s后撤去拉力，則（）A．物體在4s末的速度為6m/s B．物體在4s末的速度為10m/sC．物體滑行的時(shí)間為6s D．物體滑行的時(shí)間為10s【答案】AD【解析】AB．前4s內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得，物體勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a1==1.5m/s2物體在4s末的速度v1=a1t1=6m/s選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．4s后，根據(jù)牛頓第二定律得，物體勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度a2==-1m/s2物體繼續(xù)滑行的時(shí)間則物體滑行的時(shí)間為6s+4s=10s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。4．用一水平力F拉靜止在水平面上的物體，在外力F從零開始逐漸增大的過程中，物體的加速度a隨外力F變化的關(guān)系如圖所示，g取10m/s。則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力為7NB．物體的質(zhì)量為2kgC．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3D．當(dāng)F為5N時(shí)，物體受到水平面的作用力大小為【答案】A【解析】A．由圖知，F(xiàn)1=7N時(shí)，物體剛開始運(yùn)動(dòng)，則物體與水平面間的最大靜摩擦力為7N，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，故A錯(cuò)誤，符合題意；BC．令F2=14N根據(jù)解得m=2kg故BC正確，不符合題意；D．當(dāng)F為5N時(shí)，物體靜止，受到靜摩擦力水平面的支持力N=20N物體受到水平面的作用力大小為故D正確，不符合題意。故選A。5．如圖所示，兩根直棍AB和CD相互平行，斜靠在豎直壁上固定不動(dòng)，一根水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下，若持兩個(gè)木棍的傾角不變，將兩棍間的距離減小后（）A．仍勻速滑下 B．勻加速滑下 C．可能靜止 D．一定靜止【答案】B【解析】水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下過程中，受到重力、兩棍的支持力和摩擦力，根據(jù)平衡條件得知將兩棍間的距離稍減小后，兩棍支持力的合力不變，夾角減小，每根木棍對圓筒的支持力減小，滑動(dòng)摩擦力減小，根據(jù)牛頓第二定律，有由于摩擦力變小，可知圓筒將勻加速滑下。故選B。6．（多選）如圖甲所示，物塊的質(zhì)量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻后恒力F突然反向，整個(gè)過程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，g取10m/s2。下列說法正確的是（）A．2s末到3s末物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)B．在t=1s時(shí)刻，恒力F反向C．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3D．恒力F大小為10N【答案】BC【解析】AB．物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為即在t=1s末恒力F反向，物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．物塊勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小根據(jù)牛頓第二定律得F＋Ff=ma1F－Ff=ma2解得F=7NFf=3N由Ff=μmg得μ=0.3故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。7.（多選）如圖甲，一個(gè)物塊放在水平面上，在兩個(gè)恒力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)。時(shí)刻，其中某個(gè)力發(fā)生變化，大小隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，在時(shí)間內(nèi)（）

A．若變化的是，物塊運(yùn)動(dòng)的加速度可能均勻減小B．若變化的是，地面對物塊的摩擦力可能先不變后均勻減小C．若變化的是，物塊可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．若變化的是，地面對物塊的摩擦力可能均勻減小【答案】BD【解析】A．減小時(shí)，摩擦力不變應(yīng)該減速，合力為摩擦力減，合力增大，因此加速度增大，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)速度減小為0后摩擦力為靜摩擦力，等于逐漸減小，故B正確；CD．若變化的是，物塊的加速度會發(fā)生變化，地面對物塊的摩擦力可能均勻減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。8.如圖，質(zhì)量為M的大圓環(huán)中間有一立柱，其上串著一個(gè)質(zhì)量為m的球，球和立柱間有摩擦力。下列說法正確的是（）A．小球在立柱上端由靜止釋放，若加速下滑，則地面對大圓環(huán)的支持力大于B．小球在立柱上以一定的速度向下運(yùn)動(dòng)，若減速下滑，則地面對大圓環(huán)的支持力小于C．小球在立柱上以一定的速度向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)初速度足夠大時(shí)，小球就能通過力將大圓環(huán)托離地面D．小球在立柱上以一定的速度向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度足夠大時(shí)，小球就能通過力將大圓環(huán)托離地面【答案】D【解析】A．小球在立柱上端由靜止釋放，若加速下滑，整個(gè)系統(tǒng)中有部分（小球）處于失重狀態(tài)，則地面對大圓環(huán)的支持力小于，A錯(cuò)誤；B．小球在立柱上以一定的速度向下運(yùn)動(dòng)，若減速下滑，整個(gè)系統(tǒng)中有部分（小球）處于超重狀態(tài)，則地面對大圓環(huán)的支持力大于，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)小球?qū)α⒅蛏系哪Σ亮Υ蟮扔跁r(shí)，大圓環(huán)離開地面，故小球能否通過摩擦力將大圓環(huán)托離地面，取決于摩擦力大小，與初速度大小無關(guān)，C錯(cuò)誤；D．若小球與立柱的摩擦力大于或等于大圓環(huán)的重力時(shí)，就可能通過摩擦力將大圓環(huán)托離地面，此時(shí)解得D正確。故選D。9．如圖，汽車沿水平面向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛車頂上，質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握扶桿，始終相對于汽車靜止地站在車箱底板上，學(xué)生鞋底與汽車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若某時(shí)刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻汽車對學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)椋ǎ〢．mg，豎直向上 B．，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右 D．mgsinθ，斜向右上方【答案】B【解析】以小球?yàn)檠芯繉ο螅芰θ鐖D所示根據(jù)牛頓第二定律可得m球gtanθ=m球a，解得a=gtanθ以人為研究對象，人與球的加速度相同，均水平向左，設(shè)汽車對學(xué)生的作用力F與豎直方向的夾角為α，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanα=ma，將a=gtanθ代入，解得α=θ，方向斜向左上方。故選B。10．如圖所示，A、B兩個(gè)木塊靠在一起放在光滑的水平面上，已知，第一次用水平力F從左邊推動(dòng)兩木塊一起運(yùn)動(dòng)，此時(shí)它們的加速度為a1，A、B間彈力為N1，第二次將水平力F反向，大小不變，從右邊推動(dòng)兩木塊一起運(yùn)動(dòng)，此時(shí)它們的加速度為a2，A、B間彈力為N2，則（）

A． B．C． D．【答案】D【解析】AB．第一次用水平力F從左邊推動(dòng)兩木塊時(shí)，A、B的加速度大小相同，對整體分析，由牛頓第二定律得同理，當(dāng)水平推力F作用于木塊B的右端時(shí)，整體的加速度為可知故AB錯(cuò)誤；CD．第一次用水平力F從左邊推動(dòng)兩木塊時(shí)，隔離B分析有當(dāng)水平推力F作用于木塊B的右端時(shí)，隔離A分析有因?yàn)榭芍蔆錯(cuò)誤，D正確。故選D。11．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為、的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個(gè)大小分別為、的水平拉力分別作用在、上，則（）

A．彈簧秤的示數(shù)是10NB．彈簧秤的示數(shù)是26NC．在突然撤去的瞬間，的加速度為D．在突然撤去的瞬間，的加速度為【答案】BD【解析】AB．以兩物體組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律可知，系統(tǒng)的加速度方向水平向右，設(shè)彈簧秤的拉力是F，以為研究對象，由牛頓第二定律得則F=26N故A錯(cuò)誤，B正確；C．彈簧的彈力不能突變，在突然撤去的瞬間，不再受的作用，受的合力等于彈簧的彈力，發(fā)生變化，由牛頓第二定律可知，的加速度變化，不再等于，故C錯(cuò)誤；D．彈簧的彈力不能突變，在突然撤去的瞬間，受力情況不變，受的合力不變，由牛頓第二定律可知，的加速度不變，為，故D正確。故選BD。12．某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯，根據(jù)空地的空間和安全考慮，滑梯的豎直高度確定為2.4m。設(shè)計(jì)時(shí)，滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下，滑梯水平跨度要滿足什么條件？【答案】不大于6m【解析】兒童受力分析如圖所示重力在滑梯上分解成兩個(gè)方向的力，垂直于滑梯的力等于mgcosθ，平行于滑梯的力等于mgsinθ；人在滑梯上能滑下，滿足mgsinθ≥μmgcosθ已知滑梯與兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取0.4，解得滑梯傾角tanθ≥μ=0.4根據(jù)幾何關(guān)系可知其中h=2.4m，解得滑梯的水平夸度為L=6m所以滑梯的水平跨度不得大于6m。13.如圖所示，一質(zhì)量的物體放在水平地面上，作用在物體上的拉力與水平面成，當(dāng)時(shí)物體恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，（，，g=10m/s2）。求：（1）物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）當(dāng)力增大為時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度；（3）物體沿水平面運(yùn)動(dòng)的最大加速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）當(dāng)時(shí)物體恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，對物體進(jìn)行分析受力，其受力示意圖如下所示根據(jù)平衡條件可得聯(lián)立解得（2）當(dāng)力增大為時(shí)，分析可知拉力沿豎直方向的分力小于重力。故物體沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。則豎直方向根據(jù)平衡條件，有水平方向根據(jù)牛頓第二定律，有帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立可得（3）分析可知，當(dāng)?shù)孛鎸ξ飰K的支持力為零時(shí)，物塊的加速最大，此時(shí)地面對物體的摩擦力也為零。故物體受力示意圖如下故有聯(lián)立解得14.如圖甲所示，一物塊在水平外力的作用下在粗糙水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)刻撤去外力，物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)后停下，其位移—時(shí)間圖像如圖乙所示。已知物塊的質(zhì)量，重力加速度g取，求：（1）物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）物塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上豎直方向上有又由解得（2）撤去外力F后，做勻減速運(yùn)動(dòng)，由圖像可知，時(shí)，，物塊剛好停止。物塊在0~4s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可看做反向勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，則有又解得15.如圖所示，水平面上放有質(zhì)量均為m=1