教科版高中物理必修1牛顿运动定律的应用 第1名师精编课时作业.docx

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 5　牛顿运动定律的应用 1、如图所示，质量为m＝3 kg的木块放在倾角为θ＝30°的足够长的固定斜面上，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时间木块沿斜面上升4 m的距离，则推力F的大小为(g取10 m/s2)(　　) A．42 N　　　B．6 N　　　C．21 N　　　D．36 N 答案　D 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＝eq \f(1,2)at2得a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsin θ－μmgcos θ＝ma，得F＝36 N，D正确． 2、一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2(g取10 m/s2)，则(　　) A．2 s末物体的速度为2 m/s B．2 s内物体的位移为6 m C．2 s内物体的位移为2 m D．2 s内物体的平均速度为2 m/s 答案　AC 解析　物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力f，则根据牛顿第二定律得F－f＝ma，又f＝μmg，联立解得，a＝1 m/s2.所以2 s末物体的速度为vt＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正确；2 s内物体的位移为x＝eq \f(1,2)at2＝2 m，B错误，C正确；2 s内物体的平均速度eq \x\to(v)＝eq \f(x,t)＝eq \f(2,2) m/s＝1 m/s，D错误． 3、某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为(　　) A．1×102 N B．2×102 N C．2×105 N D．2×104 N 答案　B 解析　根据v2＝2ax，得a＝eq \f(v2,2x)＝eq \f(1002,2×0.5) m/s2＝1×104 m/s2，从而得高压气体对子弹的平均作用力F＝ma＝20×10－3×1×104 N＝2×102 N. 4、总质量为m＝75 kg的滑雪者以初速度v0＝8 m/s沿倾角为θ＝37°的斜面向上自由滑行，已知雪橇与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，假设斜面足够长．sin 37°＝0.6，g取10 m/s2，不计空气阻力．试求： (1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离； (2)若滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小． 答案　(1)4 m　(2)4eq \r(2) m/s 解析　(1)上滑过程中，对滑雪者进行受力分析，如图所示， 滑雪者受重力mg、支持力N、摩擦力f作用，设滑雪者的加速度为a1.根据牛顿第二定律有： mgsin θ＋f＝ma1，a1方向沿斜面向下． 在垂直于斜面方向有：N＝mgcos θ 又摩擦力f＝μN 由以上各式解得：a1＝g(sin θ＋μcos θ)＝8 m/s2 滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，速度减为零时的位移x＝eq \f(v\o\al(,02),2a1)＝4 m，即滑雪者沿斜面上滑的最大距离为4 m. (2)滑雪者沿斜面下滑时，对其受力分析如图所示． 滑雪者受到重力mg、支持力N′及沿斜面向上的摩擦力f′，设加速度大小为a2.根据牛顿第二定律有：mgsin θ－f′＝ma2，a2方向沿斜面向下． 在垂直于斜面方向有：N′＝mgcos θ 又摩擦力f′＝μN′ 由以上各式解得：a2＝g(sin θ－μcos θ)＝4 m/s2 滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，滑到出发点时的位移大小为4 m，速度大小为v＝eq \r(2a2x)＝4eq \r(2) m/s. 5、如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.求： (1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度； (2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小； (3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小． 答案　(1)见解析图　1.3 m/s2，方向水平向右 (2)6.5 m/s　(3)16.25 m 解析　(1)对物体受力分析如图： 由牛顿第二定律得： Fcos θ－f＝ma Fsin θ＋N＝mg f＝μN 解得：a＝1.3 m/s2，方向水平向右． (2)vt