課時(shí)訓(xùn)練3牛頓運(yùn)動定律綜合應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1.從牛頓第二定律可知,無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,可是當(dāng)我們用很小的水平力去推很重的放在地面上的箱子時(shí),卻推不動。這是因?yàn)?A)A.推力等于靜摩擦力B.推力小于靜摩擦力C.推力小于箱子重力D.牛頓第二定律不適用2.我國的汽車工業(yè)正在飛速發(fā)展,一輛轎車,從動力到小小的天線都與物理學(xué)有關(guān)。某國產(chǎn)新型轎車,在平直公路上行駛時(shí),當(dāng)車速為36 km/h時(shí),制動后滑行距離為10.0 m,則轎車所受的制動阻力大小是轎車重力大小的倍數(shù)為(B)A.0.1B.0.5C.0.2D.1.03.冰壺比賽中,運(yùn)動員將一個(gè)冰壺以一定初速度推出后將運(yùn)動一段距離停下來。換一個(gè)材料相同,質(zhì)量更大的冰壺,如果以相同的初速度推出后,冰壺運(yùn)動的距離將(A)A.不變B.變小C.變大D.無法判斷4.如圖所示,在一輛小車的上表面有質(zhì)量分別為m1,m2(m1>m2)的兩個(gè)物體,隨車一起勻速運(yùn)動,兩物體與小車間的動摩擦因數(shù)相等。假設(shè)車突然停止,如不考慮其他阻力,設(shè)車足夠長,則兩個(gè)物體(B)A.一定相碰 B.一定不相碰C.不一定相碰D.條件不足,無法判斷5.質(zhì)量為m的金屬盒獲得大小為v0的初速度后在水平面上最多能滑行x距離,如果在盒中填滿油泥,使它的總質(zhì)量變?yōu)?m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,則它滑行的最大距離為(D)A. B.2xC. D.x6.蹦極是一種極限體育項(xiàng)目,可以鍛煉人的膽量和意志。運(yùn)動員從高處跳下,彈性繩被拉展前做自由落體運(yùn)動,彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下,運(yùn)動員下落一定高度后速度減為零。在這下降的全過程中,下列說法中正確的是(B)A.彈性繩拉展前運(yùn)動員處于失重狀態(tài),彈性繩拉展后運(yùn)動員處于超重狀態(tài)B.彈性繩拉展后運(yùn)動員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)C.彈性繩拉展后運(yùn)動員先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)D.運(yùn)動員一直處于失重狀態(tài)解析:彈性繩拉展前運(yùn)動員只受重力,處于完全失重狀態(tài);彈性繩拉展后,開始拉力小于重力,加速度方向向下,還處于失重狀態(tài);當(dāng)拉力大于重力,加速度方向向上,運(yùn)動員處于超重狀態(tài),所以彈性繩拉展后運(yùn)動員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài),故A,C,D錯(cuò)誤,B正確。7.在進(jìn)行排球訓(xùn)練時(shí),下列有關(guān)說法中正確的是(A)A.墊球時(shí),手感覺疼,說明球與手之間的作用力是相互的B.球墊起后,能繼續(xù)向上運(yùn)動,是因?yàn)榍蚴冀K受到向上的力作用C.球墊起后,上升到最高點(diǎn)時(shí),處于平衡狀態(tài)D.球下落過程速度越來越大,說明球的慣性越來越大解析:墊球時(shí),手感覺疼,說明球與手之間的作用力是相互的,故A正確;球在空中繼續(xù)向上運(yùn)動,是由于球具有慣性,球沒有受到向上的力作用,故B錯(cuò)誤;球上升到最高點(diǎn)時(shí),速度為零,處于瞬間的靜止,但是由于受重力的作用會向下落,因此此時(shí)不是平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;球下落過程速度越來越大,是由于重力作用下向下加速運(yùn)動的緣故,慣性不變,故D錯(cuò)誤。8.(2019·臺州檢測)冰上表演剛開始時(shí),甲、乙兩人都靜止不動,如圖甲所示,隨著優(yōu)美的音樂響起,他們在相互猛推一下對方后分別向相反方向運(yùn)動,如圖乙所示。假定兩人的冰鞋與冰面的動摩擦因數(shù)相同,甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,則下列說法中正確的是(A)A.兩人剛分開時(shí),甲的速度比乙的速度大B.兩人分開后,甲的加速度比乙的加速度大C.在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力D.在推的過程中,甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間解析:在相互猛推一下的時(shí)候,甲對乙的力與乙對甲的力是一對相互作用力,大小相等、方向相反,同時(shí)變化,同時(shí)消失,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤;由于甲的質(zhì)量小,所以速度變化要快,即剛分開時(shí),甲的速度比乙的速度大,選項(xiàng)A正確;分開之后,甲或乙均只受滑動摩擦力,加速度 a=g,大小相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。能力提高9.國產(chǎn)“殲15”艦載機(jī)以80 m/s的速度降在靜止的“遼寧號”航母水平甲板上,機(jī)尾掛鉤精準(zhǔn)鉤住阻攔索,在阻攔索的拉力幫助下,經(jīng)歷2.5 s速度減小為零。若將上述運(yùn)動視為勻減速直線運(yùn)動,根據(jù)以上數(shù)據(jù)不能求出艦載機(jī)在甲板上運(yùn)動的(D)A.位移 B.加速度C.平均速度D.受到的阻力解析:根據(jù)v=v0+at,x=at2+v0t,=,可求出加速度、位移、平均速度。由于未知艦載機(jī)的質(zhì)量,故不能求出艦載機(jī)在甲板上受到的阻力,故選項(xiàng)D正確。10.某高層小區(qū)的一臺電梯從靜止開始向下運(yùn)動,其速度時(shí)間圖象如圖所示,下列說法正確的是(C)A.電梯在t=5 s時(shí)處于超重狀態(tài)B.電梯在010 s內(nèi)的平均速度大于在10 30 s內(nèi)的平均速度,兩段時(shí)間內(nèi)的速度方向相反C.電梯在010 s內(nèi)的加速度大于在1030 s內(nèi)的加速度,兩段時(shí)間內(nèi)的加速度方向相反D.電梯在010 s內(nèi)對乘客的支持力大于在1030 s內(nèi)對乘客的支持力解析:由于電梯是從靜止開始向下運(yùn)動,110 s內(nèi)加速度大小為a= m/s2=0.6 m/s2,方向向下,在t=5 s時(shí)處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;電梯在010 s內(nèi)的平均速度為v1= m/s=3 m/s,1030 s 內(nèi)的平均速度為v2= m/s=3 m/s,故兩段平均速度相等,方向相同,故B錯(cuò)誤;電梯在010內(nèi)的加速度a1= m/s2=0.6 m/s2,1030 s內(nèi)的加速度a2= m/s2=-0.3 m/s2,兩段加速度方向相反,故C正確;010 s內(nèi)向下加速運(yùn)動,處于失重狀態(tài),1030 s內(nèi)向下減速運(yùn)動,處于超重狀態(tài),電梯在010 s內(nèi)對乘客的支持力小于在1030 s內(nèi)對乘客的支持力,故D錯(cuò)誤。11.(2019·紹興檢測)如圖所示,橡皮膜包住空心塑料管的底端,細(xì)線將橡皮膜固定密封,用手豎直握住塑料管保持靜止?fàn)顟B(tài),先將水從塑料管頂端倒入并灌至整管的三分之二處,然后在管頂處加一個(gè)多孔的瓶蓋,此時(shí)橡皮膜突出成半球狀?，F(xiàn)用力將塑料管向上加速提升一段距離,再減速上升直至速度為零。則(B)A.加速上升時(shí)塑料管處于失重狀態(tài)B.加速上升時(shí)橡皮膜底部進(jìn)一步向下突出C.減速上升時(shí)塑料管處于超重狀態(tài)D.減速上升時(shí)塑料管內(nèi)的水面將下降解析:加速提升階段,塑料管和水均處于超重狀態(tài),下面橡皮膜進(jìn)一步向下突出,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;減速上升階段,塑料管和水處于失重狀態(tài),橡皮膜會恢復(fù)一部分形變,即水位上升,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤。12.滑沙是國內(nèi)新興的旅游項(xiàng)目,如圖甲所示,即乘坐滑板從高高的沙山頂自然下滑,隨著下滑速度的加快,在有驚無險(xiǎn)的瞬間體會到了刺激和快感。其運(yùn)動可以簡化為如圖乙所示,一位乘客先后兩次從靜止下滑,下列 vt 圖象中實(shí)線代表第一次從較低位置滑下,虛線代表第二次從較高位置滑下,假設(shè)斜面和地面與滑板之間的動摩擦因數(shù)不變,忽略空氣阻力且拐彎處加速度大小不變,則vt圖象正確的是(D)解析:設(shè)滑板與沙之間的動摩擦因數(shù)為,斜面與水平面之間的夾角為,當(dāng)游客與滑板沿斜面向下運(yùn)動時(shí),有ma1=mgsin -mgcos ,則a1=gsin -gcos ,可知向下滑動的加速度與斜面的高度無關(guān),但在較高位置滑下時(shí)獲得的最大速度較大;在水平面上減速的過程中,有ma2=mg,所以a2=g,可知減速的過程中的加速度也是大小相等的,則兩次減速過程中的vt圖線是平行線,故D正確,A,B,C錯(cuò)誤。13.如圖所示,水平軌道AB和傾斜軌道BC平滑對接于B點(diǎn),整個(gè)軌道固定?，F(xiàn)某物塊以初速度v0從A位置向右運(yùn)動,恰好到達(dá)傾斜軌道C處(物塊可視為質(zhì)點(diǎn),且不計(jì)物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的能量損失)。物塊在水平面上的平均速度為,在BC斜面上平均速度為,且=4。物塊在AB段的動摩擦因數(shù)為1,在BC段的動摩擦因數(shù)為2,且1=62。已知AB=6BC,傾斜軌道傾角=37°。根據(jù)上述信息,下面說法正確的是(C)A.物塊經(jīng)過B處的速度大小為0.5v0B.在AB,BC運(yùn)動時(shí)間之比=C.物塊與BC間的動摩擦因數(shù)2=D.物塊到達(dá)C處之后,能保持靜止?fàn)顟B(tài)解析:物塊在AB階段、BC階段分別做勻減速直線運(yùn)動,根據(jù)=,得=4×,因此vB=v0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由題意知=4,即=4,又因?yàn)閤AB=6xBC,則=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式,在AB段有(v0)2-=-21gxAB,在BC段有0-(v0)2=-2(gsin 37°+2gcos 37°)xBC,又因?yàn)?=62,聯(lián)立解得2=,選項(xiàng)C正確;由于2<tan 37°,則物塊不可能在C處保持靜止,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。14.(2017·浙江4月學(xué)考)游船從某碼頭沿直線行駛到湖對岸,小明對過程進(jìn)行觀測,記錄數(shù)據(jù)如下表。運(yùn)動過程運(yùn)動時(shí)間運(yùn)動狀態(tài)勻加速運(yùn)動040 s初速度v0=0;末速度v=4.2 m/s勻速運(yùn)動40640 sv=4.2 m/s勻減速運(yùn)動640720 s靠岸時(shí)的速度vt=0.2 m/s(1)求游船勻加速運(yùn)動過程中加速度大小a1及位移大小x1;(2)若游船和游客的總質(zhì)量M=8 000 kg,求游船勻減速運(yùn)動過程中所受的合力大小F;(3)求游船在整個(gè)行駛過程中的平均速度大小。解析:(1)由運(yùn)動學(xué)公式a1=0.105 m/s2,位移x1=a1=84 m。(2)勻減速運(yùn)動過程中加速度a2=0.05 m/s2由牛頓第二定律得F=Ma2=400 N。(3)位移x=×t1+v×t2+×t3=2 780 m,平均速度=3.86 m/s。答案:(1)0.105 m/s284 m(2)400 N(3)3.86 m/s15.隨著科技的發(fā)展,我國未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)的起飛距離,如圖所示,航空母艦的水平跑道總長l=180 m,其中電磁彈射區(qū)的長度為l1=80 m,在該區(qū)域安裝有直線電機(jī),該電機(jī)可從頭至尾提供一個(gè)恒定的牽引力F牽。一架質(zhì)量m=2.0×104 kg的飛機(jī),其噴氣式發(fā)動機(jī)可以提供恒定的推力F推=1.2×105 N。假設(shè)飛機(jī)在航母上的阻力恒為飛機(jī)重力的0.2倍,已知飛機(jī)可看成質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn),離艦起飛速度v=40 m/s,航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài),(取g=10 m/s2)求:(1)飛機(jī)在后一階段的加速度大小;(2)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大小;(3)電磁彈射器的牽引力F牽的大小。解析:(1)設(shè)飛機(jī)在后一階段的加速度大小為a2,則根據(jù)牛頓第二定律,有F推-0.2mg=ma2,解得a2=4.0 m/s2。(2)設(shè)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大小為v1,則有v2-=2a2(l-l1),解得v1=20 m/s。(3)設(shè)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)的加速度為a1,則有=2a1l1,解得a1=5 m/s2;根據(jù)牛頓第二定律,有F牽+F推-0.2mg=ma1解得F牽=2×104 N。答案:(1)4.0 m/s2(2)20 m/s(3)2×104 N16.高層應(yīng)急救生緩降器主要用于高層建筑在遭受自然災(zāi)害或人為災(zāi)害時(shí)應(yīng)急疏散和逃生。如圖甲所示,當(dāng)逃生員遇到突發(fā)情形時(shí),可將安全繩系于腰部,通過鋼絲繩安全著陸;圖乙是某次演練中逃生員豎直下降至地面過程,根據(jù)隨身攜帶的速度傳感器記錄下的數(shù)據(jù)而作出的vt圖象。設(shè)逃生員的質(zhì)量為60 kg,不計(jì)空氣阻力及摩擦力的作用。g取10 m/s2,求:(1)逃生員下降的總高度及下降過程中的平均速度;(2)逃生員在變速運(yùn)動過程中所受鋼絲繩的拉力的最大值和最小值。解析:(1)根據(jù)vt圖象中的速度圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的面積等于運(yùn)動物體位移的大小,可得逃生員下降的總高度h=×3×12 m+2×12 m+×4 m=74 m下降過程的平均速度= m/s8.22 m/s。(2)在03 s時(shí)間內(nèi),逃生員勻加速下滑,加速度a1= m/s2=4 m/s2,由牛頓第二定律得mg-F1=ma1,則拉力最小值F1=mg-ma1=60×(10-4)N=360 N在59 s時(shí)間內(nèi),逃生員勻減速下滑,加速度a2= m/s2=-2 m/s2由牛頓第二定律得mg-F2=ma2,則拉力最大值F2=mg-ma2=60×(10+2)N=720 N。答案:(1)74 m8.22 m/s(2)720 N360 N17.觀光旅游、科學(xué)考察經(jīng)常利用熱氣球,保證熱氣球的安全十分重要?？蒲腥藛T進(jìn)行科學(xué)考察時(shí),氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為M=1 000 kg,在空中停留一段時(shí)間后,由于某種故障,氣球受到的空氣浮力減小,當(dāng)科研人員發(fā)現(xiàn)氣球在豎直下降時(shí),氣球速度為v0=2 m/s,此時(shí)開始,經(jīng)t0=4 s氣球繼續(xù)勻加速下降h1=16 m,科研人員立即拋掉一些壓艙物,使氣球勻速下降。不考慮氣球由于運(yùn)動而受到的空氣阻力。g取10 m/s2,求:(1)氣球勻加速下降階段的加速度大小a;(2)拋掉壓艙物的質(zhì)量m;(3)氣球從被發(fā)現(xiàn)豎直下降開始經(jīng)過t=12 s的時(shí)間內(nèi)下落的總高度h總。解析:(1)設(shè)氣球勻加速下降的加速度為a,受空氣的浮力為F,則由運(yùn)動學(xué)公式可知h1=v0t0+a解得a=1 m/s2。(2)由牛頓第二定律得Mg-F=Ma拋掉質(zhì)量為m的壓艙物,氣球勻速下降,有(M-m)g=F解得m=100 kg。(3)設(shè)拋掉壓艙物時(shí),氣球的速度為v1由運(yùn)動學(xué)公式可知v1=v0+at0=6 m/sh總=h1+v1(t-t0)=64 m。答案:(1)1 m/s2(2)100 kg(3)64 m- 7 -