牛顿运动定律的应用
1.一小球从空中由静止下落,已知下落过程中小球所受阻力与速度的平方成正比,设小球离地足够高,则 ( ) A.小球先加速后匀速 B.小球一直在做加速运动 C.小球在做减速运动 D.小球先加速后减速
【解析】选A。设小球受到的阻力为Ff=kv,在刚开始下落一段时间内阻力是从零增加,mg>Ff,向下做加速运动,过程中速度在增大,所以阻力在增大,当mg=Ff时,合力为零,做匀速直线运动,速度不再增大,故小球的速度先增大后匀速,A正确。 【补偿训练】
如图所示为两个等高的光滑斜面AB、AC,将一可视为质点的滑块由静止在A点释放。沿AB斜面运动,运动到B点时所用时间为tB;沿AC斜面运动,运动到C点所用时间为tC,则
( )
2
A.tB=tC C.tB B.tB>tC D.无法比较 【解析】选C。设斜面倾角为θ,对m利用牛顿第二定律解得加速度a=gsin θ,解几何三角 形得位移x=,据x=at得t= 2 ==,C正确。 2.A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面,若两物体的质量为mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比 ( ) A.xA=xB B.xA>xB C.xA D.不能确定 【解析】选A。通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道,物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力,由牛顿第二定律知:μmg=ma得:a=μg,可见:aA=aB,物体减速到零时 1 滑行的距离最大,由运动学公式可得:正确。 =2aAxA,= 2aBxB,又因为vA=vB,aA=aB,所以xA=xB,A 3.一物块从粗糙斜面底端,以某一初速度开始向上滑行,到达某位置后又沿斜面下滑到底端,则物块在此运动过程中 ( ) A.上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力 B.上滑时的摩擦力大小等于下滑时的摩擦力大小 C.上滑时的加速度小于下滑时的加速度 D.上滑的时间大于下滑的时间 【解析】选B。设斜面倾角为θ,物块受到的摩擦力f=μmgcos θ,物块上滑与下滑时的滑动摩擦力大小相等,故选项A错误,B正确;上滑时的加速度a上= gsin θ+μgcos θ,下滑时的加速度a下=gsin θ-μgcos θ,由此可知,上滑时的加速度大 于下滑时的加速度,故选项C错误;由t=错误。 ,位移x相等,a上>a下,所以t上 4.2018年12月28日,我国第三架C919大飞机试飞成功,假设飞机在跑道上滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,40 s末达到起飞速度80 m/s,已知飞机的质量为7.0×10 kg,求飞机滑跑过程中: 4 (1)加速度大小。 (2)所受合外力大小。 【解析】(1)飞机的初速度为v0=0,飞机的末速度为v=80 m/s,飞机加速时间为t=40 s 则飞机的加速度为 a== m/s=2 m/s 22 (2)由牛顿第二定律可得飞机所受合外力为 2 F=ma=7.0×10×2 N=1.4×10 N 答案:(1)2 m/s (2)1.4×10 N 情境:科技馆的主要教育形式为展览教育,通过科学性、知识性、趣味性相结合的展览内容和参与互动的形式,反映科学原理及技术应用,鼓励公众动手探索实践,不仅普及科学知识,而且注重培养观众的科学思想、科学方法和科学精神。晓敏同学在科技馆做“水对不同形状运动物体的阻力大小的比较”实验,图甲中两个完全相同的浮块,头尾相反放置在同一起始线上,它们通过细线与终点的电动机连接。两浮块分别在大小为F的两个相同牵引力作用下同时开始向终点做直线运动,运动过程中该同学拍摄的照片如图乙。已知拍下乙图时,左侧浮块运动的距离恰好为右侧浮块运动距离的2倍,假设从浮块开始运动到拍下照片的过程中,浮块受到的阻力不变。 问题:试求该过程中: 2 5 45 (1)两浮块平均速度之比。 (2)两浮块所受合力之比。 (3)两浮块所受阻力f左与f右之间的关系。 【解析】(1)由=得,左侧浮块的平均速度: v左=, 右侧浮块的平均速度: v右=, 两浮块平均速度之比: 3 ===2。 (2)根据牛顿第二定律可知,F合=ma, 浮块运动的位移:x=at2 , 则:===2。 (3)根据牛顿第二定律可知, F-f左=ma左, F-f右=ma右, 又因为==2, 则有:==2, 则两浮块所受阻力f左与f右之间的关系: 2f右-f左=F。 答案:(1)2 (2)2 (3)2f右-f左=F 4
新教材高中物理 4.5 牛顿运动定律的应用课堂检测（含解析）新人教版必修1
