人教版高一物理必修一第四章4.6用牛顿运动定律解决问题(第1课时) 作业

由天下分享时间：2024/9/5 12:53:40 加入收藏我要投稿点赞

Mg M?mB.

M?mg mC.

M?mg MD.上述均不对

15.一个物块置于粗糙的水平地面上,受到水平方向的推力F作用,推力F随时间t变化的关系如图甲所示,速度v随时间t变化的关系如图乙所示.取g?10m/s,求:

(1)1s末和3s末物块所受摩擦力的大小f1和f2; (2)物块与水平地面间的动摩擦因数μ; (3)若6s末撤去外力,物块前7.5s内的位移大小.

答案以及解析

1.答案：C

解析：运动员经过B点时,运动员受向下的重力,此时弹力为零,则加速度向下,加速度与速度同向,速度继续增加,所以此位置的速度不是最大,选项A错误.从O点到B点,运动员的加速度大小为g不变;从B点到C点,开始时重力大于弹力,随弹力的增加,运动员做加速度逐渐减小的加速运动,到达C点时加速度为零,速度最大,选项B错误,C正确.从C点到D点,弹力大于重力,合力向上,随弹力的增加,合力增加,所以运动员的加速度不断增加,选项D错误. 2.答案：D

解析：该同学在这段时间内处于失重状态,对体重计的压力变小了,而该同学的重力并没有改变,故A错误;以竖直向下为正方向,则有:mg?F?ma,解得a?0.2g,方向竖直向下,但速度方向可能是竖直向上,也可能是竖直向下,故B错误,D正确;人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,故C错误。 3.答案：BC

解析：小球接触弹簧后,弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力,小球的合力沿斜面向下,加速度也沿斜面向下,与速度方向相同,故小球做加速运动,因弹力逐渐增大,合力减小,加速度减小;随着小球向下运动,弹簧的弹力增大,当弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力后,小球的合力沿斜面向上,加速度沿斜面向上,与速度方向相反,小球做减速运动,弹力增大,合力增大,加速度也增大;综上可知,加速度先减小后反向增大,小球速度先增大后减小,故B、C正确,A、D错误. 4.答案：C

解析：由于3木块一起做匀加速运动,所以质量为2m的木块对质量为m的木块有水平向右的静摩擦力.质量为2m的木块受重力、绳的拉力、上下面的弹力和m的静摩擦力共5个力的作用,A错误.对系统整体受力分析,得F?6ma,对质量为2m的物块受力分析,得

FT?Ff?2ma;对m受力分析,得F?ma.联立可得,F增大到2FT时,轻绳上的力才达到临

界值FT,故C正确,B、D错误. 5.答案：BD

解析：剪断轻绳的瞬间,绳的弹力立即消失,而弹簧弹力保持不变;对b,根据牛顿第二定律可得

mab?2mg,解得ab?2g,方向向下;c上面的弹簧在轻绳剪断前的弹力大小等于三个物块

的总重力,即3mg,剪断轻绳后,对c根据牛顿第二定律可得3mg?mg?mac,解得ac?2g,方向向上,故A错误,B正确.剪断轻绳后,在a、b下落过程中,二者在开始的一段时间内加速度不同,所以两者不会保持相对静止,故C错误.剪断轻绳后,a、b下落过程中加速度相等的瞬间,二者均不受弹簧弹力,即两者之间的轻弹簧一定处于原长状态,此时二者的加速度都为g,故D正确. 6.答案：D

解析：由v?t图像可知,0~1s内,物体做匀加速赶线运动,其加速度大小为a1?a2??v16?m/s2?6m/s2;1~3s内,物体做匀减速点线运动,其加速度的大小为?t116m/s2?3m/s2。根据牛顿第二定律,0~1s有F?Ff?ma1,1~3s有Ff?ma2,解得2F?9N,Ff?3N。故D正确,A、B、C错误。

7.答案：BC

解析：从0到t1时刻,对A、B整体,根据牛顿第二定律得F?3mgsin??kx?2ma,得

F?2mgsin??kx?2ma,则知拉力F逐渐增大;从t1时刻A、B分离,t1~t2时间内,对B分

析,根据牛顿第二定律得F?mgsin??ma,得F?mgsin??ma,拉力F不变,故A错误;由图可知,t1时刻A、B分离,此时刻对A根据牛顿第二定律有kx1?mgsin??ma,解得

x1?mgsin??ma2,开始时有2mgsin??kx0,又v?2a(x0?x1),联立解得

kv?2a(mgsin??ma),故B正确,D错误;由图可知,t2题时刻A的加速度为零,速度最大,

kmgsin?,故C正确. k根据牛顿第二定律和胡克定律有mgsin??kx2,得x2?8.答案：C

解析：设物体的质量为m,阻力大小为f,上升的最大高度为h、则上升时的加速度大小为

a1?(mg?f)/m,

下降时的加速度大小为a2?(mg?f)/m,

由运动学公式得: v02?2a1h,(可得

v02)?2a2h, 2mg5a1?. ?4,解得f3a29.答案：B

1解析：设消防队员最大速度为v,则加速过程中的平均速度和减速过程中的平均速度都是v,

2112h2?12故全程的平均速度是v.则h?vt?vt,解得v??m/s?8m/s,故A错误.设消防队员

22t3加速过程和减速过程的加速度大小分别为a1和a2.由题知,加速过程有mg?f1?ma1,减速过112程有f2?mg?ma2.根据速度公式,有a1t1?a2t2?v,t1?t2?3s,a1?2a2,a1t12?a2t2?h.联

22立解得a1?8m/s2,a2?4m/s2,f1?120N,f2?840N.故f1:f2?1:7,故B正确.由速度公式得t1?v8v8?s?1s,t2??s?2s,所以加速与减速过程的时间之比为1:2,故D错误.由位移a18a24121121a1t1??8?12m?4m,s2?a2t2??4?22m?8m,加速与减速过程的位移之2222公式得s1?比为1:2,故C错误。 10.答案：D

解析：因弹簧处于压缩状态,则小车和斜面的整体在水平方向受到的合外力向左,则小车一定有向左的加速度的分量,即小车的加速度一定沿斜面向下,即小车可能匀加速向下运动,也可能匀减速向上运动,选项A、B错误;若小车匀加速向下运动,则斜面体对小车摩擦力沿斜面向上,若小车匀减速向上运动,则斜面体对小车摩擦力沿斜面向下,选项C错误;对小车和斜面的整体在竖直方向,因小车加速度沿斜面向下,有竖直向下的分量,可知小车失重,即地面对斜面体的支持力一定小于斜面体和小车的总重力,选项D正确;故选D。 11.答案：C

解析：物体在上升过程中受到重力和阻力,两力方向相同都竖直向下,根据牛顿第二定律可得

1mg?f?ma1,所以f?mg,物体在下降过程中受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,

32根据牛顿第二运动定律可得mg?f?ma2，带入数据可得a2?g,选C。

12.答案：C

解析：在光滑段运动时,物块b处于平衡状态,因此有

Fcos??FNsin?,Fsin??FNcos??mg?0.当它们刚运行至轨道的粗糙段时,系统有

水平向右的加速度,此时有两种可能,一是物块b仍相对静止,竖直方向加速度为零,则

Fsin??FNcos??mg?0仍成立,但Fcos??FNsin??0,因此绳的张力F将减小,而地

面对a的支持力不变;二是物块b相对于a向上滑动,具有向上的加速度,因此绳的张力减小,地面对a的支持力增大,C正确.

13.答案：C

解析：由题意知,AB长度是BC长度的两倍,设AB面的倾角为

,可得