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2020_2021学年高中物理第三章牛顿运动定律第五节牛顿运动定律的应用课时作业含解析教科版必修1

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课时作业19 牛顿运动定律的应用

时间:45分钟

一、单项选择题

1.放在粗糙水平面上的物体,在水平拉力F的作用下以加速度a运动,现将拉力F改为2F(仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则( D )

A.a′=a C.a′=2a

B.a2a

解析:根据牛顿第二定律,当拉力为F时,加速度a=2F-f度a′=,所以a′>2a,D正确.

F-f.当拉力改为2F时,其加速mm2.如右图所示,质量m=10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物体产生的加速度是(g取10 m/s)( D )

2

A.0

C.2 m/s,水平向左

2

B.4 m/s,水平向左 D.4 m/s,水平向右

2

2

解析:因物体向左运动,故受水平向右的滑动摩擦力作用,F合=F+Ff=F+μmg=ma,代入数据得a=4 m/s,方向向右,D项正确.

3.如图所示,AD是固定斜面体底边BC的高,F,G分别是光滑斜面AB,AC的中点,DE垂直于AB,DH垂直于AC,甲、乙两个小球(均视为质点)从斜面的顶点A分别沿斜面AB,AC同时由静止下滑,下列说法正确的是( B )

2

A.当甲球运动到E点时,乙球可能运动到AG间某点 B.当甲球运动到E点时,乙球一定运动到H点 C.当甲球运动到F点时,乙球一定运动到G点 D.当甲球运动到F点时,乙球一定运动到H点

解析:设AB面的倾角为α,AC面的倾角为β,AE=s,AF=s1,则α+β=90°,sinα=cosβ,由牛顿第二定律得:甲球运动的加速度a甲=度a乙=

m甲gsinα=gsinα,乙球运动的加速m甲

2sm乙gsinβ12

=gsinβ,当甲球运动到E点时,有s=a甲t甲,得t甲=m乙2

a甲

2s;gsinα112s2

同时,乙球下滑的位移s′=a乙t甲=gsinβ·=stanβ,根据几何关系知,∠EAD22gsinα=β,stanβ=ED=AH,所以当甲球运动到E点时,乙球一定运动到H点,故A错误,B正12

确.设AF=s1,当甲球运动到F点时,由s1=a甲t甲′得t甲′=

2

2s1

,同时,乙球gsinα112s12

下滑的位移s1′=a乙t甲′=gsinβ·=s1tanβ.可知,当甲球运动到F点时,乙

22gsinα球一定运动到HC之间的某点,故C、D错误.故选B.

4.质量为0.8 kg的物体在一水平面上运动,如图a、b分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v-t图像,则拉力与摩擦力之比为( B )

A.9B.3C.2D.4

8 2 1 3

2

解析:由v-t图像知,图线a为仅受摩擦力的运动,加速度大小a1=1.5 m/s;图线b为受水平拉力和摩擦力的运动,加速度大小a2=0.75 m/s.列方程ma1=Ff,ma2=F-Ff,解

2

F3

得,=.

Ff2

5.质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示.重力加速度g取10 m/s,则物体在t=0至t=12 s这段时间的位移大小为( B )

2

A.18 m B.54 m C.72 m D.198 m

解析:物体所受摩擦力为Ff=μmg=0.2×2×10 N=4 N,因此前3 s内物体静止.3~6 s,a=

F-Ff8-412122

= m/s=2 m/s,x1=at=×2×9 m=9 m.6~9 s,物体做匀速直线运m222

12

动,x2=v1t=at·t=2×3×3 m=18 m.9~12 s,物体做匀加速直线运动,x3=v1t+at21

=6×3 m+×2×9 m=27 m.x总=x1+x2+x3=9 m+18 m+27 m=54 m,选项B正确.

2

二、多项选择题

6.如下图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一个小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( CD )

A.+C.

Lv vμg2LB. D.2L

Lvμg v解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L12

=μgt,得:t=2

2Lμg,C正确;若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等,

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