【精准解析】高中物理人教版必修1课时分层作业18　用牛顿运动定律解决问题（一）

3.0 envi 2024-11-19 4 4 190.29KB 7 页 3知币
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课时分层作业(十八)　用牛顿运动定律解决
问题(一)
(时间：40 分钟　分值：100 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36 分)
1．用相同材料做成的 A、B两木块的质量之比为 3∶2，初速度之比为
2∶3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们(　　)
A．滑行中的加速度之比为 2∶3
B．滑行的时间之比为 1∶1
C．滑行的距离之比为 4∶9
D．滑行的距离之比为 3∶2
C　[根据牛顿第二定律可得 μmg＝ma，所以滑行中的加速度为 a＝μg，所以
加速度之比为 1∶1，A错误；根据公式 t＝，可得＝＝，B错误；根据公式 v2＝
2ax 可得＝＝，C正确，D错误．]
2．用 30 N 的水平外力 F拉一静止在光滑水平面上的质量为 20 kg 的物体，
力F作用 3 s 后消失，则第 5 s 末物体的速度和加速度分别是(　　)
A．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2
B．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2
C．v＝4.5 m/s，a＝0
D．v＝7.5 m/s，a＝0
C　[前3 s 物体由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律知 a0＝＝
m/s2＝1.5 m/s2,3 s 末物体的速度为 v＝a0t＝1.5×3 m/s＝4.5 m/s；3 s 后，力 F消失，
加速度立即变为 0，物体做匀速直线运动，所以 5 s 末的速度仍是 3 s 末的速度，
即4.5 m/s，加速度为 a＝0，故 C正确．]
3．一个雨滴质量为 m，自云层中由静止落下，在空气中竖直下落，受到的
空气阻力 Ff的大小与其下落速率 v成正比，比例系数为 k，即 Ff＝kv.用g表示重
力加速度，下列说法正确的是(　　)
A．雨滴做匀加速直线运动
B．雨滴下落的最大加速度小于 g
C．雨滴下落的最大速度可能为 mg/k
D．雨滴可能做减速运动
C　[由牛顿第二定律得雨滴下落加速度 a＝，v从0开始逐渐增大，开始时 a
＝g，随速度的增大，a逐渐减小，至 mg＝kv时a减小到 0，速度不再变化，故
雨滴在下落过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动，选项
A、B、D错误；若雨滴下落高度足够高，即雨滴在落地前能做匀速运动，则雨滴
的最大速度为 vm＝，选项 C正确．]
4．如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为 20 N，完全相同的弹簧测力
计甲和乙系住一个质量为 1 kg 的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，
两弹簧测力计的示数均为 10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示
数变为 8 N，这时小车运动的加速度大小是(　　)
A．2 m/s2　　　　　 B．4 m/s2
C．6 m/s2D．8 m/s2
B　[当弹簧测力计甲的示数变为 8 N 时，弹簧测力计乙的示数变为 12 N，这
时物块所受的合力为 4 N．由牛顿第二定律 F＝ma 得物块的加速度 a＝＝4 m/s2，
故选项 B正确．]
5．质量为 0.8 kg 的物体在一水平面上运动，如图所示，a、b分别表示物体
不受拉力作用和受到水平拉力作用时的 vt图线，则拉力和摩擦力之比为(　　)
A．9∶8 B．3∶2
C．2∶1 D．4∶3
B　[由题可知，图线 a表示的为仅受摩擦力时的运动图线，加速度大小 a1＝
1.5 m/s2；图线 b表示的为受水平拉力和摩擦力的运动图线，加速度大小为 a2＝
0.75 m/s2；由牛顿第二定律得 ma1＝Ff，ma2＝F－Ff，解得 F∶Ff＝3∶2，B正
确．]
6．高空作业须系安全带，如果质量为 m的高空作业人员不慎跌落，从开始
跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为 h(可视为自由落体运动)，此后
经历时间 t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段
时间安全带对人的平均作用力大小为(　　)
A.＋mg B.－mg C.＋mg D.－mg
A　[设高空作业人员自由下落 h时的速度为 v，则 v2＝2gh，得 v＝，设安全
带对人的平均作用力为 F，由牛顿第二定律得 F－mg＝ma，又 v＝at，解得 F＝
＋mg.]
二、非选择题(14 分)
7．如图所示，一质量为 m＝100 kg 的箱子静止在水平面上，与水平面间的
动摩擦因数为 μ＝0.5.现对箱子施加一个与水平方向成 θ＝37°角的拉力，经 t1＝10
s后撤去拉力，又经 t2＝1 s 箱子停下来．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.
求：
(1)拉力 F大小；
(2)箱子在水平面上滑行的位移 x.
[解析]　(1)撤去拉力前，箱子受重力 mg、支持力 FN、拉力 F、摩擦力 Ff作
用，设运动加速度为 a1，根据牛顿运动定律有：FN＋Fsin θ－mg＝0，Ff＝μFN
Fcos θ－Ff＝ma1
撤去拉力后，箱子受重力 mg、支持力 F′N、摩擦力 F′f作用，设运动加速
度为 a2，根据牛顿运动定律有：
－μmg＝ma2，a1t1＋a2t2＝0
解方程，代入数据得：F＝500 N.
(2)撤去拉力前，箱子做匀加速运动：
x1＝a1t
撤去拉力后，箱子做匀减速运动：
x2＝·t2
解方程，代入数据得：
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