【全程学习方略】2012-2013学年高中物理 4.6用牛顿运动定律解决问题(一)课后巩固作业 新人教版必修1

【全程学习方略】2012-2013学年高中物理 4.6用牛顿运动定律解决问题（一）
课后巩固作业新人教版必修1
（时间：40分钟满分：50分）
一、选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分）
1.（2012·安徽高考）如图所示，放在固定斜面
上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物
块上再施加一个竖直向下的恒力F，则（）
A.物块可能匀速下滑
B.物块仍以加速度a匀加速下滑
C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑
2.如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去，设小球从静止开始运动，由此可判定（）
A.小球向前运动，再返回停止
B.小球向前运动再返回不会停止
C.小球始终向前运动
D.小球向前运动一段时间后停止
3.水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间3t物体停下，则物体受到的阻力为（）
A.F
3
B.
F
4
C.
F
2
D.
2F
3
4.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为（不计人与座椅间的摩擦）（）
A.450 N
B.400 N
C.350 N
D.300 N
5.用力F拉一物体使其以加速度a在水平面上做匀加速直线运动，力F的水平分量F1如图所示，若以与F1大小、方向都相同的力F′代替F拉此物体，使物体产生加速度a′，关于a和a′的关系正确的是（）
A.当水平面光滑时，a′＜a
B.当水平面光滑时，a′=a
C.当水平面粗糙时，a′＜a
D.当水平面粗糙时，a′＞a
二、非选择题（本题共3小题，共25分）
6.（挑战能力）（10分）在宇航员训练程序中,一位80 kg的宇航员被绑在一个质量为220 kg的火箭运载器内,这个运载器被安全放在一条无摩擦的长轨道上,开动火箭发动机使之很快地加速运载器,然后用马达制动运载器,v-t图象如图所示.设喷射燃料的质量和运载器的质量比较可以忽略.
（1）计算向前的推力多大;
（2）计算施加在运载器上的制动力大小;
（3）计算沿导轨运行的路程.
7.（8分）将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N,则球能上升的最大高度是多少?（g取9.8 m/s2）
8.（7分）如图所示，长12 m、质量为50 kg的木板右端有一立柱.木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，质量为50 kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以4 m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时，立刻抱住立柱，（取g=10 m/s2）,试求：
（1）人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小;
（2）人在奔跑过程中木板的加速度；
（3）人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间.
答案解析
1.【解析】选C.根据物块的运动情况可知，加恒力F前、后，物块的受力情况分别如图甲、乙所示:
则由牛顿第二定律得：
mgsinθ-umgcosθ=ma，
（F+mg）sinθ-u（F+mg）cosθ=ma′，
两式相除得：a F mg
1
a mg
'+
=>，所以a′>a,故只有选项C正确.
2.【解析】选C.作出相应的小球的v-t图象如图所示，物体的运动方向由速度的方向决定，由图象可以看出，小球始终向前运动，故选C.
【方法技巧】用图象处理力和运动的动态问题
图象处理问题具有直观、形象的特点，在很多时候可以简化分析，使问题简单、方便化.
用图象处理问题时把物理情景与图象信息有机地结合起来，有时需写出图象对应的数学表达式.
v-t图象是用图象处理动力学问题的常见图象，此图象中要准确把握“截距”、“斜率”、“交点”、“拐点”以及“面积”的含义.
用图象处理动力学问题时认真分析图象或根据物理情景作图象是解题的关键.
3.【解析】选B.对物体由牛顿第二定律得：
力F 作用时:
F-F f =ma 1
v=a 1t
撤去力F 后：F f =ma 2
v=a 2·3t
解以上四式得：F f =F 4,故B 正确. 4.【解析】选C.汽车的速度v 0=90 km/h=25 m/s,设汽车匀减速的加速度大小为a ，则a=
0v t =5 m/s 2,对乘客应用牛顿第二定律得：F=ma=70×5 N=350 N ，所以C 正确.
5.【解析】选B 、C.水平面光滑时:F 1=ma ，F ′=F 1=ma ′,a ′=a,A 错误，B 正确；水平面粗糙时:F 1-μ（mg-Fsin θ）=ma,F ′-μmg=ma ′,F ′=F 1,而μmg ＞
μ（mg-Fsin θ）,所以a ′＜a,C 正确，D 错误.
6.【解析】（1）由v-t 图象知,a=v t
∆∆=50 m/s 2, 对整体由牛顿第二定律得:F=（M+m ）a,
解得:F=1.5×104 N
（2）由v-t 图象知,9 s ～13 s 内马达制动减速,加速度大小为:
a ′=v t ∆'∆'
=25 m/s 2 则制动力大小F ′=（M+m ）a ′=7.5×103 N
（3）路程x 等于v-t 图线与t 轴所围的面积大小，由图象得x=1 000 m 答案：（1）1.5×104 N
（2）7.5×103 N
（3）1 000 m
7.【解析】小球受力如图所示.
根据牛顿第二定律得
mg+F f =ma,
a=2f mg F 0.59.8 2.1m /s m 0.5
+⨯+= =14 m/s 2
上升至最大高度时末速度为0,由运动学公式得2200v 2ax -=-
得最大高度x=222
00v 014 m 2a 214
--=--⨯ =7 m. 答案：7 m
8.【解析】（1）设人的质量为m ，加速度为a 1，木板的质量为M ，加速度为a 2，人对木板的摩擦力为F f .则对人有：
F f =ma 1=200 N ，方向向右
（2）对木板受力可知：F f -μ（M+m ）g=Ma 2，
则：a 2=f F M m g M
-μ+（） 代入数据解得：a 2=2 m/s 2，方向向左
（3）设人从左端跑到右端所用时间为t ，由运动学公式得：221211L a t a t 22=+，
则t = 代入数据解得t=2 s
答案：（1） 200 N （2） 2 m/s 2，方向向左 （3）2 s。