高一物理46 用牛顿运动定律解决问题一学案和课件.docx
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高一物理46用牛顿运动定律解决问题一学案和课件
2015高一物理4.6用牛顿运动定律解决问题一学案和课件
物理•必修1(人教版)第六时 用牛顿运动定律解决问题
(一)
水平测试
1.质量为1g的物体,受水平恒力作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在ts内的位移为x,则F的大小为( )
A2xt2 B2x2t-1
2x2t+1D2xt-1
解析:
由x=12at2得:
a=2xt2,对物体由牛顿第二定律得:
F=a=1×2xt2=2xt2,故A正确
答案:
A
2.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量A>B,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相比为( )
A.xA=xBB.xA>xB
.xA<xBD.不能确定
解析:
A、B两物体的加速度均为a=μg,又由x=v202a知,初速度相同,两物体滑行距离也相同.
答案:
A
3.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是( )
解析:
对雨滴受力分析,由牛顿第二定律得:
g-F阻=a雨滴加速下落,速度增大,阻力增大,故加速度减小,在vt图象中其斜率变小,故选项正确.
答案:
4.质量为1t的汽车在平直公路上以10/s的速度匀速行驶.阻力大小不变,从某时刻开始,汽车牵引力减小2000N,那么从该时刻起经过6s,汽车行驶的路程是( )
A.0B.42
.2D.24
解析:
牵引力减2000N后,物体所受合力为2000N,由F=a,2000=1000a,a=2/s2,汽车需t=va=102s=s停下,故6s内汽车前进的路程x=v22a=1002×2=2,正确.
答案:
.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为07,g取10/s2,则汽车刹车前的速度为( )
A.7/sB.10/s
.14/sD.20/s
解析:
设汽车刹车后滑动的加速度大小为a,由牛顿第二定律可得μg=a,a=μg
由匀变速直线运动的关系式v20=2ax,可得汽车刹车前的速度为
v0=2ax=2μgx=2×07×10×14/s=14/s正确选项为
答案:
6.如图所示,一物体从某曲面上的Q点自由滑下,通过一粗糙的静止传送带后,落到地面P点.若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起,使传送带也随之运动,再把该物体放在Q点自由下滑,则( )A.它仍落在P点B.它将落在P点左方
.它将落在P点右方D.无法确定落点
解析:
无论传送带动与不动,物体从Q点下落至传送带最左端时,速度相同,且物体在传送带上所受摩擦力均为滑动摩擦力,物体相对传送带向右运动,故所受摩擦力方向向左.又因为物体对传送带的压力和动摩擦因数在两种情况下都相同,摩擦力相同,加速度相同,故两种情况下,物体的运动状态完全相同,运动轨迹也完全相同.A正确.
答案:
A
7.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70g,汽车车速为90/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为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.40NB.400N
.30ND.300N
解析:
汽车的速度v0=90/h=2/s,设汽车匀减速的加速度大小为a,则a=v0t=/s2,对乘客应用牛顿第二定律得:
F=a=70×N=30N,所以正确.
答案:
8.一个物体在水平恒力F的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面上运动,经过时间t速度变为v,如果要使物体的速度变为2v下列方法正确的是( )
A.将水平恒力增加到2F,其他条不变
B.将物体的质量减小一半,其他条不变
.物体的质量不变,水平恒力和作用时间都增加到原的两倍
D.将时间增加到原的2倍,其他条不变
解析:
由牛顿第二定律得F-μg=a,所以a=F-μg,对比A、B、三项,均不能满足要求,故均错.由v=at得2v=a•2t,所以D项正确.
答案:
D
9.如图所示为两个等高的光滑斜面AB、A,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A斜面运动,运动到点所用时间为t,则( )A.tB=tB.tB>t
.tB<tD.无法比较
解析:
设斜面倾角为θ,对利用牛顿第二定律解得加速度a=gsinθ,解几何三角形得位移x=hsinθ,
据x=12at2
得t=2xa=2hgsin2θ=1sinθ2hg,显然对.
答案:
10.(双选)如图甲所示,在粗糙水平面上,物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动,其速度时间图象如图乙所示,下列判断正确的是( )A.在0~1s内,外力F不断增大
B.在1~3s内,外力F的大小恒定
.在3~4s内,外力F不断减小
D.在3~4s内,外力F的大小恒定
解析:
在vt图象中,0~1s内物块速度均匀增大,物块做匀变速运动,外力F为恒力;1~3s内,物块做匀速运动,外力F的大小恒定,3~4s内,物块做加速度不断增大的减速运动,外力F由大变小.综上所述,只有B、两项正确.
答案:
B
11.一个氢气球,质量为200g,系一根绳子使它静止不动,且绳子竖直,如图所示.当割断绳子后,气球以2/s2的加速度匀加速上升,则割断绳子前绳子的拉力为多大?
解析:
以气球为研究对象,绳断前,气球静止,故所受重力G、空气浮力F1、绳的拉力F2三力平衡:
即G+F2=F1①
绳断后,气球在空气浮力F1和重力G的作用下匀加速上升,由牛顿第二定律得:
F1-G=a②
已知a=2/s2
所以F1=G+a=2400N,
F2=F1-G=400N
答案:
400N
素能提高
12.如图所示,ad、bd、d是竖直面内3根固定的光滑细杆,每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),3个滑环分别从a、b、处释放(初速度为零),用t1、t2、t3依次表示各滑环达到d点所用的时间,则( )A.t1<t2<t3
B.t1>t2>t3
.t3>t1>t2
D.t1=t2=t3
解析:
小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用,下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的,设运动轨迹与竖直方向的夹角为θ,由牛顿第二定律知:
gsθ=a,①
设圆心为,半径为R,由几何关系得,滑环由开始运动至d点的位移x=2Rsθ②
由运动学公式得x=12at2,③
由①②③联立解得t=2Rg
即小滑环下滑的时间与细杆的倾斜程度无关,
即t1=t2=t3
13.跳起摸高是现今学生经常进行的一项活动,某同学身高180,体重6g,站立举手达到22高,他用力蹬地,经04s竖直离地跳起,设他蹬地的力大小恒为1300N,则他跳起后可摸到的高度为多少?
(g=10/s2)
解析:
蹬地的04s内做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有F-g=a,
得a=10/s2
离地时的速度:
v0=at=4/s,
离地后做匀减速运动,有g=a1,
有v2t-v20=-2a1h1,
解得h1=08
可摸到的高度h=h1+22=30
答案:
30
14.已知一质量=1g的物体在倾角α=37°的斜面上恰能匀速下滑,当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时,物体恰能匀速上滑.(取g=10/s2,sin37°=06,s37°=08)
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ是多大?
解析:
当物体沿斜面匀速下滑时,对物体进行受力分析如图甲所示,由力的平衡可知:
gsinα=Ff,
其中Ff=μgsα,
解得:
μ=07
答案:
07
(2)求推力F的大小.
解析:
当物体沿斜面匀速上滑时,对物体进行受力分析如图乙所示,由力的平衡可知:
gsinα+μgsα=F,
解得F=12N
答案:
12N
为什么滑水运动员站在滑板上不会沉下去呢?
原因就在这块小小的滑板上,你看,滑水运动员在滑水时,总是身体向后倾斜,双脚向前用力蹬滑板,使滑板和水面有一个夹角.当前面的游艇通过牵绳拖着运动员时,运动员就通过滑板对水面施加了一个斜向下的力,而且游艇对运动员的牵引力越大,运动员对水面施加的这个力也越大.因为水不易被压缩,根据牛顿第三定律(作用力与反作用力定律),水面就会通过滑板反过对运动员产生一个斜向上的反作用力.这个反作用力在竖直方向的分力等于运动员的重力时,运动员就不会下沉.因此,滑水运动员只要依靠技巧,控制好脚下滑板的倾斜角度,就能在水面上快速滑行.
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