2023年新教材高中物理第4章运动和力的关系专练3牛顿运动定律及其应用课件新人教版必修第一册

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第四章　运动和力的关系专练三　牛顿运动定律及其应用1．(多选)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是 (　　)A．小车匀速向左运动B．小车可能突然向左做加速运动C．小车可能突然向右做减速运动D．小车可能突然向左做减速运动【答案】BC【解析】若小车匀速向左运动，则水也匀速运动，速度相等，水不会从碗中洒出，故A错误；小车突然向左加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以小车向左的速度大于水向左的速度，水将向右洒出，故B正确；小车突然向右减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以小车向右的速度小于水向右的速度，水将向右洒出，故C正确；小车突然向左减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以小车向左的速度小于水向左的速度，水应向左洒出，故D错误．2．如图所示，质量为3 kg的物块A与质量为2 kg的木板B叠放在水平地面上，A与B之间的动摩擦因数为0.3，B与地面之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度取10 m/s2.作用在A上的水平拉力F由0逐渐增大，则B的最大加速度的大小为 (　　)A．1 m/s2 B．2 m/s2C．3.5 m/s2 D．4.5 m/s2【答案】B【解析】当A、B相对滑动后，B加速度最大，则有μAB mAg－μB( mA＋ mB)g＝ mBa，即有0.3×3×10－0.1×(3＋2)×10＝2a，解得，a＝2 m/s2.故选B．3．如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则 (　　)A．绳子对甲的拉力小于甲的重力B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力【答案】D【解析】甲悬在空中静止，甲受到平衡力作用，绳子的拉力和甲的重力是一对平衡力，甲受到绳子的拉力等于甲的重力，故A错误；绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，故B错误；甲、乙质量相等，重力相等，绳子相同．甲悬在空中绳子未拉断，绳子的拉力等于甲的重力．乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，绳子对乙的拉力大于绳子对甲的拉力，甲、乙重力相等，所以乙拉断绳子前瞬间，绳受到的拉力一定大于乙受到的重力，故C错误，D正确．4．如图所示，在光滑斜面上，有一轻质弹簧的一端固定在斜面上，有一小球沿着斜面下滑，从小球刚接触弹簧开始到弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法正确的是 (　　)A．小球的加速度将逐渐增大B．小球的加速度将先增大，后减小C．小球的速度将逐渐减小D．小球的速度将先增大，后减小【答案】D【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，小球接触弹簧后速度先增大后减小，加速度先减小后反向增大，压缩过程中，小球所受合力先变小后变大．小球刚接触弹簧瞬间速度不是最大，当弹力与重力沿斜面向下的分力平衡时，速度最大，D正确，A、B、C错误．5．A、B两物块靠在一起放置在粗糙的水平面上，如图所示，外力F作用在A上，推着A、B一起向右加速运动，已知外力F＝10 N，mA＝mB＝1 kg，A与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，B与地面的动摩擦因数μ2＝0.3，则A、B运动的加速度和A、B之间的弹力分别为 (　　)A．a＝3 m/s2，FAB＝6 NB．a＝2 m/s2，FAB＝6 NC．a＝3 m/s2，FAB＝5 ND．a＝2 m/s2，FAB＝5 N【答案】A【解析】A受摩擦力为fA＝μ1 mAg，B受到的摩擦力为fB＝μ2 mBg，对A、B整体由牛顿第二定律可得F－fA－fB＝(mA＋ mB)a，联立解得a＝3 m/s2，设A、B之间的弹力为FAB，对B由牛顿第二定律可得FAB－fB＝ mBa，解得FAB＝6 N．故选A．6．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上有一质量为m的人可以看成质点，当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为 (　　)A．(M＋m)g＋ma B．(M＋m)g－maC．(M＋m)g D．(M－m)g【答案】B7．如图所示，一车内用轻绳悬挂着A、B两球，车向右做匀加速直线运动时，两段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、θ，且α＝θ，则 (　　)A．A球的质量一定等于B球的质量B．A球的质量一定大于B球的质量C．A球的质量一定小于B球的质量D．A球的质量可能大于、可能小于也可能等于B球的质量【答案】D【解析】对A、B整体研究，根据牛顿第二定律得( mA＋ mB)gtan α＝(mA＋ mB)a，解得gtan α＝a，对B研究，根据牛顿第二定律得mBgtan θ＝ mBa，解得a＝gtan θ，因此不论A的质量是大于、小于还是等于B球的质量，均有α＝θ.故选D.8．如图所示，一个质量为50 kg的沙发静止在水平地面上，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1＝120 N、F2＝160 N的力推沙发，F1与F2相互垂直，且平行于地面．沙发与地面间的动摩擦因数为0.3.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2)，下列说法正确的是 (　　)A．沙发不会被推动B．沙发将沿F1的方向移动，加速度为0.6 m/s2C．沙发将沿F2的方向移动，加速度为0.2 m/s2D．沙发的加速度大小为1 m/s2【答案】D9．在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带．旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进．若传送带匀速前进的速度v＝0.25 m/s，某木箱与传送带之间的动摩擦因数μ为0.4，g取10 m/s2.则该木箱放在传送带上后，传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹？10.某人想测量地铁启动过程中的加速度，他在一根细绳的下端绑上一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上．在地铁启动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情境的照片(如图)，拍摄方向跟地铁前进方向垂直．根据这张照片估算此时地铁的加速度，加速度方向指向照片的哪个方向？请写明测量步骤、数据、计算过程和结果．(tan 6°＝0.105，tan 8°＝0.141，tan 10°＝0.176)【答案】1.4 m/s2，方向向左【解析】解法一：用量角器测量细绳与竖直扶手的夹角θ＝8°，圆珠笔所受合力F＝mgtan θ＝ma，地铁的加速度大小a＝gtan θ＝9.8×0.141 m/s2≈1.3 m/s2，方向向左．解法二：过笔尾作扶手的垂线，交扶手于A点，用刻度尺测量圆珠笔笔尾到A的距离L＝1.10 cm，细绳上端到A点的距离为H＝8.00 cm，则绳的拉力与重力的合力11．如图所示是某打印机的分纸、送纸结构的简化装置图．一叠纸由带有弹簧支架的托板托起，压在搓纸轮下方，纸张前端与挡板右侧面平齐．每一次输纸指令发出后，搓纸轮的边缘速度可在时间t1内从零均匀增加到v＝πnD，之后匀速转动至本次输纸结束，D为搓纸轮的直径．正常情况下搓纸轮与最上面的纸张间不会发生相对滑动，要求输纸指令发出后，搓纸轮必须在时间t2内(t2>t1)将最上面的一张纸的前端送达两送纸轮的切点处．(1)求两送纸轮的切点与挡板右侧面的距离x；(2)如果已知每张纸的质量均为m，纸张与纸张间的动摩擦因数均为μ1，重力加速度为g，搓纸轮对纸张的压力恒为N.为了确保每次成功输送一张纸，搓纸轮与纸张间的动摩擦因数μ2，应该满足什么条件？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略一张纸的重力)12.如图所示，用F＝7 N的水平恒力把质量为m＝0.5 kg的物块(可视为质点)压在竖直挡板上，物块离地面高为H＝6 m，物块由静止开始向下做匀加速运动，经过t＝2 s到达地面，g取10 m/s2.(1)求物块与挡板间的动摩擦因数μ；(2)若将挡板由竖直位置逆时针转过37°后撤去压力F，当物块以v0＝2 m/s的初速度从挡板上同一位置沿挡板下滑时，求物块滑到地面时的速度大小v.(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)【答案】(1)0.5　(2)8 m/s