高中人教版 (2019)5 牛顿运动定律的应用同步测试题

这是一份高中人教版 (2019)5 牛顿运动定律的应用同步测试题，共9页。试卷主要包含了5 m/s,a=1，25D，一架质量m=5等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.在光滑水平面上以速度v运动的物体,从某一时刻开始受到一个跟运动方向共线的力的作用,其速度图像如图所示。那么它受到的外力F随时间变化的关系图像是( )
答案:A
解析:由v-t图像可知物体先做匀加速直线运动,后做匀减速运动,再反向做匀加速运动,所以物体最初一段时间受到与速度方向相同的恒定外力作用,然后受到与速度方向相反的恒力作用,故选项A正确。
2.水平面上一个质量为m的物体,在一水平恒力F作用下,由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2t物体停了下来。则物体受到的阻力应为( )
A.FB.F2
C.F3D.F4
答案:C
解析:设阻力为Ff,由牛顿第二定律得F-Ff=ma1,Ff=ma2,v=a1t,v=a2·2t,以上四式联立可得Ff=F3,故选项C正确。
3.用30 N的水平外力F,拉一个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大小分别是( )
A.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2
B.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2
C.v=4.5 m/s,a=0
D.v=7.5 m/s,a=0
答案:C
解析:力F作用下a=Fm=3020 m/s2=1.5 m/s2,3 s末的速度v=at=4.5 m/s,3 s后撤去拉力,F=0,a=0,物体做匀速运动,故C正确。
4.某种装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在4 s末到达距地面100 m的最高点时炸开,形成各种美丽的图案。假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0,上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k倍,那么v0和k分别等于(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.25 m/s,1.25B.40 m/s,0.25
C.50 m/s,0.25D.80 m/s,1.25
答案:C
解析:根据h=12at2,解得a=12.5 m/s2,所以v0=at=50 m/s;上升过程中礼花弹所受的阻力大小Ff=kmg,则a=mg+Ffm=(k+1)g=12.5 m/s2,解得k=0.25,故选项C正确。
5.如图所示,足够长的水平传送带以v=2 m/s的速度逆时针匀速转动,一个物体以v0=4 m/s的初速度从左端A处水平滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,那么物块再次返回到A处所用的时间为( )
A.4 sB.2 sC.4.5 sD.3 s
答案:C
解析:物体在传送带上运动的加速度为a=μg=2 m/s2,则物块向右运动速度减为零的时间为t1=v0a=2 s,通过的距离x=v022a=422×2 m=4 m;物块速度减为零后反向加速,加速到与传送带共速时的时间为t2=va=1 s,位移x1=v22a=222×2 m=1 m;物体匀速运动回到原出发点的时间为t3=x-x1v=4-12 s=1.5 s,则物块再次返回到A处所用的时间为t=t1+t2+t3=4.5 s,故选C。
6.一架质量m=5.0×103 kg的飞机,从静止开始在跑道上滑行,经过距离x=5.0×102 m,达到起飞速度v=60 m/s,在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的150,g取10 m/s2。求飞机滑行时受到的牵引力大小。
答案:1.9×104 N
解析:飞机在加速过程中,由运动学公式得
v2=2ax
所以a=v22x=3.6 m/s2
由牛顿第二定律得
F-150mg=ma
所以F=150mg+ma=1.9×104 N。
7.战士拉车胎进行100 m赛跑训练体能。车胎的质量m=8.5 kg,战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为θ=37°,车胎与地面间的动摩擦因数μ=0.7。某次比赛中,一名战士拉着车胎从静止开始全力奔跑,跑出20 m达到最大速度(这一过程可看作匀加速直线运动),然后以最大速度匀速跑到终点,共用时15 s。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。求:
(1)战士加速所用的时间t1和达到的最大速度v;
(2)战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F。
答案:(1)5 s 8 m/s
(2)59.92 N,方向沿绳与水平方向成37°
解析:(1)匀加速阶段位移为x1=0+v2t1
匀速阶段位移为x2=100 m-x1=v(15 s-t1)
联立解得v=8 m/s,t1=5 s。
(2)由速度公式v=at1
得a=vt1=85 m/s2=1.6 m/s2
车胎受力并正交分解如图所示。
在x方向,Fcs 37°-Ff=ma
在y方向,FN+Fsin 30°-mg=0
且Ff=μFN
代入数据联立解得
F=59.92 N
方向沿绳与水平方向成37°。
能力提升
1.一物块从粗糙斜面底端,以某一初速度开始向上滑行,到达某位置后又沿斜面下滑到底端,则物块在此运动过程中( )
A.上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力
B.上滑时的摩擦力等于下滑时的摩擦力
C.上滑时的加速度小于下滑时的加速度
D.上滑的时间大于下滑的时间
答案:B
解析:设斜面倾角为θ,物块受到的摩擦力Ff=μmgcs θ,物块上滑与下滑时的滑动摩擦力大小相等,故选项A错误,B正确;上滑时的加速度a上=gsin θ+μgcs θ,下滑时的加速度a下=gsin θ-μgcs θ,由此可知,上滑时的加速度大于下滑时的加速度,故选项C错误;由t=2xa,位移x相等,a上>a下,所以t上