1、课时分层作业( 十七) 牛顿运动定律的案例分析(建议用时：45 分钟)学业达标练1如图 549 所示，对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用瞬间( )图 549A物体立即获得速度B物体立即获得加速度C物体同时获得速度和加速度D由于物体没有来得及运动，所以速度和加速度都为零B 物体受重力、支持力与水平拉力 F 三个力的作用，重力和支持力合力为零，因此物体受的合力即水平拉力 F.由牛顿第二定律可知，力 F 作用的同时物体立即获得了加速度，但是速度还是零，因为合力 F 与速度无关，而且速度只能渐变不能突变因此 B 正确，A、C、D 错误2用 30 N 的水平外力 F 拉一静止在光滑
2、的水平面上质量为 20 kg 的物体，力 F 作用 3 秒后消失，则第 5 秒末物体的速度和加速度分别是 ( ) Av7.5 m/s，a1.5 m/s 2Bv 4.5 m/s，a1.5 m/s 2Cv 4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0C 物体先在力 F 作用下做匀加速直线运动，加速度 a m/s21.5 3020m/s2， vat 4.5 m/s，撤去力 F 后，物体以 4.5 m/s 的速度做匀速直线运动3某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力将一质量为 m 的小球靠近墙面竖直向上抛出，用频闪照相机记录了全过程，图 5410 甲和图 5410 乙分别是上升
3、过程和下降过程的频闪照片，O 是运动的最高点设小球所受阻力大小不变，则小球受到的阻力大小约为( )图 5410A. mg B. mg14 13C. mg Dmg12C 根据 xaT 2，推导可得上升阶段与下降阶段的加速度之比 ，a上a下 31又根据牛顿第二定律，上升阶段 mgfma 上 ，下降阶段 mgf ma 下 ，由以上各式可得 f mg，选项 C 正确124如图 5411 所示，物块以初速度 v0 从底端沿足够长的光滑斜面向上滑行，不考虑空气阻力，则该物块在斜面上运动全过程的 vt 图像是( )图 5411A 物块在运动过程中，只受到重力和支持力作用，合力不变，加速度不变，物体先做匀减速
4、直线运动，速度减为零后反向做匀加速直线运动，加速度不变，故 A 正确5(多选 )如图 5412 所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率 v1 沿顺时针方向运动，把一质量为 m 的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g，则下列说法正确的是( )图 5412A物体一直受到摩擦力作用，大小为 mgB物体最终的速度为 v1C开始阶段物体做匀加速直线运动D物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右BC 当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时，物体相对传送带向左运动，故物体所受到的滑动摩擦力大小为 fmg，方向水平向右，所以物体将向右做匀加速运动，由于传送带足够长，物体将加速
5、到 v1，之后与传送带保持相对静止，不再受到摩擦力的作用，故选项 A、D 错，B、C 对6(多选 )如图 5413 所示，质量为 m1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为 0.3，当物体运动的速度为 10 m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为 F2 N 的恒力，在此恒力作用下(取 g10 m/s 2)( ) 【导学号：79092124】图 5413A物体经 10 s 速度减为零B物体经 2 s 速度减为零C物体速度减为零后将保持静止D物体速度减为零后将向右运动BC 物体受到向右的恒力和滑动摩擦力的作用，做匀减速直线运动滑动摩擦力大小为 fN mg3 N故 a 5 m/s2，方
6、向向右，物体减速F fm到 0 所需时间为 t 2 s，故 B 正确，A 错误减速到零后 Ff，物体处于静v0a止状态，故 C 正确，D 错误7如图 5414 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( )图 5414A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C 作出相应的小球的 vt 图像如图所示，物体的运动方向由速度的方向决定，由图像可以看出，小球始终向前运动，故选 C.8如图 5415 所示，水平恒力 F20 N，把质量 m0.6 kg 的木块压在竖直墙
7、上，木块离地面的高度 H6 m木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s 到达地面( 取 g10 m/s 2)求：图 5415(1)木块下滑的加速度 a 的大小(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数解析 (1)由 H at 2得12a m/s23 m/s 2.2Ht 2 2622(2)木块受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有mgfma，NF又 fN，解得 0.21.mg aF 0.610 320答案 (1)3 m/s 2 (2)0.21冲 A 挑战练9如图 5416 所示，光滑水平面上，质量分别为 m、M 的木块 A、B 在水平恒力 F 作用下一起以加速度 a 向右做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度
8、系数为 k，原长为 L.则此时木块 A、B 间的距离为( )图 5416AL BLMak makCL DLMFkM m F makB 对木块 A、B 整体，根据牛顿第二定律可得 F(Mm)a，对木块 A有 kxma，解得：x ，木块 A、B 间的距离为mak m FM mk mFkM mLxL L ，故选项 B 正确mak mFkM m10.如图 5417 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( )图 5417A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
9、下滑C 设斜面的倾角为 ，根据牛顿第二定律，知物块的加速度 a0，即 tan .对物块施加竖直向下的压力 F 后，物块的加mgsin mgcos m速度 a a ，且 Fsin mg Fsin mg Fcos m Fsin Fcos mFcos 0，故 a a，物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误11如图 5418 所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量 m20 kg，受到与水平面夹角为 53的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动若拉力F100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为 0.2，(sin 530.8，cos 530.6，g取 10 m/s2)求：图
10、5418(1)把小黄鸭看作质点，作出其受力示意图(2)小黄鸭对地面的压力大小(3)小黄鸭运动的加速度的大小解析 (1)小黄鸭受到重力、支持力、摩擦力和拉力四个力作用，受力图如图：(2)y 轴方向 FNF sin 53mg0故 FN mg Fsin 53120 N，根据牛顿第三定律知小黄鸭对地面的压力大小为 120 N.(3)x 轴方向根据牛顿第二定律：Fcos 53F Nma，故加速度：a m/s21.8 m/s 21000.6 0.212020答案 (1)见解析 (2)120 N (3)1.8 m/s 212.民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向
11、地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上如图 5419所示，某客机紧急出口离地面高度 AB3.0 m，斜面气囊长度 AC5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过 2 s，g 取 10 m/s2，求：【导学号：79092125】图 5419(1)乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大？(2)乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过多大？(忽略空气阻力)解析 (1)根据运动学公式 s at2 12得：a m/s22.5 m/s 2 2st2 25.022故乘客在气囊上滑下的加速度至少为 2.5 m/s2.(2)乘客在斜面上受力情况如图所示fN Nmgcos 根据牛顿第二定律：mgsin fma 由几何关系可知 sin 0.6，cos 0.8由式得： 0.4375gsin agcos 716故乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过 0.4375.答案 (1)2.5 m/s 2 (2)0.4375
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