【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2013-2014學(xué)年高中物理4-5牛頓第二定律的應(yīng)用規(guī)范訓(xùn)練粵教版必修

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1、 【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】 2013-2014 學(xué)年高中物理（粵教版）必修一： 4-5 牛頓 第二定律的應(yīng)用 ( 時(shí)間： 60 分鐘 ) 知識(shí)點(diǎn)一 從受力情況求運(yùn)動(dòng)情況 1．( 單選 ) 假設(shè)汽車(chē)突然緊急制動(dòng)后所受到的阻力的大小與汽車(chē)所受的重力的大小差不 多，當(dāng)汽車(chē)以 20 m/s 的速度行駛時(shí)突然制動(dòng)，它還能繼續(xù)滑動(dòng)的距離約為 ( A． 40 m B． 20 m C． 10 m D． 5 m  ) ． 解析 汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的加速度

2、大小 mg 2 2 t 0 a＝ m＝ g. 由 v － v ＝－ 2as 得，汽車(chē)滑行的距離 202 ＝210 m＝ 20 m， B 對(duì)．  s＝  2 v0 2a 答案 B 圖 4－ 5－ 6 2．( 單選 ) 如圖 4－ 5－6 所示，表示某小球所受的合力與時(shí)間的關(guān)系圖 象，各段的合力 大小相同，作用時(shí)間相同，設(shè)小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，由此可判定 ( ) ． A．小球向前運(yùn)動(dòng)，再返回停止 B．小球向前運(yùn)動(dòng)再返回不會(huì)停止 C．

3、小球始終向前運(yùn)動(dòng) D．小球向前運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止 解析 由 F－ t 圖象知：第 1 s ， F 向前；第 2 s ， F 向后．以后重復(fù)該變化，所以小球 先加速 1 s，再減速 1 s,2 s 末剛好速度減為零， 以后重復(fù)該過(guò)程， 所以小球始終向前運(yùn)動(dòng)． 故 正確答案為 C. 答案 C 1 圖 4－ 5－ 7 3．( 單選 ) 如圖 4－ 5－ 7 所示，物體 M放在光滑水平桌面上，桌面一端附有輕質(zhì)光滑定 滑輪， 若用一根跨過(guò)滑輪的輕繩系住 M，另一端掛一質(zhì)量為 m的物體，

4、M的加速度大小為 a ， 1 若另一端改為施加一豎直向下 F＝ mg的恒力， M的加速度大小為 a2，則 ( ) ． A． 1＞ 2 B． 1＝ 2 a a a a C． a ＜ a D．無(wú)法確定 1 2 解析 對(duì) M和 m組成的整體，由牛頓第二定律 F＝ 1 1 F ( M＋ m

5、) a ， a ＝ ＋ ，另一端改為施 M m 加一豎直向下的恒力 ＝ 2， 2＝ F，所以 1＜ 2， C正確． F Ma a M a a 答案 C 4．( 單選 ) 光滑 水平面上靜止一個(gè)物體，現(xiàn)有水平恒力 F 作用在物體上， 使物體的位移 為 s0 時(shí)，立刻換成－ 4F 的力，作用相同時(shí)間，物體的總位移為

6、 ( ) ． A．－ 0 B． 0 s s C． 0 D．－ 2s0 解析 以 F 方向?yàn)檎较颍?設(shè)開(kāi)始階段加速度為 a，則后一階段加速度為－ 4a，由運(yùn)動(dòng) 規(guī)律： s 0＝ 1 2， ′＝ at － 14 2， ＝ 0＋ ′ 2at s t 2 at s s s

7、 三個(gè)方程聯(lián)立求得 s＝－ s0，故 A 正確． 答案 A 5． ( 單選 )(2012 安徽理綜， 17) 如圖 4-5-8 所示，放在固定斜面上的物塊以加速度 a 沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力 F，則 ( ) ． 圖 4-5-8 A．物塊可能勻速下滑 B．物塊仍以加速度 a 勻加速下滑 C．物塊將以大于 a 的加速度勻加速下滑 D．物塊將以小于 a 的加速度勻加速下滑 解析 設(shè)斜面的傾角為 θ ，對(duì)物塊由牛頓第二定律列式：

8、 mgsin θ －μ mgcos θ＝ ma， 得 ＝ sin θ－ μ g cos θ ＝ (sin θ － μ cos θ ) ，加上恒力 F 后： ( ＋ )sin θ －μ ( mg a g g mg F ＋F)cos θ ＝ma′得 a′＝ mg＋ F θ－ μ mg＋ F θ mg＋ F m ＝ m (sin θ － μcos 2 mg＋ F θ) ，因 m >g，所以 a′>a， C

9、正確． 答案 C 知識(shí)點(diǎn)二 從運(yùn)動(dòng)情況求受力情況 圖 4－ 5－ 9 6． ( 單選 ) 一光滑斜劈，在力 F 推動(dòng)下向左勻加速運(yùn)動(dòng)，且斜劈上有一木塊恰好與斜劈保持相對(duì)靜止 ，如圖 4－ 5－ 9 所示，則木塊所受合力的方向?yàn)? ( ) ． A．水平向左 B．水平向右 C．沿斜面向下 D．沿斜面向上 解析 因?yàn)槟緣K的 加速度向左，所以合力方向水平向左，故 A 正確． 答案 A 7． ( 單選 ) 行車(chē)過(guò)程中，如果車(chē)距 不夠，剎車(chē)不及時(shí)，汽車(chē)將會(huì)發(fā)生碰撞，車(chē)?yán)锏娜丝? 能受到 傷害，為了盡可

10、能地減輕碰撞引起的傷害， 人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶． 假定乘客質(zhì)量為 70 kg， 汽車(chē)車(chē)速為 90 km/h ，從踩下剎車(chē)到車(chē)完全停止需要的時(shí)間為 5 s ，則安全帶對(duì)乘客的作用 力大小約為 ( 不計(jì)人與座椅間的摩擦 ) ( ) ． [ A． 450 N B． 400 N C． 350 N D． 300 N 解析 汽車(chē)的速度 v0＝ 90 km/h ＝ 25 m/s 設(shè)汽車(chē)勻減速的加速度大小為 a，則 v0 2 a＝ t ＝ 5 m

11、 /s 對(duì)乘客應(yīng)用牛頓第二定律可得： F＝ ma＝705 N＝ 350 N ，所以 C正確． 答案 C 8． ( 單選 ) 如圖 4－ 5－10 所示是一物體沿東西方向 ( 以東為正方向 ) 做直線運(yùn)動(dòng)的 v－ t 圖象．由此圖象可以判斷出 ( ) ． 3 圖 4－ 5－ 10 A．前 10 s 物體受到外力方向是向東的，后 10 s 受到外力方

12、向是向西的 B．前 10 s 物體受到外力方向是向西的，后 10 s 受到外力方向是向東的 C．物體受到的外力方向一直向東 D．物體受到的外力方向一直向西 答案 C 圖 4－ 5－ 11 9．( 雙選 ) 圖 4－ 5－ 11 為蹦極運(yùn)動(dòng)的示意圖， 彈性繩的一端固定在 O點(diǎn)，另一端和運(yùn)動(dòng) 員相連． 運(yùn)動(dòng)員從 點(diǎn)自由下落， 至 B 點(diǎn)彈性繩自然伸直， 經(jīng)過(guò)合力為零的 C 點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn) O D，然后彈起．整個(gè)過(guò)程中忽略空氣阻力．分析

13、這一過(guò)程，下列表述正確的是 () ． A．經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速率最大 B．經(jīng)過(guò) C點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速率最大 C．從 C點(diǎn)到 D點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的加速度增 大 D．從 C點(diǎn)到 D點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的加速度不變 解析 在 BC段，運(yùn)動(dòng)員所受重力大于彈力，向下做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng) a＝ 0 時(shí)，速度最大，即在 C點(diǎn)時(shí)速度最大， B 對(duì)．在 CD段，彈力大于重力，運(yùn)動(dòng)員做加速 度逐漸增大的變減速運(yùn)動(dòng)， C 對(duì)． 答案 BC 圖 4－ 5－ 12 10．在水平地面

14、上有一個(gè)質(zhì)量為4.0 kg 的物體，物體在水平拉力 F 的作用下由靜止開(kāi) 始運(yùn)動(dòng) .10 s 后拉力大小減小為 F 4 － 5－ 12 所 ，并保持恒定． 該物體的速度－時(shí)間圖象如圖 3 4 示．求： ( 1) 物體所受到的水平拉力 F 的大小； (2) 該物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)． ( 取 g＝10 m/s 2) 解析 物體的運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)過(guò)程，根據(jù) a＝ vt － v0 a1＝ 1 由圖可知兩個(gè)過(guò)程加速度分別為 t 2 2 m/s ，

15、 a2＝－ 0.5 m/s . 對(duì)于兩個(gè)過(guò)程，由牛頓第二定律得： F F－ μ mg＝ ma1， 3－μ mg＝ ma2 代入數(shù)據(jù)解之得： F＝ 9 N， μ ＝ 0.125. 答案 (1)9 N (2)0.125 [ 圖 4－ 5－ 13 11． ( 單選 ) 如圖 4－5－ 13 所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后 停止，物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接．圖中 v、 a、 f 和 s 分別表示物體速度大小、加速度大小、摩

16、擦力大 小和路程．圖中正確的是 ( ) ． 解析 物體在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小為 f 1＝ μmgcos θ， 做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其 v－ t 圖象為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線， A 錯(cuò)，加速度大小不 變， B 錯(cuò)，其 s－t 圖象應(yīng)為一段曲線， D 錯(cuò)；物體到達(dá)水平面后，所受摩擦力 f 2＝ μmg>f 1， 做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以正確選項(xiàng)為 C. 答案 C 圖 4－ 5－ 14 12．如圖 4－ 5－ 14 所示，一架質(zhì)量 m＝5.0 10

17、 3 kg 的噴氣式飛機(jī)，從靜止開(kāi)始在機(jī)場(chǎng) 5 的跑道上滑行，經(jīng)過(guò)距離 x＝5.0 10 2 m，達(dá)到起飛速度 v＝ 60 m/s. 在這個(gè)過(guò)程中飛機(jī)受到 的平均阻力是飛機(jī)重量的 0.02 倍．求：飛機(jī)滑行時(shí)受到的牽引力多大？ ( g 取 10 m/s 2) 解析 飛機(jī)在加速過(guò)程中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得： v2＝ 2ax v2 2 所以 a＝ 2x＝ 3.6 m/s 由牛頓第二定律得： F－ 0.02 mg＝ ma， 所以 F＝ 0.02 mg＋ ma＝1.9 10 4 N. 答案 1.9 10 4 N

18、 圖 4－ 5－ 15 13．如圖 4－ 5－15 所示，在水平地面上有一個(gè)質(zhì)量為 5 kg 的物體，它受到與水平方向 成 53角斜向上的 25 N 的拉力時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)， g 取 10 m/s 2，問(wèn)：當(dāng)拉力為 50 N 時(shí)，物體 的加速度多大？物 體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)， 2 s 末物體的位移多大？ 解析 由題意知，物體受力如下圖甲所示，由牛頓第二定律可得： 1cos 53 ＝ f 1 ① F FN＋ F1sin 53 ＝ mg ② f ＝ μ F

19、 ③ 1N 1cos 53 F [ 由①②③式得 μ ＝ mg－ F1sin 53 250.6 ＝ ＝ 0.5 510－250.8 當(dāng)拉力 F2＝ 50 N 時(shí)，物體受力如乙圖所示，由牛頓第二定律得： F 2cos 53 － f 2＝ ma ④ FN′＋ F2sin 53 － mg＝ 0 ⑤ 6 f 2＝ μ FN′ ⑥ 由④⑤⑥式得： F cos 53 － μ

20、 mg－ F ＝ 2 2 a m ＝ 5 m/s 2 1 2 2 s 內(nèi)位移大小 s＝ 2at ＝ 10 m. 答案 5 m/s 2 10 m 7