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1、第三单元 牛顿运动定律 课时作业(六) 第 6 讲 牛顿运动定律的理解 时间 / 40分钟 基础巩固 1. 2017湖北八市联考 在物理学发展史上,伽利略、牛顿等许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡 献.以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是 ( ) A.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快,这说明物体受力越大则速度就越大 B.人在沿直线加速前进的车厢内竖直向上跳起后,将落在起跳点的后方 C.两物体从同一高度做自由落体运动,较轻的物体下落较慢 D.一个运动的物体如果不再受力了,它总会逐渐停下来,“这说明静止状态才是物体不受力时的 自然状 ”态 2.质量为 1 kg的物体受到大小分别为 6 N 和 8 N
2、 的两个共点力的作用,则该物体的加速度不可能是 ( ) A.10 m/s2 B.6 m/s2 C.2 m/s2 D.0.5 m/s2 3.如图 K6-1 所示,老鹰沿虚线 MN 斜向下减速俯冲的过程中,空气对老鹰的作用力可能是图中的( ) 图 K6-1 A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 4.图 K6-2 是一种汽车安全带控制装置的示意图.当汽车静止或做匀速直线运动时,摆锤竖直悬挂,锁棒水 平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动;当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性而绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮 的转动,安全带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,则汽车可能的运动方向和运动状态是 ( ) 图
3、 K6-2 A.向右行驶,突然刹车 B.向左行驶,突然刹车 C.向左行驶,匀速直线运动 D.向右行驶,匀速直线运动 5.如图 K6-3 所示,底板光滑的小车上用两个量程为 20 N、 完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为 1 kg 的物块,小车处于水平地面上.当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为 10 N;当小车做匀 加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数为 8 N,这时小车运动的加速度大小是 ( ) 1 图 K6-3 A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.6 m/s2 D.8 m/s2 图 K6-4 6. 2017黄冈模拟 如图 K6-4 所示,质量为 M=60 kg的人站在水平
4、地面上,用定滑轮装置将质量为 m=40 kg 的重物送入井中.当重物以 2 m/s2的加速度加速下落时,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则 人对地面的压力大小为(g 取 10 m/s2) ( ) A.200 N B.280 N C.320 N D.920 N 技能提升 7.如图 K6-5 所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面上,现将一物块放于弹簧上,同时对物块施加一竖 直向下的外力,并使系统静止.若将外力突然撤去,则物块在第一次到达最高点前的速度时间图像(图中 实线)可能是图 K6-6 中的 ( ) 图 K6-5 图 K6-6 8.如图 K6-7 所示,当车向右加速行驶时,一质量为 m
5、 的物块紧贴在车厢壁上,且相对于车厢壁静止.下列说 法正确的是 ( ) 图 K6-7 A.在竖直方向上,车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡 B.在水平方向上,车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力 C.若车的加速度变小,则车厢壁对物块的弹力不变 D.若车的加速度变大,则车厢壁对物块的摩擦力也变大 9. 2017江苏常州学业水平检测 如图 K6-8 所示,一截面为椭圆形的容器内壁光滑,其质量为 M,置于光 滑水平面上,内有一质量为 m 的小球.当容器在一个水平向右的力 F 作用下向右匀加速运动时,小球处于图 示位置,重力加速度为 g,此时小球对椭圆面的压力大小为 ( ) 图 K6-
6、8 2 A.m C. 10.我国道路安全部门规定:高速公路上行驶的最高速度为 120 km/h.交通部门提供了下列资料: 资料一 驾驶员的反应时间:0.30.6 s 资料二 各种路面与轮胎之间的动摩擦因数(见下表) 路面 动摩擦因 数 干沥青 0.7 干 碎石 0.60.7 湿沥青 0.320.4 根据以上资料,如果高速公路只能有上表中的路面,通过计算可判断汽车在高速公路上行驶时的安全距离 最接近 ( ) A.50 m B.100 m C.200 m D.400 m 11.(多选) 2016重庆适应性考试 如图 K6-9 所示,司机通过液压装置缓慢抬起货车车厢的一端来卸货. 当车厢与水平面的夹
7、角 增大到一定值后,货物从车厢内滑下.若卸货过程中货车始终静止,则( ) 图 K6-9 A.货物相对车厢静止时,货物对车厢的压力随着 角增大而增大 B.货物相对车厢静止时,货物受到的摩擦力随着 角增大而增大 C.货物加速下滑时,地面对货车有向左的摩擦力 D.货物加速下滑时,货车受到地面的支持力比货车与货物的总重力小 12.(多选) 2016浙江丽水模拟 小陈在地面上用玩具枪竖直向上射出初速度为 v0的塑料小球,若小球 运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图 K6-10所示,t1时刻 到达最高点,再落回地面,落地速率为 v1.下列说法中正确的是 ( ) 图 K
8、6-10 A.小球上升过程中的平均速度大于 B.小球下降过程中的平均速度大于 C.小球射出时的加速度最大,到达最高点时的加速度为 0 D.小球的加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小 13.(多选)水平面上有一质量 m=2 kg 的小球,小球与左端固定的左端固定的水平轻弹簧及上端固定的不可 伸长的轻绳相连,如图 K6-11所示,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,轻绳与竖直 3 方向成 =45角.已知小球与水平面间的动摩擦因数为 =0.2,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 ( ) 图 K6-11 A.若剪断轻绳,则剪断的瞬间轻弹簧
9、的弹力大小为 20 N B.若剪断轻绳,则剪断的瞬间小球的加速度大小为 8 m/s2,方向向左 C.若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为 10 m/s2,方向向右 D.若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度为零 挑战自我 14.如图 K6-12所示,质量分别为 m、2m 的小球 A、B 由轻弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内,电梯正在竖 直向上做匀加速直线运动,细线中的拉力为 F,重力加速度为 g.若突然剪断细线,则在线断的瞬间,弹簧的 弹力大小和小球 A 的加速度大小分别为( ) 图 K6-12 A. , , +g C. , , +g 15.如图 K6-13所示,一斜劈静止于粗糙的水平地面上
10、,在其斜面上放一滑块,若给滑块一向下的初速度 v0, 则滑块正好保持匀速下滑.现在滑块下滑的过程中再加一个作用力,则以下说法正确的是 ( ) 图 K6-13 A.在滑块上加一竖直向下的力 F1,则滑块将保持匀速运动,斜劈对地面有水平向右的静摩擦力 B.在滑块上加一个沿斜面向下的力 F2,则滑块将做加速运动,斜劈对地面有水平向左的静摩擦力 C.在滑块上加一个水平向右的力 F3,则滑块将做减速运动,在滑块停止前斜劈对地面有向右的静摩擦力 D.无论在滑块上加什么方向的力,在滑块沿斜面向下运动的过程中,斜劈对地面都无静摩擦力 4 课时作业(七) 第 7 讲 牛顿第二定律的应用(1) 时间 / 40 分
11、钟 基础巩固 1.如图 K7-1 所示,某跳伞运动员正减速下落,下列说法正确的是 ( ) 图 K7-1 A.运动员处于失重状态 B.运动员处于超重状态 C.伞绳对运动员的作用力小于运动 员的重力 D.伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力 2. 2017湖北襄阳模拟 在欢庆节日的时候,人们会在夜晚燃放美丽的焰火.按照设计,某种型号的装有 焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在 4 s 末到达离地面 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,上升过程中所受的平均阻力大小是自身重力的 k 倍,那么 v0 和 k 分别等于(重力加速度 g 取
12、 10 m/s2) ( ) A.25 m/s,1.25 B.40 m/s,0.25 C.50 m/s,0.25 D.80 m/s,1.25 3. 2017沈阳模拟 如图 K7-2 所示,ab、cd 是竖直平面内两根固定的光滑细杆,a、b、c、d 位于同一圆 周上,b 点为圆周的最低点,c 点为圆周的最高点.若每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),将两滑环同 时从 a、c 处由静止释放,用 t1、t2分别表示滑环从 a 到 b、从 c 到 d 所用的时间,则 ( ) 图 K7-2 A.t1=t2 B.t1t2 C.t1x2 D.a1x2 2. 2017福建三明模拟 如图 K8-2 所示,木块
13、A、B 静止叠放在光滑水平面上,A 的质量为 m,B 的质量为 2m.现用水平力 F 拉 B(如图甲所示),A、B 刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动.若改用水平力 F拉 A(如图乙所示),使 A、B 也保持相对静止,一起沿水平面运动,则 F不得超过 ( ) 图 K8-2 A.2F B. 3.(多选) 2017济南模拟 如图 K8-3 所示,用力 F 拉着 A、B、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中 间的 B 物体上加一块橡皮泥,它和中间的物体一起运动,且原拉力 F 不变,那么加上橡皮泥以后,两段绳的 拉力 Ta 和 Tb 的变化情况是 ( ) 图 K8-3 A.Ta 增大 B.Tb 增
14、大 C.Ta 减小 D.Tb 减小 9 4. 2017沈阳四校协作体期中 质量为 M 的光滑半圆槽放在光滑水平面 上,一水平恒力 F 作用在其上从 而使质量为 m 的小球静止在半圆槽上,如图 K8-4 所示,则 ( ) 图 K8-4 A.小球对半圆槽的压力为 B.小球对半圆槽的压力为 C.水平恒力 F 变大后,如果小球仍静止在半圆槽上,则小球对半圆槽的压力增大 D.水平恒力 F 变大后,如果小球仍静止在半圆槽上,则小球对半圆槽的压力减小 技能提升 5. 2017黄冈质检 如图 K8-5 所示,bc 为固定在小车上的水平横杆,物块串在杆上, 靠摩擦力保持相对 杆静止,物块又通过轻细线悬吊着一个小
15、球,此时小车正以大小为 a 的加速度向右做匀加速运动,而物块、 小球均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为 .若小车的加速度逐渐增加,物块始终和小车保持相对 静止,则当加速度增加到 2a 时 ( ) 图 K8-5 A.横杆对物块的摩擦力增加到原来的 2 倍 B.横杆对物块的弹力增加到原来的 2 倍 C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的 2 倍 D.细线的拉力增加到原来的 2 倍 6. 2017陕西咸阳兴平质检 如图 K8-6 所示,在倾角为 30的光滑斜面上端系有一劲度系数为 20 N/m 的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为 2 kg 的小球,球被一垂直于斜面的挡板 A 挡住,此时弹簧没有形变.
16、若 挡板 A 以 4 m/s2的加速度沿斜面向下匀加速运动,g 取 10 m/s2,则 ( ) 图 K8-6 A.小球向下运动 0.4 m 时速度最大 B.小球向下运动 0.1 m 时与挡板分离 C.小球速度最大时与挡板分离 D.小球从一开始就与挡板分离 7.(多选) 2017合肥质检 如图 K8-7 甲所示,水平地面上固定一足够长的光滑斜面,斜面顶端有一理想 定滑轮,轻绳跨过滑轮,绳两端分别连接小物块 A 和 B.保持 A 的质量不变,改变 B 的质量 m,当 B 的质量连 续改变时,得到 A 的加速度 a 随 B 的质量 m 变化的图线如图乙所示.设加速度沿斜面向上的方向为正方向, 空气阻
17、力不计,重力加速度 g 取 9.8 m/s2,斜面的倾角为 .下列说法正确的是 ( ) 10 图 K8-7 A.若 已知,可求出 A 的质量 B.若 未知,可求出图乙中 a1的值 C.若 已知,可求出图乙中 a2的值 D.若 已知,可求出图乙中 m0的值 8. 2017河南中原名校联考 如图 K8-8 所示,B 物体的质量为 A 物体质量的两倍,用轻弹簧连接后放在 粗糙的斜面上,A、B 与斜面间的动摩擦因数均为 .对 B 施加沿斜面向上的拉力 F,使 A、B 相对静止地沿 斜面向上运动,此时弹簧长度为 l1;若撤去拉力 F,换成大小仍为 F 的沿斜面向上的推力推 A,A、B 保持相 对静止后弹
18、簧长度为 l2,则下列判断正确的是 ( ) 图 K8-8 A.两种情况下 A、B 保持相对静止后弹簧的形变量相等 B.两种情况下 A、B 保持相对静止后两物体的加速度不相等 C.弹簧的原长为 D.弹簧的劲度系数为 9.足够长光滑斜面 BC 的倾角 =53,小物块与水平面间的动摩擦因数为 0.5,水平面与斜面之间 B 点由 一小段圆弧连接,一质量 m=2 kg 的小物块静止于 A 点.现在 AB 段对小物块施加与水平方向成 =53角 的恒力 F 作用,如图 K8-9 甲所示,小物块在 AB 段运动的速度时间图像如图乙所示,到达 B 点时迅速撤去 恒力 F.(已知 sin 53=0.8,cos 5
19、3=0.6,g 取 10 m/s2) (1)求小物块所受的恒力 F 大小. (2)求小物块从 B 点沿斜面向上运动到返回 B 点所用时间. (3)小物块能否返回 A 点?若能,计算小物块通过 A 点时的速度;若不能,计算小物块停止运动时距离 B 点的 距离. 图 K8-9 10. 2017安徽芜湖、马鞍山质检 两物体 A、B 并排放在水平地面上,且两物体接触面为竖直面,现用一 水平推力 F 作用在物体 A 上,使 A、B 由静止开始一起向右做匀加速运动,如图 K8-10 甲所示,在 A、B 的速 11 度达到 6 m/s 时,撤去推力 F.已知 A、B 质量分别为 mA=1 kg、mB=3 k
20、g,A 与地面间的动摩擦因数 =0.3,B 与地面间没有摩擦,B 物体运动的v-t 图像如图乙所示.g 取 10 m/s2,求: (1)推力 F 的大小. (2)A 物体刚停止运动时,物体 A、B 之间的距离. 图 K8-10 挑战自我 11.如图 K8-11所示,一圆环 A 套在一均匀圆木棒 B 上,A 的长度相对 B 的长度来说可以忽略不计,A 和 B 的 质量都等于 m,A 和 B 之间滑动摩擦力为 f(fmg,所以绳中拉力变大,弹簧测力计读数变大.对整体进行受力分析,开始时小车处于静止状 态,整体所受地面的支持力等于其重力.当小车匀加速向右运动时,整体在竖直方向无加速度,也就是整体 1
21、8 在竖直方向处于平衡状态,所以整体所受地面的支持力仍然等于其重力,由牛顿第三定律可知,小车对地面 的压力不变,选项 C 正确. 7.B 解析 由题图甲、乙可知,人的重力等于 500 N,质量 m=50 kg,b 点位置人处于失重状态,c、d、e 点位置人处于超重状态,选项 A、C 错误,选项 B 正确;d 点位置传感器对人的支持力 F 最大,为 1500 N, 由 F-mg=ma 可知,d 点的加速度 ad=20 m/s2,f 点位置传感器对人的支持力为 0,由 F-mg=ma 可知,f 点的加速 度 af=-10 m/s2,故 d 点的加速度大于 f 点的加速度,选项 D 错误. 8.BC
22、D 解析 以小球 A 为研究对象,其合力水平向右,由牛顿第二定律有 mA gtan =mAa,可得小车向左 做加速度大小为 a=gtan 的匀减速运动;以物块 B 为研究对象,可知小车对物块 B 向右的静摩擦力 f=ma=mgtan ,小车对物块 B 竖直向 上的支持力 FN=mg,故小车对物块 B 的合力大小为 F= ,方向为斜向右上方,选项 B、C、D 正确. 9.BD 解析 01 s 内,物体加速度 a1= m/s2=-4 m/s2,A错误;12 s 内,物 体加速度 a2= m/s2=2 m/s2,B 正确;物体运动的 v-t 图线如图所示,01 s 内位 移为 x1=6 m,C错误;
23、02 s 内物体总位移 x=x1+x2= 1 m=11 m,D正确. 10.(1)1.3 m/s2 (2)5.4 m 解析 (1)松手前,对铸件由牛顿第二定律得 a= =1.3 m/s2 (2)松手时铸件的速度 v=at=5.2 m/s 松手后的加速度大小 a= =g=2.5 m/s2 则松手后铸件还能滑行的距离 x= =5.4 m 11.(1)5 m/s (2) m/s 解析 (1)当 =90时,x=1.25 m,则 v0= m/s=5 m/s 当 =30时,x=1.25 m,则 a= m/s2=10 m/s2 由牛顿第二定律得 a=gsin 30+gcos 30 解得 = . (2)当 =
24、60时,上滑的加速度 a1=gsin 60+gcos 60,下滑的加速度 a2=gsin 60-gcos 60 19 因为 v2=2ax,则 v1= m/s. 12.(1)0.2 (2)2 s 解析 (1)当 F=0 时,物体在光滑斜面上下滑的加速度为 a1= =gsin =6 m/s2 物体下滑的距离为 L,物体下滑到底端时的速度 v 满足 v2=2a1L 可得 v= m/s 物体在水平地面上在滑动摩擦力作用下做减速运动 ,加速度大小 a2= =g 由 0-v2=-2a2s=-2gs 得 = =0.2 (2)当 F=4 N 时,物体在斜面上下滑的加速度为 a1= m/s2=2 m/s2 由
25、L= 得,物体在斜面上运动的时间为 t1= s=1 s 物体到达斜面底端时的速度为 v=a1t1=21 m/s=2 m/s 物体在水平地面上做匀减速运动,加速度大小为 a2= =g=2 m/s2 故物体在水平地面上运动的时间为 t2= s=1 s 所以物体运动的总时间为 t=t1+t2=2 s. 课时作业(八) 1.B 解析 对 a、b 物体及弹簧整体分析,有 a1= -g,a2= ,可知 a13 m/s2.综上所述,只有选项 D 符合题意. 3.A 解析 因动摩擦因数 =0.5,由于有 mgsin 37mgcos 37,所以传送带对物块 A、B 的摩擦力 方向都沿传送带向上,选项 C 正确;
26、物块 A、B 都做匀加速运动,加速度相同,根据牛顿第二定律,有 mgsin 37-mgcos 37=ma,解得两物块的加速度 a=2 m/s2,两物块的初速度相同,位移相同,则运动时间也相 同,选项 B 正确,选项 A 错误;物块 A 下滑过程相对传送带的位移等于物块 A 的位移与传送带匀速运动的位 移之差,物块 B 下滑过程相对传送带的位移等于物块 B 的位移与传送带匀速运动的位移之和,选项 D 正确. 4.BD 解析 绳剪断前物体的受力情况如图所示,由平衡条件得 FN+Fsin =mg,f=FN=Fcos ,解得 F= ,F 的大小与传送带的速度无关,选项 A 错误,B正确;绳剪断后物体在
27、传送带上的加速度相 同,若 L ,则两种情况下都是匀加速到达左端,t1=t2,若 L ,则物体在速度小的传送带上需要的时 间更长,t1t2,选项 C 错误,D正确. 5.(1)2 m/s2 1 m/s2 (2)0.5 m (3)6.29 N 解析 (1)放上物块后,物块的加速度 a1= =g=2 m/s2, 木板的加速度 a2= =1 m/s2. (2)木板和物块达到共同速度后保持相对静止,故 a1t=v0+a2t, 解得 t=1 s, 23 1 s 内木板位移 x1=v0t+ a2t2=1.5 m, 物块位移 x2= a1t2=1 m. 所以木板至少长 L=x1-x2=0.5 m. (3)相
28、对静止后,对整体,有 F=(M+m)a, 对物块,有 f=ma, 故 f=m =6.29 N. 6.1.25 s 解析 设旅行包在传送带上做匀减速运动的时间为 t1,即经过 t1时间,旅行包的速度达到 v=4 m/s,由牛 顿第二定律得 mg=ma 解得 a=6 m/s2 则 t1= =1 s 此时旅行包通过的位移为 s1,由匀减速运动的规律,有 s1= =7 m 由于 s1=7 ma1,所以物块 B 也向右做匀加速运动,但相对木板 A 向左运动,设经时间 t2后物块 B 会从木板 A 的 左端滑出,在这段时间内,木板 A 的位移 xA2=v1t2+ 物块 B 的位移 xB2=v1t2+ A、
29、B 间的位移满足 x1=xA2-xB2 联立解得 t2=2 s 物块 B 从木板 A 的左端滑出时的速度 v3=v1+a1t2=10 m/s 物块 B 从木板 A 的左端滑出后落到地面上做匀减速运动,所以整个过程中,物块 B 从木板 A 的左端滑出时 的速度最大,为 10 m/s. 8.(1)1 s (2)(2- )s 解析 (1)物块在其速度达到与传送带速度 v=4 m/s 相等前做匀加速直线运动,有 F+mgcos 37-mgsin 37=ma1 解得 a1=8 m/s2 由 v=a1t1 得 t1=0.5 s 位移 x1= =1 m 物块与传送带达到共同速度后,因 F-mgsin 37=4 N=mgcos 37 故物块在静摩擦力作用下随传送带一起匀速上升 位移 x2= -x1=2 m t2= =0.5 s 总时间为 t=t1+t2=1 s (2)在物块与传送带达到共同速度瞬间撤去恒力 F,因为 x2 故物块向上匀减速运动到速度为零前已经滑上平台 由 x2=vt3- 解得 t3=(2- )st3=(2+ )s =2 s,舍去 即物块还需(2- )s离开传送带. 26