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1、课时分层作业(十七)牛顿运动定律的应用(时间：40分钟分值：100分)合格基础练一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为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/s2Bv4.5 m/s，a1.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0C由牛顿第二定律知前3秒内Fma1即a1 m/s21.5 m/s2；3秒末物体速度va1t1.5 m/s23 s4.5 m/s；3秒后F消失，物体所受合外力为零，则a20；物体做匀速直线运动，故选项C正确2.如图所示，放在光滑水
2、平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F15 N，水平向左的力F210 N，当F2由10 N逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小是 ()A逐渐减小B逐渐增大C先减小后增大 D先增大后减小CF2由10 N减到5 N的过程中F合F2F1ma，a方向沿F2方向且逐渐减小；当F25 N后，F合F1F2ma，a方向沿F1方向且逐渐增大；故加速度先减小后反向增大，选项C正确3质量为1 kg的物体，受水平恒力作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在t s内的位移为x m，则F的大小为 ()A. B.C. D.A由xat2得：a m/s2，对物体由牛顿第二定律得：Fma1
3、N N，故A正确4(多选)如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则()A车厢的加速度为gtan B绳对物体1的拉力为C底板对物体2的支持力为(m2m1)gD物体2所受底板的摩擦力为m2gsin AB对物体1受力分析知，mgtan ma，得agtan ，故选项A正确；绳的拉力设为F，则有Fcos m1g，F，故选项B正确；对物体2受力分析知，竖直方向上，FFNm2g，得FNm2g，选项C错误；水平方向上fm2am2gtan ，故选项D错误5某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地
4、，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A自身所受重力的2倍B自身所受重力的5倍C自身所受重力的8倍D自身所受重力的10倍B消防队员下落H2 m后末速度为v，由运动学公式v22gH；缓冲减速下降了h0.5 m；由运动学公式得0v22ah而a；由牛顿第二定律得缓冲过程FNmgma，解得Nmgmamg5mg，故选项B正确6(多选)如图所示，光滑斜面CA、DA、EA都以AB为底边三个斜面的倾角分别为75、45、30.物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是()A物体沿DA滑到底端时具有最大速率B物体沿EA滑到底端所需
5、时间最短C物体沿CA下滑，加速度最大D物体沿DA滑到底端所需时间最短CD设底边AB长为L，则倾角为的斜面长度为x；由牛顿第二定律得，物体沿斜面下滑时加速度agsin ，故当75时加速度最大，故选项C正确；由v22ax可得，物体沿斜面滑到底端时的速度为v，当75时，v最大，选项A错误；由xat2得，t，当45时，t最小，选项B错误，选项D正确二、非选择题(14分)7楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成37，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数0.5，天花板长为L4 m，取
6、sin 370.6，试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间解析(1)以刷子为研究对象，分析受力情况，作出受力图，如图所示根据牛顿第二定律得(Fmg)sin fma(Fmg)cos N0又fN，联立解得 a2 m/s2.(2)刷子做匀加速运动，初速度为零，位移为L4 m，则Lat 2得到t2 s.答案(1)2 m/s2(2)2 s等级过关练一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1如图所示，左右带有固定挡板的长木板放在水平桌面上，物体M放于长木板上静止，此时弹簧对物体的压力为3 N，物体的质量为0.5 kg，物体与木板之间无摩擦，现使木板与物体M一
7、起以6 m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时 ()A物体对左侧挡板的压力等于零B物体对左侧挡板的压力等于3 NC物体受到4个力的作用D弹簧对物体的压力等于6 NA物体静止时，弹簧处于压缩状态，弹力F弹3 N，当物体向左加速运动时，若物体对左挡板的压力为零，由牛顿第二定律知F弹ma，解得a6 m/s2，当加速度大于a6 m/s2，物体离开左挡板，弹簧长度变短，当加速度小于a6 m/s2时，物体对左挡板产生压力，弹簧长度不变，所以可知选项A正确，B、D错误当加速度a6 m/s2时，物体受重力、支持力和弹力，故选项C错误2在液体中下落的物体最终会达到一个恒定的速度，称之为收尾速度一小铁球质量
8、为m，用手将它完全放入水中后静止释放，最后铁球的收尾速度为v，若铁球在水中所受浮力保持不变恒为F，重力加速度为g，关于小铁球，下列说法正确的是()A若测得小铁球从释放至达到收尾速度所用时间为t，则小铁球下落的位移为B若测得小铁球下落h时的加速度为a，则小铁球此时的速度为C若测得某时小铁球的加速度大小为a，则小铁球此时受到的水的阻力为m(ag)FD若测得小铁球下落t时间，通过的位移为y，则该过程的平均速度一定为D小球释放到达收尾速度过程中，阻力增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，不能通过匀变速直线运动的运动学公式和推论进行求解，故A错误；因为该过程中的加速度在变化，不能通过v22ah求解小
9、球的速度，故B错误；根据牛顿第二定律得，mgFfma，解得小铁球受到水的阻力fmgFma，故C错误；根据平均速度的定义式，位移为y，时间为t，则平均速度为，故D正确3(多选)在光滑水平面上有一物体受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物体与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是 ()A物体接触弹簧后即做减速运动B物体接触弹簧后先加速后减速C当弹簧处于压缩量最大时，物体的加速度不等于零D当物体的速度为零时，它所受的合力不为零BCD由牛顿第二定律知物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故选项A错误，B正确；当拉力F等于弹簧弹力时，物
10、体加速度为零，但速度最大；由于惯性，物体会继续运动，弹簧会进一步被压缩，当物体速度为零时，弹簧弹力大于拉力F，合力不为零，故选项C、D正确4(多选)如图所示，质量为m的小球置于倾角为的斜面上，被一个竖直挡板挡住现用一个水平力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度为g，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A斜面对小球的弹力为B斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为maC若增大加速度a，斜面对小球的弹力一定增大D若增大加速度a，竖直挡板对小球的弹力一定增大AD对小球受力分析如图所示，把斜面对小球的弹力N2进行正交分解，竖直方向有N2cos mg，水平方向有N1N2sin ma，
11、所以斜面对小球的弹力为N2，A正确N1mamgtan .由于N2，即与a无关，故当增大加速度a时，斜面对小球的弹力不变，挡板对小球的弹力N1随a增大而增大，故C错误，D正确小球受到的合力为ma，故B错误二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(13分)如图所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当30时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑若让该小木块从木板的底端每次都以v0的速度沿木板向上运动，随着的改变，小木块沿木板滑行的距离将发生变化，重力加速度为g.求：甲乙(1)小木块与木板间的动摩擦因数；(2)当60角时，小木块沿木板向上滑行的距离；(3)当60角时，小木块由底端沿木板向上滑
12、行再回到原出发点所用的时间解析(1)当30时，对小木块受力分析得：mgsin NNmgcos 联立得：tan tan 30.(2)当小木块向上运动时，设小木块的加速度为a1，位移为x，则：mgsin mgcos ma1v2a1x则：x60x.(3)60，当小木块向上运动时，时间t1当小木块向下运动时，小木块的加速度为a2，则：mgsin mgcos ma2解得：a2g由xa2t得：t2故：tt1t2.答案(1)(2)(3)6(13分)某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为45，光滑小球的质量m3 kg，力传感器固定在竖直挡板上(g取10 m/
13、s2)求：(1)当整个装置静止时，力传感器的示数；(2)当整个装置向右匀加速直线运动时，力传感器示数为36 N，此时装置的加速度大小；(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0，此时整个装置的运动方向如何？加速度为多大？解析(1)以小球为研究对象，设小球与力传感器静止时的作用力大小为F，小球与斜面间的作用力大小为N，对小球受力分析如图所示，由几何关系可知：Fmg310 N30 N.(2)竖直方向Ncos 45mg；水平方向FNsin 45ma；解得：a2 m/s2.(3)要使力传感器示数为0，则有：Ncos 45mg；Nsin 45ma；解得：a10 m/s2，方向向左答案(1)30 N(2)2 m/s2 (3)方向向左10 m/s2