沪科版物理必修一知能演练：5.4牛顿运动定律的案例分析-Word版含答案.docx

1A、B两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动，两个物体与水平面的动摩擦因数相同，且质量mA3mB，则它们能滑行的最大距离sA和sB的关系为()AsAsBBsA3sBCsAsB DsA9sB解析：选A.由s知，当v相同，aAaBg时，sAsB，s与m无关2(2022湖南衡阳高一检测)质量为5 kg的木箱以大小为2 m/s2的加速度水平向右做匀减速运动，在箱内有一轻弹簧，其一端被固定在箱子的右侧壁，另一端拴接一个质量为3 kg的滑块，木箱与滑块相对静止，如图所示若不计滑块与木箱之间的摩擦，下列推断正确的是()A弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为10 NB弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为6 NC弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为10 ND弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为6 N解析：选B.因木箱向右减速运动，加速度向左，故滑块受弹力向左，说明弹簧被压缩，Fma32 N6 N.3某消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双脚弯曲的方法缓冲，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量为自身所受重力的()A2倍 B5倍C8倍 D10倍解析：选B.消防队员先做自由落体运动，下落2 m时的速度v2 m/s，以后匀减速下降h20.5 m，速度减至零，依据2ah2v2得，加速度a m/s24g，依据牛顿其次定律Nmgma得N5mg，所以地面对他的平均作用力为他自身重力的5倍4风洞试验室中可以产生水平方向的、大小可调整的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞试验室，小球孔径略大于细杆直径如图所示：(1)当杆在水平方向上固定时，调整风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间的夹角为37并固定，则小球从静止动身在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin370.6，cos370.8)解析：(1)设小球所受的风力为F，小球质量为m，由平衡条件得Fmg0.5. (2)设杆对小球的支持力为N，滑动摩擦力为f，小球受力分析如图所示沿杆方向Fcosmgsinfma垂直于杆的方向NFsinmgcos0，fN把F0.5mg，sin370.6，cos370.8，0.5代入上面各式联立解得ag由运动学公式sat2解得滑行时间t .答案：(1)0.5(2) 一、选择题1质量为m1的物体A，在恒力F的作用下产生的加速度为a1；质量为m2的物体B，在恒力F的作用下，产生的加速度为a2.若将该恒力F作用在质量为(m1m2)的物体C上，产生的加速度为()Aa1a2B.C. D.解析：选D.由题意得：Fm1a1，Fm2a2，F(m1m2)a，由以上三式即可解得a.2(2022宁波高一检测)如图所示，有一箱装得很满的土豆，以确定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，不计其他外力及空气阻力，则中间一质量为m的土豆A受到其他土豆对它的作用力大小应是()Amg BmgCmg Dmg解析：选C.在水平方向上土豆具有和箱子共同的水平加速度a，由牛顿其次定律知：ag，其他土豆施加给土豆A的水平作用力F1mg.竖直方向其他土豆对土豆A的作用力F2mg，所以其他土豆对它的作用力的大小Fmg.3(2022辽宁沈阳高一检测)如图所示，有一光滑斜面倾角为，放在水平面上，用固定的竖直挡板A与斜面夹住一个光滑球，球质量为m.若要使球对竖直挡板无压力，球连同斜面应一起()A水平向右加速，加速度agtanB水平向左加速，加速度agtanC水平向右减速，加速度agsinD水平向左减速，加速度agsin解析：选B.球对竖直挡板无压力时，受力如图所示，重力mg和斜面支持力N的合力方向水平向左Fmgtanma，解得agtan，因此斜面应向左加速或者向右减速4.如图所示，在光滑地面上，水平外力拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动小车质量是M，木块质量是m，水平外力大小是F，加速度大小是a，木块和小车之间的动摩擦因数是，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是()Amg B.C(Mm)g Dma解析：选BD.由于m、M在力F的作用下一起做无相对滑动的加速运动，所以取m、M为一整体，由牛顿其次定律可知F(Mm)a，设木块m受到摩擦力向右，大小为f，由牛顿其次定律得：fma，以上两式联立可得：f，所以B、D正确5(2022河南洛阳高一检测)如图所示，质量M60 kg的人通过定滑轮将质量为m10 kg的货物提升到高处滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a2 m/s2，则人对地面的压力为(取g10 m/s2)()A120 N B480 NC600 N D720 N解析：选B.对货物，依据牛顿其次定律有Tmgma，对人依据平衡条件有TNMg，由以上两式得N480 N.6(2022河北石家庄高一检测)如图是接受动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.0103 kg，其推动器的平均推动力F为900 N，在飞船与空间站对接后，推动器工作5 s时间内，测出飞船和空间站速度变化量是0.05 m/s，则空间站的质量为()A8.7104 kg B9.0104 kgC6.0104 kg D6.0103 kg解析：选A.加速度a m/s20.01 m/s2.设空间站总质量为m，则F(m3.0103 kg)a，解得m8.7104 kg.7(2022咸阳高一检测)有三个光滑倾斜轨道1、2、3，它们的倾角依次是60、45和30，这些轨道交于O点，现有位于同一竖直线上的3个小物体甲、乙、丙，分别沿这3个轨道同时从静止自由下滑，如图所示，物体滑到O点的先后挨次是()A甲最先，乙稍后，丙最终B乙最先，然后甲和丙同时到达C甲、乙、丙同时到达D乙最先，甲稍后，丙最终解析：选B.设轨道的底边长度为d、倾角为，则轨道的长为s.物体沿轨道下滑时的加速度agsin.由sat2可得t ，所以当倾角为45时下滑时间最短，倾角为60和30时下滑时间相等8(2022榆林高一检测)一物体沿倾角为的斜面下滑时，恰好做匀速直线运动，若物体以初速度v0冲上斜面，则上滑的距离为()A. B.C. D.解析：选B.物体匀速下滑时，有mgsinmgcos.物体上滑时，依据牛顿其次定律，mgsinmgcosma，得a2gsin，上滑距离s.9在行车过程中，假如车距不够，刹车不准时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到损害，为了尽可能地减轻碰撞引起的损害，人们设计了平安带假定乘客质量为70 kg，汽车车速为108 km/h(即30 m/s)，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，平安带对乘客的作用力大小约为()A420 N B600 NC800 N D1000 N解析：选A.由a得a m/s26 m/s2.由牛顿其次定律得Fma706 N420 N.10.如图所示，车沿水平地面做直线运动，车厢内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向的夹角为.放在车厢底板上的物体A跟车厢相对静止A的质量为m，则A受到的摩擦力的大小和方向是()Amgsin，向右 Bmgtan，向右Cmgcos，向左 Dmgtan，向左解析：选B.对小球进行受力分析如图甲所示，设小球质量为m，agtan方向向右再对A物块进行受力分析如图乙，fmamgtan，方向向右，故选B.甲乙二、非选择题11(2022广州高一检测)一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开头沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m2103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小解析：(1)汽车开头做匀加速直线运动s0t1.解得v04 m/s.(2)汽车滑行减速过程加速度a22 m/s2由牛顿其次定律得fma2，解得f4103 N(3)开头加速过程中加速度为a1，s0a1t，由牛顿其次定律得：Ffma1，解得Ffma16103 N.答案：(1)4 m/s(2)4103 N(3)6103 N12如图所示，质量为m的滑块沿倾角为的斜面从静止开头下滑，滑块与斜面间动摩擦因数为，求：(1)滑块下滑的加速度(2)经t时间后，滑块的速度(设斜面足够长)解析：(1)滑块受力如图所示，沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标系在沿斜面方向应用牛顿其次定律得mgsinfma在垂直斜面方向由平衡条件得Nmgcos又有fN联立以上各式得ag(sincos)方向沿斜面对下(2)滑块做匀加速直线运动t时间后的速度vatgt(sincos)方向沿斜面对下答案：(1)g(sincos)(2)gt(sincos)汽车平安带及平安气囊最近，随着国内各大轿车厂家纷纷组织撞车试验，汽车的平安性又一次成为消费者关注的热门话题，ABS、气囊、平安舱结构等装置成为人们津津乐道的词语，好像只有配上这些装置的汽车才上档次，其实，在发生交通事故时，对人们平安起最主要保障作用的却是我们最常见的装置平安带最初的汽车平安带是瑞典人制造的，自20世纪40年月别克轿车将平安带作用标准配置后，美国将安装和使用平安带进行大规模普及当时的平安带仅仅是简洁的两点式腰部约束，其约束的松紧程度完全由驾驶者自己调整经过四十多年的进展，平安带渐渐走向成熟，现在的平安带均由强度极大的合成纤维制成，带有自锁功能的卷收器，接受对驾乘人员的肩部和腰部同时实现约束的三点式设计系上平安带后，卷收器自动将其拉紧，万一车辆毁灭紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时，乘员的猛烈晃动会使平安带受到快速而猛烈的拉伸，此刻卷收器的自锁功能可在瞬间卡住平安带，使乘员紧贴座椅，避开摔出车外或碰撞受伤随着科学技术的进步，人们又研制出平安带的挂念设施平安气囊其工作的原理是：当车辆发生碰撞时，把握模块快速对信号作出处理，确认发生碰撞的严峻程度已超出平安带的疼惜力气，便快速释放气囊，使乘员的头、胸部直接与较为松软有弹性的气囊接触，从而通过气囊的缓冲作用减轻对乘员的损害，后来沃尔沃汽车公司又研制出防侧撞气囊，使气囊的种类渐渐完善，不过，这里要着重提示大家的是：在不系平安带的状况下，平安气囊不但不能对乘员起到防护作用，还会对乘员产生严峻的杀伤力平安气囊的爆发力是惊人的，足以击断驾驶者的颈椎