新人教版必修第一冊(cè)課時(shí)作業(yè)第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用一、選擇題1.若恒定合力F使質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t內(nèi)移動(dòng)的距離為x,則2F的恒定合力使質(zhì)量為2m的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在2t時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離為() 2.在交通事故的分析中,剎車(chē)線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù),剎車(chē)線是汽車(chē)剎車(chē)后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡。在某次交通事故中,汽車(chē)的剎車(chē)線長(zhǎng)度是14m,假設(shè)汽車(chē)輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為,g取10m/s2,則汽車(chē)剎車(chē)前的速度為()m/s m/sm/s m/s3.(多選)靜止在水平地面上的小車(chē),質(zhì)量為5kg,在50N的水平拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng),2s內(nèi)勻加速前進(jìn)了4m,在這個(gè)過(guò)程中(g取10m/s2)()A.小車(chē)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B.摩擦力的大小是10NC.小車(chē)加速度的大小是1m/s2D.小車(chē)加速度的大小是2m/s24.(多選)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體在水平恒力F的作用下在地面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng),位移隨時(shí)間的變化關(guān)系為x=t2+t,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,g取10m/s2,以下結(jié)論正確的是()A.物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的初速度為1m/sB.物體的位移為12m時(shí)速度為7m/sC.水平恒力F的大小為4ND.水平恒力F的大小為12N5.如圖所示,質(zhì)量為m=3kg的木塊放在傾角為θ=30°的足夠長(zhǎng)的固定斜面上,木塊可以沿斜面勻速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木塊上,使其由靜止開(kāi)始沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)t=2s時(shí)間木塊沿斜面上升4m的距離,則推力F的大小為(g取10m/s2)()N NN N6.一質(zhì)量為m=1kg的物體在水平恒力F作用下沿直線水平運(yùn)動(dòng),1s末撤去恒力F,其v-t圖像如圖所示,則恒力F和物體所受阻力Ff的大小是()=9N,Ff=2N =8N,Ff=3N=8N,Ff=2N =9N,Ff=3N二、非選擇題7.圖甲是運(yùn)動(dòng)員在奧運(yùn)會(huì)上蹦床比賽中的一個(gè)情景。設(shè)這位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員的腳在接觸蹦床過(guò)程中,蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來(lái),如圖乙所示。g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。根據(jù)F-t圖像求:乙(1)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度的大小;(2)運(yùn)動(dòng)員雙腳離開(kāi)蹦床后的最大速度的大小。8.如圖所示,質(zhì)量m=15kg的木箱靜止在水平地面上,木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。現(xiàn)用F=60N的水平恒力向右拉動(dòng)木箱(g取10m/s2)。求:(1)3s時(shí)木箱的速度大小。(2)木箱在2s內(nèi)的位移大小。9.如圖所示,樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成θ=37°角。一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板,工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上,大小為10N,刷子的質(zhì)量為m=kg,刷子可視為質(zhì)點(diǎn),刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)=4m,sin37°=,cos37°=,g取10m/s2。試求:(1)刷子沿天花板向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小;(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間。10.質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平地面上,物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=?，F(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F,F=10N,θ=37°,且sin37°=。經(jīng)t=10s后撤去力F,再經(jīng)一段時(shí)間,物體靜止,g取10m/s2。求:(1)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度。(2)物體運(yùn)動(dòng)的總位移。11.在科技創(chuàng)新活動(dòng)中,小華同學(xué)根據(jù)磁鐵同性相斥原理設(shè)計(jì)了用機(jī)器人操作的磁力運(yùn)輸車(chē)(如圖甲所示)。在光滑水平面AB上(如圖乙所示),機(jī)器人用大小不變的電磁力F推動(dòng)質(zhì)量為m=1kg的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。小滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)機(jī)器人撤去電磁力F,小滑塊沖上光滑斜面(設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速率不變),最高能到達(dá)C點(diǎn)。機(jī)器人用速度傳感器測(cè)量小滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的瞬時(shí)速度大小并記錄如下。t/s0……v/(m·s-1)0……求:(1)機(jī)器人對(duì)小滑塊作用力F的大小;(2)斜面的傾角α的大小。

新人教版必修第一冊(cè)第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用鞏固作業(yè)一、選擇題1.如圖所示,一個(gè)物體從A點(diǎn)由靜止出發(fā)分別沿三條光滑軌道到達(dá)C1、C2、C3,則()A.物體到達(dá)C1點(diǎn)時(shí)的速度最大B.物體在三條軌道上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同C.物體到達(dá)C3的時(shí)間最短D.物體在AC3上運(yùn)動(dòng)的加速度最小2.如圖所示,AB和CD為兩條光滑斜槽,它們各自的兩個(gè)端點(diǎn)均分別位于半徑為R和r的兩個(gè)相切的圓上,且斜槽都通過(guò)切點(diǎn)P。設(shè)有一重物先后沿兩個(gè)斜槽,從靜止出發(fā),由A滑到B和由C滑到D,所用的時(shí)間分別為t1和t2,則t1與t2之比為()∶1 ∶1C.3∶1 ∶33.如圖所示,圓柱形的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)有三塊長(zhǎng)度不同的滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圓心O,而上端則擱在倉(cāng)庫(kù)側(cè)壁上,三塊滑板與水平面的夾角依次是30°、45°、60°。若有三個(gè)小孩同時(shí)從a、b、c處開(kāi)始下滑(忽略阻力),則()處小孩最先到O點(diǎn)處小孩最后到O點(diǎn)處小孩最先到O點(diǎn)、c處小孩同時(shí)到O點(diǎn)4.(多選)質(zhì)量m=2kg、初速度v0=8m/s的物體沿著粗糙水平地面向右運(yùn)動(dòng),物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,同時(shí)物體還受到一個(gè)如圖所示的隨時(shí)間變化的水平拉力F的作用,設(shè)水平向右為拉力的正方向,且物體在t=0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng),g取10m/s2,則以下結(jié)論正確的是()~1s內(nèi),物體的加速度大小為2m/s2~2s內(nèi),物體的加速度大小為2m/s2~1s內(nèi),物體的位移為7m~2s內(nèi),物體的總位移為11m5.如圖所示,有一質(zhì)量m=1kg的物塊,以初速度v=6m/s從A點(diǎn)開(kāi)始沿水平面向右滑行。物塊運(yùn)動(dòng)中始終受到大小為2N、方向水平向左的力F作用,已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。(g取10m/s2)求:(1)物塊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力的大小和方向;(2)物塊向右運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處的位移大小;(3)物塊經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間回到出發(fā)點(diǎn)A?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)6.如圖所示,一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中,沿著長(zhǎng)為12m的豎立在地面上的鋼管下滑。已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60kg,他從鋼管頂端由靜止開(kāi)始先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時(shí)速度恰好為零。如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍,下滑的總時(shí)間為3s,g取10m/s2,那么該消防隊(duì)員()A.下滑過(guò)程中的最大速度為4m/sB.加速與減速過(guò)程中所受摩擦力大小之比為1∶7C.加速與減速過(guò)程的位移之比為1∶4D.加速與減速過(guò)程的時(shí)間之比為2∶17.(多選)如圖甲所示,一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示,g取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是()A.物塊的質(zhì)量一定是1kgB.斜面的傾角為30°C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D.物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離為1m年1月3日上午10時(shí)許,科技人員在北京航天飛行控制中心發(fā)出指令,嫦娥四號(hào)探測(cè)器在月面上空開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī),實(shí)施降落任務(wù)。在距月面高為H=102m處開(kāi)始懸停,識(shí)別障礙物和坡度,選定相對(duì)平坦的區(qū)域后,先以a1勻加速下降,加速至v1=46m/s時(shí),立即改變推力,以a2=2m/s2勻減速下降,至月表高度30m處速度減為零,立即開(kāi)啟自主避障程序,緩慢下降。最后距離月面m時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),探測(cè)器以自由落體的方式降落,自主著陸在月球背面南極艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門(mén)撞擊坑中,整個(gè)過(guò)程始終垂直月球表面做直線運(yùn)動(dòng),取豎直向下為正方向。已知嫦娥四號(hào)探測(cè)器的質(zhì)量m=40kg,月球表面重力加速度為m/s2。求:(1)嫦娥四號(hào)探測(cè)器自主著陸月面時(shí)的瞬時(shí)速度大小v2;(2)勻加速直線下降過(guò)程的加速度大小a1;(3)勻加速直線下降過(guò)程推力F的大小和方向。9.在游樂(lè)場(chǎng)中,有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”,參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上,由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40m高處,然后由靜止釋放,為研究方便,可以認(rèn)為座椅沿軌道做自由落體運(yùn)動(dòng)s后,開(kāi)始受到恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng),且下落到離地面4m高處時(shí)速度剛好減小到零,然后再讓座椅以相當(dāng)緩慢的速度穩(wěn)穩(wěn)下落,將游客送回地面,g取10m/s2,求:(1)座椅在自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度大小;(2)在勻減速階段,座椅對(duì)游客的作用力大小是游客體重的多少倍。10.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小球置于傾角為θ的斜面上,被一個(gè)豎直擋板擋住。現(xiàn)用一個(gè)水平力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,忽略一切摩擦,以下說(shuō)法正確的是()A.斜面對(duì)小球的彈力為mgB.斜面和豎直擋板對(duì)小球彈力的合力為maC.若增大加速度a,斜面對(duì)小球的彈力一定增大D.若增大加速度a,豎直擋板對(duì)小球的彈力一定增大11.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m2的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車(chē)廂底板上,并用豎直細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪連接質(zhì)量為m1的物體1,與物體1相連接的繩與豎直方向成θ角,則(物體1和物體2相對(duì)車(chē)廂靜止,重力加速度大小為g)()A.車(chē)廂的加速度為gtanθB.繩對(duì)物體1的拉力為mC.底板對(duì)物體2的支持力為(m2-m1)gD.物體2所受底板的摩擦力為m2gsinθ

答案一、選擇題由牛頓第二定律可知,質(zhì)量為m的物體的加速度為a=Fm,位移為x=12at2,整理可得x=Ft22m;2F的恒定合力使質(zhì)量為2m的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),加速度為a'=Fm,位移為x'=12a'(2t)2,則可得x'=2Ft設(shè)汽車(chē)剎車(chē)后滑動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律得μmg=ma,解得a=μg。由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移關(guān)系式v02=2ax,可得汽車(chē)剎車(chē)前的速度為v0=2ax=14m/s,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x=12at2,代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2,故C錯(cuò)誤,D正確;根據(jù)牛頓第二定律有F-f=ma,解得摩擦力的大小為f=F-ma=50N-10N=40N,故B錯(cuò)誤;由滑動(dòng)摩擦力的公式f=μN(yùn)=μmg,可得小車(chē)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=fmg=,故對(duì)比x=v0t+12at2和x=t2+t,知v0=1m/s,a=2m/s2,故A正確;根據(jù)v2-v02=2ax得,v=v02+2ax=1+2×2×12m/s=7m/s,故B正確;因木塊能沿斜面勻速下滑,由平衡條件知:mgsinθ=μmgcosθ,所以μ=tanθ=33;當(dāng)木塊在推力作用下由靜止沿斜面加速上滑時(shí),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x=12at2得a=2m/s2,由牛頓第二定律得:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma,得F=36由v-t圖像可知,0~1s內(nèi),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小為a1=Δv1Δt1=61m/s2=6m/s2;1~3s內(nèi),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其加速度的大小為a2=62m/s2=3m/s2。根據(jù)牛頓第二定律,0~1s有F-Ff=ma1,1~3s有Ff=ma2,解得F=9N,Ff=3N。故D7.答案(1)40m/s2(2)8m/s解析(1)由圖乙可知,運(yùn)動(dòng)員的重力G=500N,蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的最大彈力Fm=2500N設(shè)運(yùn)動(dòng)員的最大加速度的大小為am,根據(jù)牛頓第二定律有:Fm-G=mam又G=mg代入數(shù)據(jù)解得:am=40m/s2(2)由圖乙可知,自由下落的最長(zhǎng)時(shí)間為t=8.4-6由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知最大速度vm=gt代入數(shù)據(jù)解得:vm=8m/s8.答案(1)6m/s(2)4m解析(1)對(duì)木箱受力分析如圖所示。由牛頓第二定律得F-μmg=ma解得a=F-μmgm=60-0.2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得v=at=2×3m/s=6m/s。(2)木箱在2s內(nèi)的位移大小為x=12at2=12×2×22m=49.答案(1)2m/s2(2)2s解析(1)以刷子為研究對(duì)象,受力分析如圖所示設(shè)桿對(duì)刷子的作用力為F,滑動(dòng)摩擦力為Ff,天花板對(duì)刷子的彈力為FN,刷子所受重力為mg,由牛頓第二定律得(F-mg)sin37°-μ(F-mg)cos37°=ma代入數(shù)據(jù)解得a=2m/s2。(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得L=12at代入數(shù)據(jù)解得t=2s。10.答案(1)5m/s(2)m解析(1)撤去力F前,對(duì)物體進(jìn)行受力分析,如圖甲所示,設(shè)物體運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?則有Fsinθ+FN=mgFcosθ-Ff=ma1又Ff=μFN聯(lián)立以上各式解得a1=m/s2在t=10s撤去力F時(shí)物體速度最大,v=a1t=5m/s。(2)撤去力F前,物體的位移x1=12a1t2=25撤去力F后,對(duì)物體進(jìn)行受力分析,如圖乙所示,則有Ff'=-μFN'=-μmg=ma2,解得a2=-5m/s2撤去力F后,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得2a2x2=0-v2解得x2=m故物體運(yùn)動(dòng)的總位移為x=x1+x2=m。11.答案(1)2N(2)30°解析(1)小滑塊從A到B過(guò)程中:a1=Δv1Δt由牛頓第二定律得:F=ma1=2N。(2)小滑塊從B到C過(guò)程中加速度大小:a2=Δv2Δt由牛頓第二定律得:mgsinα=ma2則α=30°。易錯(cuò)警示由運(yùn)動(dòng)情況確定受力應(yīng)注意的兩點(diǎn)問(wèn)題(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求加速度,要特別注意加速度的方向,從而確定合力的方向,不能將速度的方向和加速度的方向混淆。(2)題目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力,均要先求出合力的大小、方向,再根據(jù)力的合成與分解求分力。

答案一、選擇題在沿斜面方向上,根據(jù)牛頓第二定律得,物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=mgsinθm=gsinθ,斜面傾角越大,加速度越大,所以在AC3上運(yùn)動(dòng)的加速度最大;設(shè)斜面的高度為h,根據(jù)幾何知識(shí)可得,物體發(fā)生的位移為x=hsinθ,物體的初速度為零,所以由x=12at2解得t=2xa=2hgsin2θ,傾角越大,時(shí)間越短,物體到達(dá)C3的時(shí)間最短技巧點(diǎn)撥受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析是解決該類(lèi)問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵。設(shè)光滑斜槽軌道與豎直方向的夾角為θ,則重物下滑時(shí)的加速度為a=gcosθ,由幾何關(guān)系,斜槽軌道的長(zhǎng)度s=2(R+r)cosθ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式s=12at2,得t=2sa=2×2(R+r)cosθgcosθ=2模型提煉等時(shí)圓模型常見(jiàn)情況運(yùn)動(dòng)規(guī)律例圖質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開(kāi)始滑到圓環(huán)的最低點(diǎn)所用時(shí)間相等質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開(kāi)始滑到下端所用時(shí)間相等兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過(guò)切點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)沿不同的光滑弦上端由靜止開(kāi)始滑到下端所用時(shí)間相等當(dāng)滑板與水平面的夾角為θ時(shí),小孩從滑板頂端滑下的過(guò)程,有加速度a=gsinθ,Rcosθ=12at2,解得t2=4Rgsin2θ,當(dāng)θ=45°時(shí),t最小,當(dāng)θ=30°和60°時(shí)0~1s內(nèi),物體的加速度大小a1=F+μmgm=6+0.1×2×102m/s2=4m/s2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;1~2s內(nèi)物體的加速度大小a2=F'-μmgm=6-故0~1s內(nèi)物體的位移為x1=(4+8)×120~2s內(nèi)物體的總位移x=x1+x2=[6+(4+6)×12]對(duì)小球受力分析如圖所示,把斜面對(duì)小球的彈力FN2進(jìn)行正交分解,豎直方向有FN2cosθ=mg,水平方向有FN1-FN2sinθ=ma,所以斜面對(duì)小球的彈力為FN2=mgcosθ,A正確。FN1=ma+mgtanθ。由于FN2=mgcosθ與a無(wú)關(guān),故當(dāng)增大加速度a時(shí),斜面對(duì)小球的彈力不變,擋板對(duì)小球的彈力FN1隨a增大而增大,故C錯(cuò)誤,D正確。小球受到的合力為對(duì)物體1進(jìn)行受力分析,且把拉力FT沿水平方向、豎直方向分解,有FTcosθ=m1g,FTsinθ=m1a得FT=m1gcosθ,a=g所以A、B正確。對(duì)物體2進(jìn)行受力分析有FN+FT'=m2gFf靜=m根據(jù)牛頓第三定律,FT'=FT解得FN=m2g-mFf靜=m2gtan故C、D錯(cuò)誤。設(shè)下滑過(guò)程中的最大速度為v,則消防隊(duì)員下滑的總位移為x=v2t1+v2t2,總時(shí)間t=t1+t2,解得v=2xt=2×123m/s=8m/s,故A錯(cuò)誤;由v=a1t1,v=a2t2,解得t1∶t2=a2∶a1=1∶2,故D錯(cuò)誤;由t1∶t2=1∶2,又t1+t2=3s,得到t1=1s,t2=2s,a1=vt1=8m/s2,a2=4m/s2,根據(jù)牛頓第二定律,可知加速過(guò)程mg-f1=ma1,解得f1=mg-ma1=120N;減速過(guò)程f2-mg=ma2,解得f2=mg+ma2=840N,所以f1∶f2=1∶7,故B正確;勻加速過(guò)程位移為x1=v2t1,勻減速過(guò)程位移為x2=v2t2,所以加速與減速過(guò)程的位移之比為v-t圖像的斜率表示加速度,由圖乙可知上滑時(shí)的加速度大小為a1=Δv1Δt1=40.5m/s2=8m/s2,下滑時(shí)的加速度大小為a2=Δv2Δt2=21.5-0.5m/s2=2m/s2,根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsinθ+μmgcosθ=ma1,mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得:θ=30°,μ=35,由上可知物塊的質(zhì)量無(wú)法求出,故A、C錯(cuò)誤,B正確;物塊上滑最大距離等于0~二、非選擇題9.答案(1)2