【金版教程】2022-2022学年高中物理4.6用牛顿运动定律解决问题（一）课时精练新人教版必修1知识点基础中档稍难牛顿定律应用1、2、3、4、5、116、7、9、108、121．[2022·厦门高一检测]如图所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是( )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．若车厢的加速度变小，车厢壁对物块的弹力不变D．若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力也变大答案 A解析 对物块m受力分析如图所示。由牛顿第二定律，在竖直方向：Ff＝mg；水平方向：FN＝ma，所以选项A正确，C、D错误；车厢壁对物块的弹力和物块对车厢壁的压力是一对相互作用力，故B错误。2．行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A．450N B．400NC．350ND．300N答案 C6解析 汽车的速度v0＝90km/h＝25m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝＝5m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得：F＝ma＝70×5N＝350N，所以C正确。3．[2022·龙岩高一检测]如图所示，质量m＝10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是(g取10m/s2)( )A．0B．4m/s2，水平向左C．2m/s2，水平向左D．4m/s2，水平向右答案 D解析 因物体向左运动，故受水平向右的滑动摩擦力作用，F合＝F＋Ff＝F＋μmg＝ma，代入数据得a＝4m/s2，方向向右，D项正确。4．假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，做匀速行驶，洒水时它的运动将是( )A．做变加速运动B．做初速度不为零的匀加速直线运动C．做匀减速运动D．继续保持匀速直线运动答案 A解析 a＝＝＝－kg，洒水时质量m减小，则a变大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故A正确。5．如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )A．物块可能匀速下滑B．物块仍以加速度a匀加速下滑C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑答案 C解析 根据物块的运动情况可知，加恒力F前、后，物块的受力情况分别如图甲、乙所示；6则由牛顿第二定律得：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，(F＋mg)sinθ－μ(F＋mg)cosθ＝ma′，两式相除得：＝>1，所以a′>a，故只有选项C正确。6．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是( )答案 C解析 对雨滴受力分析，由牛顿第二定律得：mg－F阻＝ma。雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，在v－t图象中其斜率变小，故选项C正确。7．如图所示，AD、BD、CD是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从A、B、C处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达D点所用的时间，则( )A．t1<t2<t3b．t1>t2>t3C．t3>t1>t2D．t1＝t2＝t3答案 D解析 6小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿杆方向的分力产生的，设杆与竖直方向的夹角为θ，由牛顿第二定律得mgcosθ＝ma，则a＝gcosθ①设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由开始运动至D点的位移x＝2Rcosθ②由运动学公式得x＝at2③由①②③联立解得t＝2。即小滑环下滑的时间与细杆的倾斜程度无关，故t1＝t2＝t3。选项D正确。8．不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮，绳的一端系一质量M＝15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m＝10kg的猴子从绳的另一端沿绳上爬，如图所示，不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g取10m/s2)( )A．25m/s2B．5m/s2C．10m/s2D．15m/s2答案 B解析 本题的临界条件为F＝Mg，以猴子为研究对象，其受向上的拉力F′和重力mg，由牛顿第二定律可知，F′－mg＝ma，而F′＝F，故有F－mg＝ma，所以最大加速度为a＝5m/s2。9．(多选)如图甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度－时间图象如图乙所示，下列判断正确的是( )A．在0～1s内，外力F不断增大B．在1～3s内，外力F的大小恒定C．在3～4s内，外力F不断减小6D．在3～4s内，外力F的大小恒定答案 BC解析 在速度－时间图象中，0～1s内物块速度均匀增大，物块做匀变速运动，外力F为恒力；1～3s内，物块做匀速运动，外力F的大小恒定，3～4s内，物块做加速度不断增大的减速运动，外力F由大变小。综上所述，只有B、C两项正确。10．如下图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知v2>v1，则( )A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用答案 B解析 小物块相对地面的速度为零时，即t1时刻，小物块向左离开A处最远，选项A错误。t2时刻，小物块相对传送带静止，此时不再相对传送带滑动，所以从开始到t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离最大，选项B正确。0～t2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变，选项C错误。t2时刻以后小物块与传送带一起做匀速运动，故不再受摩擦力作用，选项D错误。11．[2022·福州高一检测]某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目。该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5s内沿斜面滑下的位移x＝50m(不计空气阻力，取g＝10m/s2，结果保留两位有效数字)。问：(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大？(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？答案 (1)80N (2)0.12解析 (1)由位移公式x＝at2沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsinθ－Ff＝ma，联立并代入数值后，得Ff＝m(gsinθ－)＝80N。6(2)在垂直斜面方向上，FN－mgcosθ＝0，又Ff＝μFN联立并代入数值后，得μ＝＝＝0.12。12．如下图所示，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B的间距L＝20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2s拉至B处。(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，g＝10m/s2)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间。答案 (1)0.5 (2)1.03s解析 (1)物体做匀加速直线运动，有L＝at所以a＝＝10m/s2根据牛顿第二定律有F－f＝ma则f＝F－ma＝10N所以μ＝＝0.5。(2)设F作用的最短时间为t，则物体先以大小为a1的加速度匀加速t秒，撤去外力后，物体以大小为a2的加速度匀减速t′秒到达B处，速度恰好为零，由牛顿第二定律得Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma1所以a1＝－μg＝11.5m/s2a2＝＝μg＝5m/s2由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有a1t＝a2t′所以t′＝t＝t＝2.3t又L＝a1t2＋a2t′2所以t＝＝1.03s。6</t2<t3b．t1>
