2018版 第4章 第5節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)20

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1、2021版第4章第5節(jié)牛頓第 二定律的應(yīng)用 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)20 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)（二十） （建議用時(shí)：45分鐘） ［學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)］ 1用30 N的水平外力F拉一靜止在光滑的水平面上質(zhì)量為20 kg的物體, 力F作用3秒后消失，那么第5秒末物體的速度和加速度分別是（） A? v=7?5 m/s, a=1.5 m/s2 B? v=4?5 m/s, a=1?5 m/s2 C? v=4.5 m/s, a=0 D? v=7.5 m/s, a=0 30 【解析】 物體先在力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a = 20 m/s2 = 1.5 m/s2 , v=at = 4.5 m/s，撤去力F

2、后，物體以4.5 m/s的速度做勻速 線運(yùn)動(dòng). 【答案】C 2 ?假設(shè)灑水車(chē)的牽引力不變且所受阻力與車(chē)重成正比，未灑水時(shí)，做勻速 行駛，灑水時(shí)它的運(yùn)動(dòng)將是（） A?做變加速運(yùn)動(dòng) B?做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) C?做勻減速運(yùn)動(dòng) D?繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動(dòng) 【解析】a=半旦Am噸，灑水時(shí)質(zhì)量m減小，那么a變大， 所以灑水車(chē)做加速度變大的加速運(yùn)動(dòng)，故A正確 【答案】A 3 ?雨滴從空中由靜止落下，假設(shè)雨滴下落時(shí)空氣對(duì)其阻力隨雨滴下落速度 的增大而增大，如以下圖所示的圖象能正確反映雨滴下落運(yùn)動(dòng)情況的是（） 【解析】 對(duì)雨滴受力分析，由牛 二定律得: mg=ma

3、?雨滴加速下 落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在v-t圖象中其斜率變小，應(yīng)選項(xiàng)C 正確. 【答案】C 4?如圖4-5-6所示，物塊以初速度珂從底端沿足夠長(zhǎng)的光滑斜面向上滑行, 不考慮空氣阻力，那么該物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的 v-t圖象是以下圖中的 圖 4-5-6 【解析】 物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只受到重力和支持力作用，合力不變，加速 度不變"物體先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn) 度不變，故A正確. 【答案】A 5. （多項(xiàng)選擇）如圖4-5-7所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率 V］沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，把一質(zhì)量為m的物體無(wú)初速度地輕放在左端，

4、物體與傳 送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“，重力加速度為g,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（） 圖 4-5-7 A.物體一直受到摩擦力作用，大小為pmg B?物體最終的速度為v1 C?開(kāi)始階段物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D.物體在勻速階段受到的靜摩擦力向右 【解析】 當(dāng)把物體無(wú)初速度地輕放在傳送帶的左端時(shí)，物體相對(duì)傳送帶 向左運(yùn)動(dòng)，故物體所受到的滑動(dòng)摩擦力大小為f=^mg,方向水平向右，所以物 體將向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，由于傳送帶足夠長(zhǎng)，物體將加速到v1,之后與傳送帶 保持相對(duì)靜止，不再受到摩擦力的作用，應(yīng)選項(xiàng)A、D錯(cuò)，B、C對(duì). 【答案】BC 6. （多項(xiàng)選擇）如圖4-5-8所示，質(zhì)量為m=1 kg的

5、物體與水平地面之間的動(dòng) 摩擦因數(shù)為0?3，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度為10 m/s時(shí)，給物體施加一個(gè)與速度方向相 反的大小為F=2 N的恒力，在此恒力作用下（g取10 m/s2）（） 圖 4-5-8 A?物體經(jīng)10 s速度減為零 B?物體經(jīng)2 s速度減為零 C?物體速度減為零后將保持靜止 D?物體速度減為零后將向右運(yùn)動(dòng) 【解析】物體受到向右的恒力和滑動(dòng)摩擦力的作用做勻減速直線運(yùn)動(dòng)滑 一亠 F+f 動(dòng)摩擦力大小為才=“耳=^mg = 3 N?故a = ~m = 5 m^，方向向右，物體減速 到0所需時(shí)間為= 2 s，故B正確，A錯(cuò)誤?減速到零后F

6、D錯(cuò)誤. 【答案】BC 7?兩個(gè)物體A和B,質(zhì)量分別為m和m2,互相接觸放在光滑的水平面上， 如圖4-5-9所示，對(duì)物體A施以水平的推力F，那么物體A對(duì)B的作用力等于 () 圖 4-5-9 A-^F B.-^ m1+m2 m1+m2 C?F 【解析】 將-i、m2看做一個(gè)整體，其合力為F，由牛頓第二定律知，F(xiàn) =(m1 + m2)a，再以 m2為研究對(duì)象，受力分析如下■，由牛 頓第 二定律可得:f2 = m2a，以上兩式聯(lián)立可得：”2 = -^，故B正確. m1 +m2 【答案】B 8?如圖4-5-10所示，水平恒力F=20 N,把質(zhì)量m=0?6 kg的木塊壓

7、在豎 直墻上，木塊離地面的高度H=6 m?木塊從靜止開(kāi)始向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) 2 s到達(dá)地面.(g取10 m/s2)求： 圖 4-5-10 (1) 木塊下滑的加速度a的大??； (2) 木塊與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù). 【解析】(1)由 H = 1pt 2得 2H_2X6 a=72 —22- m/s2 = 3 m/s2. ⑵木塊受力分析如下圖， 根據(jù)牛' 頓第 二定律有 mg -f=ma , FN = F 又f—FN，解得 m（g^a）=錯(cuò)誤！ =021 “=■ f = 0?21? 【答案】（1）3 m/s2 ［能力提升］ 9?如圖4-5-11

8、在傾斜的滑桿上套一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)通過(guò)輕繩拉 著一個(gè)質(zhì)量為M的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動(dòng)的過(guò)程中，懸掛物體的輕繩始 終處于豎直方向?那么（） 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：60042043】 圖 4-5-11 A.環(huán)只受三個(gè)力作用 B?環(huán)一定受四個(gè)力作用 C?物體做勻加速運(yùn)動(dòng) D.懸繩對(duì)物體的拉力小于物體的重力 【解析】 以物體為研究對(duì)象，物體沿滑桿向下做直線運(yùn)動(dòng)，加速度為零， 或加速度與速度在同一直線上，而物體受到豎直向下重力和繩子豎直向上的拉 力，這兩個(gè)力的合力必為零，說(shuō)明物體做勻速直線運(yùn)動(dòng).那么環(huán)也做勻速直線運(yùn) 動(dòng)，環(huán)受到重力、繩子豎直向下的拉力、滑桿的支持力和滑動(dòng)摩擦力，共四個(gè)力

9、作用"故A. C錯(cuò)誤"B正確；由平衡得到,懸繩對(duì)物體的拉力等于物體的重力， 故D錯(cuò)誤?應(yīng)選B. 【答案】B 10?如圖4-5-12所示，左右?guī)в泄潭〒醢宓拈L(zhǎng)木板放在水平桌面上，物體 M放于長(zhǎng)木板上靜止，此時(shí)彈簧對(duì)物體的壓力為3 N，物體的質(zhì)量為0.5 kg,物 體與木板之間無(wú)摩擦，現(xiàn)使木板與物體M一起以6 m/s2的加速度向左沿水平方 向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí) () 圖 4-5-12 A?物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于零 B.物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于3 N C?物體受到4個(gè)力的作用 D?彈簧對(duì)物體的壓力等于6 N 【解析】 物體靜止時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力F彈=3N，當(dāng)物體向左

10、 加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)物體對(duì)左擋板的壓力為零，由牛 頓第 二定律知 F彈=加，解 得a = 6 m/s2，當(dāng)加速度大于a = 6 m/s2，物體離開(kāi)左擋板，彈簧長(zhǎng)度變短，當(dāng)加 速度小于a = 6 m/s2時(shí)，物體對(duì)左擋板產(chǎn)生壓力，彈簧長(zhǎng)度不變，所以可知選項(xiàng) A正確，B、D錯(cuò)誤?當(dāng)加速度a = 6 m/s2時(shí)，物體受重力、支持力和彈力，應(yīng) 選項(xiàng)C錯(cuò)誤? 【答案】A 11.如圖4-5-13所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成0=37。，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F=10 N，刷子的質(zhì)量為m=0.5 kg，刷子可視為質(zhì)

11、點(diǎn)，刷子 與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=0?5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)=4 m，取sin 37°=0.6，試求： 圖 4-5-13 ⑴刷子沿天花板向上的加速度大小. (2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間. 【解析】(1)以刷子為研究對(duì)象，分析受力情況，作出力圖，如圖? 根據(jù)牛頓第二定律得 (F - mg)sin 0 ~f=ma (F - mg)cos 0 - FN = 0 又 f二 “Fn 聯(lián)立解得 a = 2 m/s2 1 (2)刷子做勻加速運(yùn)動(dòng)，初速度為零，位移為L(zhǎng) = 4 m ,那么L = 2at 2 得到 t=、：2L=2 s 【答案】(1)2 m/s2 (2)2 s

12、 12?水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物塊A和B,兩者與地面的動(dòng)摩 擦因數(shù)均為“?細(xì)繩的一端固定，另一端跨過(guò)輕質(zhì)動(dòng)滑輪與A相連，動(dòng)滑輪與B 相連，如圖所4-5-14示?初始時(shí)，繩處于水平拉直狀態(tài)?假設(shè)物塊A在水平向 右的恒力F作用下向右勻速移動(dòng)了距離重力加速度大小為g?求： 圖 4-5-14 (1) 物塊B克服摩擦力所做的功； (2) 物塊A、B的加速度大小. 【解析】(1)物塊A移動(dòng)了距離s，那么物塊B移動(dòng)的距離旳=務(wù)① 物塊B受到的摩擦力大小為 f=4“mg? 物塊B克服摩擦 力所做的功為 W=fs1 = 2“mgs? ⑵設(shè)物塊A、B的加速度大小分別為aA、 aB，繩中的張力為T(mén)?由牛頓第 定律得 F ~ pmg - T=maA ④ 2T - 4“mg = 4maB ⑤ 由A和B的位移關(guān)系得aA = 2aB⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式得 F.嚴(yán)⑦ A 2m F - 3^mg 4m 【答案】 F—3umg (12/imgs ⑵ 2m F—3?mg 4m