第3章 5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)20

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1、第3章5.牛頓運(yùn)動(dòng)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，則第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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度a = 20m/s2 = 1?5 m/s2 , v=at = 4?5 m/s，撤去力F后，物

2、體以4?5 m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)? 【答案】C 2?如圖3-5-7所示，放在光滑水平面上的一個(gè)物體，同時(shí)受到兩個(gè)水平方 向力的作用，其中水平向右的力F］=5 N,水平向左的力F2=10 N,當(dāng)F2由10 N逐漸減小到零的過(guò)程中，物體的加速度大小是（） 圖 3-5-7 A?逐漸減小 C?先減小后增大 B?逐漸增大 D?先增大后減小 【解析】 一開(kāi)始，物體受合力為F = 10 N - 5 N = 5 N，方向向左，當(dāng)F2 由10 N逐漸減小，F(xiàn)也逐漸減小，當(dāng)F2減小到5 N時(shí)，F(xiàn)值變?yōu)?,隨著F2 的繼續(xù)減小，F(xiàn)方向變?yōu)橄蛴?，?逐漸增大，當(dāng)F2變?yōu)?的時(shí)候，F(xiàn)變?yōu)樽?大

3、5 N,由牛頓第二定律，物體的加速度也是先減小后增大，故C正確. 【答案】C 3?雨滴從空中由靜止落下,若雨滴下落時(shí)空氣對(duì)其阻力隨雨滴下落速度的 增大而增大,如下圖所示的圖像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，由牛頓第二定律得：mg?f二ma?雨滴加速下 落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在v-t圖像中其斜率變小，故選項(xiàng)C 正確． 答案】 C 4?如圖3-5-8所示，物塊以初速度v0從底端沿足夠長(zhǎng)的光滑斜面向上滑行， 不考慮空氣阻力，則該物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的v-t圖像是下圖中的（） 圖 3-5-8 【解析】 物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只受到重力和支

4、持力作用，合力不變，加速 度不變，物體先做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度減為零后反向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).加速 度不變，故A正確. 【答案】A 5.侈選）如圖3-5-9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，物體與傳送帶 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“，重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是（） 圖 3-5-9 A?物體一直受到摩擦力作用，大小為“ mg B?物體最終的速度為v1 C?開(kāi)始階段物體做勻加速直線(xiàn)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

5、動(dòng)摩擦力大小為f=/img,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，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)，B、C對(duì). 【答案】BC 6?（多選）如圖3-5-10所示，質(zhì)量為m=1 kg的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（取g=10 m/s2）（） 圖3-5-10 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

6、到向右的恒力和滑動(dòng)摩擦力的作用，做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．滑 一亠 F+f 動(dòng)摩擦力大小為f=卿=“mg = 3N?故a= = 5 mis，方向向右，物體減速 m 到0所需時(shí)間為唏=2 s，故B正確，A錯(cuò)誤?減速到零后y,物體處于靜 止?fàn)顟B(tài)，故C正確，D錯(cuò)誤. 【答案】BC 7 ?在液體中下落的物體最終會(huì)達(dá)到一個(gè)恒定的速度，稱(chēng)之為收尾速度?一 小鐵球質(zhì)量為m，用手將它完全放入水中后靜止釋放，最后鐵球的收尾速度為v, 若鐵球在水中所受浮力保持不變恒為F，重力加速度為g關(guān)于小鐵球，下列說(shuō) 法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96332122】 A?若測(cè)得小鐵球從釋放至達(dá)到收尾速度所用時(shí)間為t，則小鐵

7、球下落的位 vt 移為二 B?若測(cè)得小鐵球下落h時(shí)的加速度為a，則小鐵球此時(shí)的速度為迄亦 C?若測(cè)得某時(shí)小鐵球的加速度大小為a,則小鐵球此時(shí)受到的水的阻力為 m(a+g)—F D.若測(cè)得小鐵球下落t時(shí)間，通過(guò)的位移為y,則該過(guò)程的平均速度一定 為？ 做加 【解析】 小球釋放到達(dá)收尾速度過(guò)程中，阻力增大，加速度減小，做加速 度減小的加速運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論進(jìn)行求解，故 A錯(cuò)誤； 為該過(guò)程中的加速度在變化，不能通過(guò)V2 =臨求解小球的速度，故 B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得，mg?F?f = ma ,解得小鐵球受到水的阻力f= mg?F?ma,故C錯(cuò)誤；根據(jù)

8、平均速度的定義式，位移為y，時(shí)間為t，則平均 第 4頁(yè) 答案】 D 8?如圖3-5-11所示，水平恒力F=20 N，把質(zhì)量m=0?6 kg的木塊壓在豎 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 3-5-11 ⑴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). 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96332123】 【解析】⑴由H = 1at 2得 2H_2X6 a = 石— a 12 22 m/s2 - 3 m/s2. ⑵木塊受力分析如圖所示， 根據(jù)牛' 頓第 二定律有

9、 mg -f=ma , N = F 又f=測(cè)，解得 m(g^a 錯(cuò)誤！ 021 “ —F一 = = u?z丄. 【答案】(1)3 m/s2 ［能力提升］ 9?如圖3-5-12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?則() 圖 3-5-12 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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度為零或 加速度與速度在同一直線(xiàn)上，而物體受到豎直向下重力和繩子豎

10、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(xiàn)運(yùn)動(dòng).則環(huán)也做勻速直線(xiàn)運(yùn) 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?故選B. 【答案】B 10?如圖3-5-13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) A. B. C. D. () 圖 3-5-13 物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于

11、零 物體對(duì)左側(cè)擋板的壓力等于3N 物體受到4個(gè)力的作用 彈簧對(duì)物體的壓力等于6N 【解析】 物體靜止時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力F彈=3 N ,當(dāng)物體向左 加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若物體對(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，故選項(xiàng)C 錯(cuò)誤. 【答案】 A 11.樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成0=37°，一裝潢工

12、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 =20 N,刷子的質(zhì)量為m=0?5 kg,刷子可視為質(zhì)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3-5-14 (1) 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，作出受力圖，如圖? 根據(jù)牛頓第二定律得 (F - mg)sin 0 -f=ma (F - mg)cos 0 - N = 0 又gN,聯(lián)立解得 a = 2 m/s2 i (2)刷子做勻加速

13、運(yùn)動(dòng)，初速度為零，位移為L(zhǎng) = 4 m,則L = 2at 2 得到 t= 2L = 2 S 【答案】(2)2 m/s2 (2)2 s 22 ?民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況時(shí)打開(kāi)緊急出口，狹長(zhǎng)的氣囊 會(huì)自動(dòng)充氣生成一條通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上.如圖3-5-25 所示，某客機(jī)緊急出口離地面高度AB=3.0 m,斜面氣囊長(zhǎng)度AC=5?0 m,要求 緊急疏散時(shí)乘客從氣囊上由靜止下滑到地面的時(shí)間不超過(guò)2 sg取20 m/s2,求: 圖 3-5-25 (2)乘客在氣囊上滑下的加速度至少為多大； (2)乘客和氣囊間的動(dòng)摩擦因數(shù)不得超過(guò)多大.(忽略空氣阻力) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：96332224】 1 【解析】 ⑴根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x = 2at2 得:a =舒薯血滬2?5 m/s2 故乘客在氣囊上滑下的加速度至少為 2.5 m/s2. (2)乘客在斜面上受力情況如圖所示． fuMN @ mgsinB —fuma @ 田 JI倉(cāng)^K￡lssin 0H 0?6、cos 0 mas 0.437 5? 【專(zhuān)】(1)2?5 m/sl (2)0.437 5 抽 00