高中物理5 牛顿运动定律的应用测试题

这是一份高中物理5 牛顿运动定律的应用测试题，共9页。

1．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
2．质量为1kg的物体，受水平恒力F的作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在1s内的位移为2m，则力F的大小为( )
A．1NB．2N
C．4ND．6N
3．航母“辽宁舰”甲板长300m，起飞跑道长100m，目前顺利完成了舰载机“歼－15”起降飞行训练．“歼－15”降落时着舰速度大小约为70m/s，飞机尾钩钩上阻拦索后，在甲板上滑行50m左右停下，(航母静止不动)假设阻拦索给飞机的阻力恒定，则飞行员所承受的水平加速度与重力加速度的比值约为( )
A．2B．5
C．10D．50
4．用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3∶2，初速度之比为2∶3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们( )
A．滑行中的加速度之比为2∶3
B．滑行的时间之比为1∶1
C．滑行的距离之比为4∶9
D．滑行的距离之比为3∶2
5．如图所示给滑块一初速度v0使它沿倾角为30°的光滑斜面向上做匀减速运动，若重力加速度为g，则当滑块速度大小减为eq \f(v0,2)时，滑块运动的时间可能是( )
A．eq \f(v0,2g)B．eq \f(2v0,g)
C．eq \f(3v0,g)D．eq \f(3v0,2g)
6．如图所示，迪拜哈利法塔是目前世界最高的建筑．游客乘坐世界最快观光电梯，从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需45s，运行的最大速度为18m/s.一位游客用便携式拉力传感器测得：在加速阶段质量为0.5kg的物体受到的竖直向上的拉力为5.45N．电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10m/s2).
(1)求电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；
(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度．
7．滑草是近几年流行的一项运动，和滑雪一样能给运动者带来动感和刺激．如图甲为某一娱乐场中的滑草场地，图乙为其示意图，其中斜坡轨道AB长为64m，倾角为37°，轨道BC为足够长的水平草地．一滑行者坐在滑草盆中自顶端A处由静止滑下，滑草盆与整个滑草轨道间的动摩擦因数均为0.5，忽略轨道连接处的速率变化及空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8.求：
(1)滑草者及草盆在AB段的加速度大小；
(2)滑到B点时的速度大小；
(3)滑草者及草盆在水平轨道上滑行的最远距离．
B组 选择性考试练
8．绰号“威龙”的第五代制空战机“歼－20”具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，“歼－20”新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度．假设某次垂直飞行测试实验中，“歼－20”加速达到50m/s后离地，而后开始竖直向上飞行试验．该飞机在10s内匀加速到3060km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5km.假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的0.2倍．已知该“歼－20”质量为20吨，声速为340m/s，g取10m/s2，忽略战机因油耗等导致质量的变化．则下列说法正确的是( )
A．本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5s
B．加速阶段系统的推力为1.84×106N
C．加速阶段时飞行员有晕厥可能
D．飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25km
9．(多选)如图所示，质量为m＝1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为v0＝10m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2N的恒力，在此恒力作用下(g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A．物体经10s速度减为零
B．物体经2s速度减为零
C．物体的速度减为零后将保持静止
D．物体的速度减为零后将向右运动
10．如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m．求滑雪者与雪面之间的动摩擦因数是多少？
11．将一个物体用弹簧测力计竖直悬挂起来后，弹簧测力计的示数如图甲所示(弹簧测力计的量程为100N)，之后将该物体放到粗糙的水平面上如图乙所示，当逐渐增大拉力到43N时，物体刚好运动，物体运动之后只用40N的拉力就能保持向右匀速运动(g取10m/s2).求：
(1)物体的质量为多少千克？物体与地面之间的最大静摩擦力为多大？
(2)物体与地面间的动摩擦因数为多大？
(3)如果将拉力改为60N，并且由静止拉物体运动，经过10s时物体的运动速度和位移各为多少？
课时素养评价16 牛顿运动定律的应用
1．解析：a＝eq \f(F合,m)＝eq \f(F－kmg,m)＝eq \f(F,m)－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．
答案：A
2．解析：由x＝eq \f(1,2)at2得：a＝eq \f(2x,t2)＝4m/s2，对物体由牛顿第二定律得F＝ma＝4N.
答案：C
3．解析：根据速度和位移关系可知：
v2－v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＝2ax，解得：a＝eq \f(0－702,2×50)m/s2＝－49m/s2，故eq \f(a,g)＝eq \f(49,9.8)＝5，故B正确，A、C、D错误．
答案：B
4．解析：根据牛顿第二定律可得μmg＝ma，所以滑行中的加速度为：a＝μg，所以加速度之比为1∶1，A错误；根据公式t＝eq \f(Δv,a)，可得eq \f(t1,t2)＝eq \f(\f(Δv1,a),\f(Δv2,a))＝eq \f(2,3)，B错误；根据公式v2＝2ax可得eq \f(x1,x2)＝eq \f(\f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,2a),\f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,2a))＝eq \f(4,9)，C正确、D错误．
答案：C
5．解析：滑块运动的加速度为a＝gsin30°＝eq \f(1,2)g，方向沿斜面向下，若速度变为向上的eq \f(v0,2)，则所用时间为t＝eq \f(\f(1,2)v0－v0,－\f(1,2)g)＝eq \f(v0,g)，若速度变为向下的eq \f(v0,2)，则所用时间为t′＝eq \f(－\f(1,2)v0－v0,－\f(1,2)g)＝eq \f(3v0,g)，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
6．解析：(1)设加速阶段加速度为a，时间为t，由牛顿第二定律得：FT－mg＝ma
解得a＝0.9m/s2
由v＝at
解得t＝20s.
(2)加速阶段位移x1＝eq \f(1,2)at2
匀速阶段位移x2＝v(t总－2t)
减速阶段位移x3＝eq \f(v2,2a)
高度x＝x1＋x2＋x3＝450m.
答案：(1)0.9m/s2 20s (2)450m
7．解析：(1)由牛顿第二定律：mgsin37°－μmgcs37°＝ma1得a1＝2m/s2.
(2)由运动学公式：v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(B)) ＝2a1L1得vB＝eq \r(2×2×64)m/s＝16m/s.
(3)在水平轨道上：μmg＝ma2得a2＝μg＝5m/s2
而v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(B)) ＝2a2x得x＝eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(B)) ,2a2)＝25.6m.
答案：(1)2m/s2 (2)16m/s (3)25.6m
8．解析：加速阶段初速度v0＝50m/s，末速度v＝3060km/h＝850m/s，根据v＝v0＋at，加速度a＝80m/s2＝8g，飞行员不会昏厥，故C错误；根据牛顿第二定律F－mg－f＝ma，推力F＝mg＋f＋ma＝1.84×106N，故B正确；加速阶段上升的高度x＝v0t＋eq \f(1,2)at2＝4500m，即匀速上升距离14km，故D错误；匀速飞行时间t＝eq \f(s,v)＝eq \f(14000,850)s≈16.47s，故A错误．故选B.
答案：B
9．解析：物体向左运动时受到向右的滑动摩擦力，f＝μFN＝μmg＝3N，根据牛顿第二定律得a＝eq \f(F＋f,m)＝eq \f(2＋3,1)m/s2＝5m/s2，方向向右，物体的速度减为零所需的时间t＝eq \f(v0,a)＝eq \f(10,5)s＝2s，B正确，A错误；物体的速度减为零后，由于F小于最大静摩擦力，物体将保持静止，C正确，D错误．
答案：BC
10．解析：以滑雪者为研究对象，建立如图所示的直角坐标系．滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动．
根据匀变速直线运动规律，有x＝v0t＋eq \f(1,2)at2
其中v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，
则有a＝eq \f(2（x－v0t）,t2)＝eq \f(2×（60－2×5）,52)m/s2
＝4m/s2
根据牛顿第二定律，有y方向：FN－mgcsθ＝0
x方向：mgsinθ－Ff＝ma
得FN＝mgcsθ
Ff＝m(gsinθ－a)
其中，m＝75kg，θ＝30°，
则有Ff＝75N，FN＝650N
由Ff＝μFN得，μ＝eq \f(Ff,FN)＝eq \f(75N,650N)＝0.115.
答案：0.115
11．解析：(1)由题给图形可得G＝80N＝mg，故物体的质量m＝8.0kg，物体受到的最大静摩擦力Ffm＝43N.
(2)受力分析如图，可得：FN＝G＝80N，
滑动摩擦力：Ff＝F＝40N，
μ＝eq \f(Ff,FN)＝eq \f(40,80)＝0.5.
(3)由牛顿第二定律知：F合＝F－Ff＝ma，
可得：a＝eq \f(F－Ff,m)＝eq \f(60－40,8)m/s2＝2.5m/s2
v＝v0＋at＝2.5×10m/s＝25m/s
x＝v0t＋eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)×2.5×102m＝125m.
答案：(1)8.0kg 43N (2)0.5 (3)25m/s 125m