1、 教师论坛 高中物理 第四章 牛顿运动定律 第 6节 用牛顿运动定律解决问题 (一 ) 达标检测 新人教版必修 1 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！ ) 1 光滑水平面上静止一个物体 ， 现有水平恒力 F 作用在物体上 ， 使物体的位移为 x0时 ， 立刻换成 4F 的力 ， 作用相同时间 ， 此刻物体的位移为 ( ) A x0 B x0 C 0 D 2x0 【解析】 以 F 方向为正方向，设开始阶段加速度为 a，则后一阶段加速度为 4a，由运动规律： x0 12at2， x att 12 4at2， x x0 x 三个方程联立求得 x x0，故 A正确 【答案】 A 2 如果水
2、平力 F 在时间 t 内能使质量为 m， 原来静止在粗糙水平面上的物体产生位移x， 那么 ( ) A 相同的力在相同的时间内使质量是一半的原来静止的物体移动 2x 的距离 B 相同的力在一半的时间内使质量是一半的原来静止的物体移动相同距离的 1/4 C 相同的力在 2 倍的时间内使质量是两倍的原来静止的物体移动相同的距离 D 一半的力在相同时间内使质量一半的原来静止的物体移动相同的距离 【解析】 物体在粗糙水平面上运动时的加速度为 a F mgm Fm g.从静止开始经时间 t 的位移为 x 12at2，则 x 12 Fm g t2.再通过选项条件判断可知只有选项 D 正确 【答案】 D 3
3、竖直上抛物体受到的空气阻力 Ff大小恒定 ， 物体上升到最高点时间为 t1， 从最高点再落回抛出点所需时间为 t2， 上升时加速度大小为 a1， 下降时加速度大小为 a2， 则 ( ) A a1a2， t1a2， t1t2 C a1t2 【解析】 物体上升时所受合力 F mg Ff ma1，下降时所受合力 F mg Ff ma2，故 a1a2.又因为 h 12a1t12 12a2t22，则 t1tAtC，故 C 正确 【答案】 C 7 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 ， 如图所示的图象可以正确反映雨滴下落运动情况的是 ( ) 【解析】 对雨滴受力
4、分析，由牛顿第二定律得： mg Ff 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 【答案】 C 8 如右图所示 ， ad、 bd、 cd 是竖直平面内三根固定的光滑细杆 ， a、 b、 c、 d 位于同一圆周上 ， a 点为圆周的最高点 ， d 点为最低点 每根杆上都套着一个小滑环 (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 所用的时间 ， 则 ( ) A t1 t2 t3 B t1 t2 t3 C t3 t1 t2 D t1 t2 t3 教师论坛 【解
5、析】 设圆的半径为 R，任取一根滑杆 ed，如右图所示设 ade=，由直角三角形得 s=ed=2R cos ；在斜线 ed 上， a=gsin =gsin(90 - )=gcos ；由位移公式得t= = =2 与倾斜角度无关，所以环以任何途径下滑时间是相等的 【答案】 D 9 质量为 1 kg， 初速度 v0 10 m/s 的物体 ， 受到一个与初速度 v0方向相反 ， 大小为 3 N的外力 F 的作用 ， 沿粗糙的水平面滑动 ， 物体与地面间的动摩擦因数为 0.2， 经 3 s 后撤去外力 ， 直到物体停下来物体滑行的总位移为 (取 g 10 m/s2)( ) A 7.5 m B 9.25
6、m C 9.5 m D 10 m 【解析】 刚开始物体受合外力 F mg ma，代入数据，解得 a 5 m/s2，由于 a 与v0方向相反，所以由 v0 at 得到 t 2 s 后物体速度为零，位移 s v02 t 10 m；接下来反向匀加速运动 1 s，加速度 a1 F mgm ，代入数据解得 a1 1 m/s2，位移 s1 12a1t2 0.5 m，方向与 s 相反 v1 a1t1 1 1 m/s 1 m/s，接下来做加速度 a2 g 2 m/s2的匀减速运动，所以s2 v122a2 0.25 m，所以总位移为 s s1 s2 9.25 m. 【答案】 B 10 把一个质量是 2 kg 的
7、物块放在水平面上 ， 用 12 N 的水平拉力使物体从静止开始运动 ， 物块与水平面间的动摩擦因数为 0.2， 物块运动 2 s 末撤去拉力 ， g 取 10 m/s2.求 ： (1)2 s 末物块的瞬时速度 ； (2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离 【解析】 (1)前 2 s 内，物体做初速度为 0 的，加速为 a1的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得： F Ff ma1， Ff FN， FN mg，则 a1 F mgm 4 m/s2. 由运动学公式 v1 a1t1 8 m/s. (2)撤去 F 后，物体做加速度为 a2的匀减速直线运动， a2 g 2 m/s2.又 x2 v122a2
8、 16 m. 【答案】 (1)8 m/s (2)16 m 11 在 水平地面上有一个质量为 4.0 kg 的物体，物体在水平拉力 F 的作用下由静止开始运动 .10 s 后拉力大小减小为 F/3，并保持恒定 该物体的速度图象如右图所示求： (1)物体所受到的水平拉力 F 的 大小； (2)该物体与地面间的动摩擦因数 (取 g=10 m/s2) 【解析】 物体的运动分为两个过程，根据 a= 由图可知两个过程加速度分别为： a1=1 m/s2， a2=-0.5 m/s2 受力图如下图所示： 教师论坛 对于两个过程，由牛顿第二定律得： F mg ma1 F3 mg ma2 代入数据解之得： F 9
9、 N 0.125. 【答案】 (1)9 N (2)0.125 12 2008 年 1 月下旬 ， 我国南方突降暴风雪 ， 道路出现了严重的堵车情况 ， 有些地方甚至发生了交通事故 ， 究其原因 ， 主要是大雪覆盖路面后 ， 被车轮挤压 ， 部分雪融化为水 ，在严寒的天气下 ， 又马上结成了冰 ； 汽车在光滑水平面上行驶 ， 刹车后难以停下 ， 据测定 ，汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是 0.7， 与冰面间的动摩擦因数只有 0.1， 对于没有安装防抱死 (ABS)设施的普通汽车 ， 在规定的速度下急刹车后 ， 车轮立即停止转动 ， 汽车在普通的水平路面上滑行 14 m 才能停下 ， 那么汽
10、车以同样速度在结了冰的水平路面上行驶 ，急刹车后 滑行的距离是多少 ？ 【解析】 设汽车初速度为 v0，质量为 m，车胎与普通路面之间的动摩擦因数为 1，刹车时加速度大小为 a1，最大滑行距离为 x1，由牛顿第二定律知 1mg ma1， 由运动学公式得 02 v02 2a1x1 又设轮胎与冰面间的动摩擦因数为 2，其刹车加速度大小为 a2，最大滑行距离为 x2，则：由牛顿第二定律得 2mg ma2由运动学公式得 02 v02 2a2x2联立以上各式得： x1x2 21代入数值 1 0.7， 2 0.1 和 x1 14 m 可得 x2 12x1 0.70.1 14 m 98 m. 【答案】 98 m7
