2019年高中物理 第4单元 第5节 牛顿第二定律的应用课后知能检测 粤教版必修1.doc

2019年高中物理 第4单元 第5节 牛顿第二定律的应用课后知能检测 粤教版必修11质量为m的物体，以一定的初速度沿倾角为的斜面上滑，物体与斜面间的动摩擦因数为.则物体上滑过程中加速度大小为()Ag(sincos)Bg(sincos)Cgsin Dgcos【解析】对物体受力分析如图所示，由牛顿第二定律得mgsinfmafNNmgcos解得ag(sincos)【答案】B2如图456所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上向左匀速前进突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的合力的大小和方向是() 图456Ama，水平向左Bma，水平向右Cm ，斜向右上方Dm ，斜向左上方【解析】先对汽车和西瓜整体受力分析，如图所示确定系统有水平向右的加速度a.然后对中间质量为m的西瓜受力分析，如图所示，则Fm.方向斜向右上方，答案C正确【答案】C3用30 N的水平外力F，拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力F作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是()Av7.5 m/s，a1.5 m/s2Bv4.5 m/s，a1.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0【解析】前3秒物体由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：Fma，解得：am/s21.5 m/s2，3秒末物体的速度为：vtat1.53 m/s4.5 m/s；3秒后，力F消失，由牛顿第二定律可知加速度立即为0，物体做匀速直线运动，所以5秒末的速度仍是3秒末的速度，即4.5 m/s，加速度为a0，故C正确【答案】C4如图457所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫已知木板的质量是猫的质量的2倍当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变则此时木板沿斜面下滑的加速度为() 图457A.sin Bgsin C.gsin D2gsin 【解析】当绳子突然断开时，猫保持其相对斜面的位置不变，即相对地面位置不变，猫可视为静止状态，木板沿斜面下滑，取猫和木板整体为研究对象，如图所示进行受力分析，设猫的质量为m，由牛顿第二定律得3 mgsin 2 ma，agsin ，所以选项C正确【答案】C5(xx徐州高一检测)如图458所示，带斜面的小车表面光滑，车上有一均匀球，当小车向右做匀速直线运动时，斜面对球的支持力为N1，平板对球的支持力为N2，当小车以加速度a向右做匀加速直线运动时，球的位置不变下列说法中正确的是() 图458AN1由无到有，N2变大BN1由无到有，N2变小CN1由小到大，N2不变DN1由大到小，N2变大【解析】球和小车开始时做匀速直线运动，斜面对球无作用力，平板对球的支持力N2mg.当小车做加速运动时，斜面对球的弹力N1从无到有，方向垂直斜面向上，设斜面倾角为，根据正交分解法得，把N1在水平方向和竖直方向分解：水平方向为N1sin ；竖直方向为N1cos .对球在竖直方向上应用平衡条件：N2N1cos mg，故N2mgN1cos ，所以N2变小，故B正确【答案】B6(双选)如图459所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为() 图459A物块先向左运动，再向右运动B物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零【解析】撤掉拉力时物块仍相对木板滑动，说明此时两者均向右运动，但木板的速度仍大于物块的速度撤掉拉力后，物块仍受到向前的滑动摩擦力，速度在继续增大，木板受到向左的摩擦力，速度在减小这种情况直到木板和物块间不再发生相对滑动，即它们相对静止，以共同的速度匀速前进为止，故B、C对，A、D错【答案】BC7如图4510所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接选项图中v、a、Ff和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程下图中正确的是() 图4510【解析】对物体进行受力分析和过程分析知，在斜面和水平面受到的合力均为恒力，两段均为匀变速运动，所以A、B都错误；第一段的摩擦力小于第二段的摩擦力，所以C正确；关于路程随着时间的变化，开始阶段速度逐渐变大，图象曲线的斜率逐渐变大，所以D错误【答案】C8(双选)如图4511所示，物体A放在固定的斜面B上，在A上施加一个竖直向下的恒力F，下列说法中正确的是() 图4511A若A原来是静止的，则施加力F后，A将加速下滑B若A原来是静止的，则施加力F后，A仍保持静止C若A原来是加速下滑的，则施加力F后，A的加速度不变D若A原来是加速下滑的，则施加力F后，A的加速度将增大【解析】若A原来静止，则满足mgsinmgcos，当加上F时，同样满足(Fmg)sin (mgF)cos ，故A错、B对若A原来加速下滑，则mgsinmgcos加上F后，同样有FsinFcos，即(Fmg)sin (mgF)cos ，物体所受合力变大，故A加速度变大，故C错、D对，故选B、D.【答案】BD9(xx广东佛山高一检测)质量为1 kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2.作用在物体上的水平拉力F与时间t的关系如图4512所示则物体在前12 s内的位移为_(g取10 m/s2) 图4512【解析】物体所受的滑动摩擦力Ffmg2 N，在前6 s内通过的位移x1t236 m，6 s末的速度vat12 m/s；物体在610 s内的位移x2124 m48 m；物体在1012 s内通过的位移x3vtat2(122422) m16 m.所以总位移xx1x2x3100 m.【答案】100 m10不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮，绳的一端系一质量m115 kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m210 kg的猴子从绳的另一端沿绳上爬，如图4513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10 m/s2) 图4513【解析】本题的临界条件为Fm1g，以猴子为研究对象，其受向上的拉力F和m2g，由牛顿第二定律可知，Fm2gm2a，而FF，故有Fm2gm2a，所以最大加速度为a5 m/s2.【答案】5 m/s211民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上(如图4514)若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s，(取g10 m/s2)则： 图4514(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？【解析】(1)气囊组成斜面的示意图如图，h4.0 m，L5.0 m，t2.0 s，斜面倾角为，则sin .设乘客沿气囊下滑过程的加速度至少为a，由Lat2得a，代入数值得a2.5 m/s2.(2)乘客下滑过程中受力分析如图所示，沿x方向有：mgsin Ffma，沿y方向有：FNmgcos 0，又FfFN，联立方程解得0.92.【答案】(1)2.5 m/s2(2)0.9212如图4515所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做减速运动，a与水平方向的夹角为.求人受到的支持力和摩擦力 图4515【解析】在选用正交分解法解题时，可以分解力而不分解加速度以人为研究对象，受力分析如图所示，因摩擦力F为待求，且必沿水平方向，设水平向右，为了不分解加速度a，建立图示坐标，并规定正方向根据牛顿第二定律得x方向：mgsinFNsin Fcos may方向：mgcosFNcos Fsin 0由以上两式可得FNm(gasin )，Fmacos F为负值，说明摩擦力的实际方向与假设方向相反，为水平向左【答案】m(gasin )方向竖直向上macos 水平向左【备课资源】(教师用书独具)牛顿运动定律的适用范围17世纪以来，以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展，在科学研究和生产技术上得到了极其广泛的应用，取得了巨大的成就这一切不仅证明了牛顿运动定律的正确性，甚至使有些科学家认为经典力学已经达到十分完善的地步，一切自然现象都可以由力学来加以说明，过分地夸大了经典力学的作用但是，实践表明，牛顿运动定律和所有的物理定律一样，只具有相对的真理性1905年，著名的美籍德国物理学家爱因斯坦(18791955)提出了研究匀速相对运动体系的狭义相对论，引起了物理学的一场巨大革命他指出，经典力学中的绝对时空观并不是直接从观察和实验中得出的实际上时间、空间和观察者是相对的根据相对论原理，物体的质量也不是恒定不变的，而是随着物体运动状态的变化而变化.1916年爱因斯坦又发表了研究加速相对运动的广义相对论运用这些理论所得出的结论和实验观察基本一致这表明：对于接近光速的高速运动的问题，经典力学已不再适用，必须由相对论力学来研究经典力学可以看做是相对论力学在运动速度远小于光速时的特例从20世纪初以来，原子物理学发展很快，发现许多新的物理现象(如光子、电子、质子等微观粒子的波粒二象性)无法用经典力学来说明后来，在普朗克(18581947)、海森堡(19011976)、薛定谔(18871961)、狄拉克(19021984)等物理学家的努力下创立了量子力学，解决了经典力学无法解决的问题因此经典力学可以看做是量子力学在宏观现象中的极限情况总之，“宏观”“低速”是牛顿运动定律的适用范围