第四章　第五節(jié)　../../../../小樣/全優(yōu)物理人教選擇性必修第二冊(2022.8.8出教用)/課后提升訓(xùn)練.TIFA組·基礎(chǔ)過關(guān)1．在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)．剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為(　　)A．7 m/s　 B．14 m/sC．10 m/s　 D．20 m/s【答案】B　【解析】設(shè)汽車剎車后滑動時的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得μmg＝ma，解得a＝μg.由勻變速直線運動速度—位移關(guān)系式v＝2ax，可得汽車剎車前的速度v0＝＝＝ m/s＝14 m/s.2．行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車里的人可能受到傷害．為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害．人們設(shè)計了安全帶．假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車車速為90 km/h，從踩下剎車到完全停止需要的時間為5 s．則安全帶對乘客的作用力大小約為(不計人與座椅間的摩擦)(　　)A．450 N　　　 B．400 N　　C．350 N　　　 D．300 N【答案】C　【解析】汽車的速度v0＝90 km/h＝25 m/s，設(shè)汽車勻減速運動的加速度大小為a，則a＝＝5 m/s2，對乘客應(yīng)用牛頓第二定律，得F＝ma＝70×5 N＝350 N.3．(多選)如圖所示表示某小球所受合力與時間的關(guān)系，各段的合力大小相同，作用時間相同，設(shè)小球從靜止開始運動，由此可判定(　　)../../../../../小樣/全優(yōu)物理粵教必修第一冊(2022.8.23出教用)/lxxwl592.TIFA．小球向前運動，再返回停止B．小球向前運動，再返回不會停止C．小球始終向前運動D．小球在4 s末速度為0【答案】CD　【解析】由牛頓第二定律可知：在0～1 s，小球向前做勻加速直線運動，1 s末速度最大，在1～2 s，小球以大小相等的加速度向前做勻減速直線運動，2 s末速度為零．依此類推，可知C、D正確，A、B錯誤．4．質(zhì)量為0.8 kg的物體在一水平面上運動，如圖所示，圖線a、b分別表示物體不受拉力作用和受到水平拉力作用時的v－t圖像，則拉力和摩擦力之比為(　　) ../../../../../小樣/全優(yōu)物理粵教必修第一冊(2022.8.23出教用)/lxxwl593.TIFA．9∶8　 B．3∶2C．2∶1　 D．4∶3【答案】B　【解析】由v－t圖像可知，圖線a為僅受摩擦力的運動，加速度大小a1＝1.5 m/s2；圖線b為受水平拉力和摩擦力的運動，加速度大小a2＝0.75 m/s2.由牛頓第二定律列方程得ma1＝Ff，ma2＝F－Ff，解得F∶Ff＝3∶2.5．如圖所示，物體的質(zhì)量m＝1.0 kg，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10 m/s2.若沿水平向右方向施加一恒定拉力F＝9.0 N，使物體由靜止開始做勻加速直線運動，求：(1)物體的加速度大??；(2)2 s末物體的速度大??；(3)2 s末撤去拉力F，物體還能運動多遠？../../../../../小樣/全優(yōu)物理粵教必修第一冊(2022.8.23出教用)/lxxwl595.TIF【答案】(1)4 m/s2　(2)8 m/s　(3)6.4 m【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律F－f＝ma，f＝μmg＝0.5×10 N＝5 N，則a＝＝ m/s2＝4 m/s2.(2)對于勻加速運動，2 s末的速度v＝v0＋at＝8 m/s.(3)撤去拉力后的加速度大小a′＝＝＝μg＝5 m/s2，則物體還能滑行的距離x＝＝ m＝6.4 m.6．我國現(xiàn)在服役的第一艘航母“遼寧號”的艦載機采用的是滑躍起飛方式，即飛機依靠自身發(fā)動機從靜止開始到滑躍起飛，滑躍仰角為θ.其起飛跑道可視為由長度L1＝180 m的水平跑道和長度L2＝20 m傾斜跑道兩部分組成，水平跑道和傾斜跑道末端的高度差h＝2 m，如圖所示．已知質(zhì)量m＝2×104 kg的艦載機的噴氣發(fā)動機的總推力大小恒為F＝1.2×105 N，方向始終與速度方向相同，若飛機起飛過程中受到的阻力大小恒為飛機重力的0.15倍，飛機質(zhì)量視為不變，并把飛機看成質(zhì)點，航母處于靜止狀態(tài)．(1)求飛機在水平跑道運動的時間；(2)求飛機在傾斜跑道上的加速度大?。?/span>../../../../../小樣/全優(yōu)物理粵教必修第一冊(2022.8.23出教用)/lxxwl596.TIF【答案】(1)4 s　(2)3.5 m/s2【解析】(1)設(shè)飛機在水平跑道的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得F1－f＝ma1，解得a1＝4.5 m/s2，由勻加速直線運動公式L1＝at2，解得t＝4 s.(2)設(shè)沿斜面方向的加速度大小為a2，在傾斜跑道上對飛機受力分析，由牛頓第二定律得F－f－mgsin θ＝ma2，其中sin θ＝，解得a2＝3.5 m/s2.B組·能力提升7．科技人員在控制中心發(fā)出指令，“嫦娥四號”探測器在月面上空開啟發(fā)動機，實施降落任務(wù)．在距月面高H＝102 m處開始懸停，識別障礙物和坡度，選定相對平坦的區(qū)域后，先以a1勻加速下降，加速至v1＝4 m/s時，立即改變推力，以a2＝2 m/s2勻減速下降，至月表高度30 m處速度減為零，立即開啟自主避障程序，緩慢下降．最后距離月面2.5 m時關(guān)閉發(fā)動機，探測器以自由落體的方式降落，自主著陸在月球背面南極艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑中，整個過程始終垂直月球表面做直線運動，取豎直向下為正方向．已知“嫦娥四號”探測器的質(zhì)量m＝40 kg，月球表面重力加速度為1.6 m/s2.求：../../../../../小樣/全優(yōu)物理粵教必修第一冊(2022.8.23出教用)/lxxwl601.TIF(1)“嫦娥四號”探測器自主著陸月面時的瞬時速度大小v2；(2)勻加速直線下降過程的加速度大小a1；(3)勻加速直線下降過程推力F的大小和方向．【答案】(1)2 m/s　(2)1 m/s2　(3)24 N　方向豎直向上【解析】(1)至月表高度30 m處速度減為零，緩慢下降，距離月面2.5 m時關(guān)閉發(fā)動機，探測器以自由落體的方式降落，由v＝2g′h2，得v2＝2 m/s.(2)由題意知加速和減速發(fā)生的位移h＝102 m－30 m＝72 m，由位移關(guān)系得＋＝h，解得a1＝1 m/s2.(3)勻加速直線下降過程，由牛頓第二定律得mg′－F＝ma1，解得F＝24 N，方向豎直向上．8．風洞實驗室中可產(chǎn)生方向、大小都可以調(diào)節(jié)控制的各種風力．如圖所示為某風洞里模擬做實驗的示意圖．一質(zhì)量為1 kg的小球套在一根固定的直桿上，直桿與水平面夾角θ為30°.現(xiàn)小球在F＝20 N的豎直向上的風力作用下，從A點靜止出發(fā)沿直桿向上運動，已知桿與球間的動摩擦因數(shù)μ＝.試求：(1)小球運動的加速度a1；(2)若風力F作用1.2 s后撤去，求小球上滑過程中距A點的最大距離xm；(3)在上一問的基礎(chǔ)上，若從撤去風力F開始計時，小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點上方為2.25 m的B點．../../../../../小樣/全優(yōu)物理粵教必修第一冊(2022.8.23出教用)/lxxwl602.TIF【答案】(1)2.5 m/s2　(2)2.4 m　(3)0.2 s和0.75 s【解析】(1)在力F作用時有(F－mg)sin 30°－μ(F－mg)cos 30°＝ma1，解得a1＝2.5 m/s2.(2)剛撤去F時，小球的速度v1＝a1t1＝3 m/s，小球的位移x1＝t1＝1.8 m.撤去力F后，小球上滑時有mgsin 30°＋μmgcos 30°＝ma2，a2＝7.5 m/s2，因此小球上滑時間t2＝＝0.4 s，上滑位移x2＝t2＝0.6 m，則小球上滑的最大距離xm＝x1＋x2＝2.4 m.(3)在上滑階段通過B點xAB－x1＝v1t3－a2t經(jīng)過B點時的時間t3＝0.2 s，另t3＝0.6 s(舍去，因為返回時加速度發(fā)生改變)小球返回時有mgsin 30°－μmgcos 30°＝ma3，a3＝2.5 m/s2，因此小球由頂端返回B點時有xm－xAB＝a3t，t4＝ s，經(jīng)過B點時的時間為t2＋t4＝ s≈0.75 s.

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第五節(jié) 牛頓運動定律的應(yīng)用

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