人教版（2019）必修第一册课时4.5 （题型决）牛顿运动定律的运用（全国）（Word版含答案）

第三章 课时4.5 牛顿运动定律的运用 题型01 牛顿运动定律与直线运动 1．在有空气阻力的情况下，以初速度从地面竖直上抛一个小球。经过时间，小球到达最高点，又经过时间，小球从最高点落到抛出点。小球着地时的速度为，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【解析】 设空气阻力的大小为f，根据牛顿第二定律得： 上升时有 mg+f=ma1 下降时有 mg-f=ma2 对比可得 a1＞a2 上升和下降两个过程的位移大小相等，设为x。上升过程的逆运动是初速度为零的匀加速直线运动，与下降过程相似，由 v2=2ax 得知：x大小相等 a2＜a1 可得 v2＜v1 根据 x=at2 得 t2＞t1 故ABC错误，D正确。 故选D。 2．某市交通部门规定汽车在市区某些街道的行驶速度不得超过。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止。交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长=10m，从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数μ=0.72、试通过计算判断该汽车是否违反规定超速行驶。（取g=10） 【答案】超速行驶 【解析】 解：选定汽车前进方向为正方向。汽车刹车且车轮抱死后，汽车受滑动摩擦力作用做习减速直线运动。滑动摩擦力 f=-μmg 汽车的加速度 由匀减速运动到停下，可由解得 代入数据得 因为43.2km/h＞30km/h，所以这辆车超速行驶。 3．如图所示，质量为1 kg的小球套在一根足够长的固定直杆上，杆与水平方向成θ=37°角，球与杆间的动摩擦因数μ=0.5。小球在大小为20 N，方向竖直向上的拉力F作用下，从距杆的底端0.24 m处由静止开始沿杆斜向上运动，经过1 s后撤去拉力F（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）。求： （1）撤去拉力F前，小球沿杆上滑的加速度大小； （2）小球从开始运动直至滑到杆的底端所需的时间。 【答案】（1）2 m/s2；（2）2.4 s 【解析】 （1）小球在拉力F作用下上滑时，对小球受力分析，如图甲所示， 沿杆方向有 Fsin θ-mgsin θ-Ff1=ma1 沿垂直于杆方向有 Fcos θ=mgcos θ＋FN1 且 Ff1=μFN1 联立解得 a1=2 m/s2 （2）小球在F作用下上滑1 s，则 v1=a1t1=2×1 m/s=2 m/s x1=a1t12=×2×12 m=1 m 撤去拉力F后，小球继续向上运动，对小球受力分析，如图乙所示， 沿杆方向有 mgsin θ＋Ff2=ma2 沿垂直于杆方向有 FN2=mgcos θ 且 Ff2=μFN2 联立解得 a2=10 m/s2 此过程 t2==0.2 s 小球运动到最高点后开始下滑，对小球受力分析，如图丙所示。 沿杆方向有 mgsin θ-Ff3=ma3 垂直于杆方向有 mgcos θ=FN3 且 Ff3=μFN3 联立解得 a3=2 m/s2 球下滑到杆的底端，通过的位移 x=x0＋x1＋x2=1.44 m 由 x=a3t32 可得 t3=1.2 s 所需总时间 t=t1＋t2＋t3=2.4 s 4．我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ，其起飞跑道可视为由长度L1=180m的水平跑道和长度L2=20m倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h=2m，如图所示．已知质量m=2×104kg的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F=1.2×105N，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态。 (1)求飞机在水平跑道运动的时间； (2)求飞机在倾斜跑道上的加速度大小。 【答案】(1)4s；(2)3.5m/s2 【解析】 (1)设飞机在水平跑道的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得 F1-0.15mg=ma1 解得 a1=4.5m/s2 由匀加速直线运动公式 L1=at2 解得 t=4s (2)设沿斜面方向的加速度大小为a2，在倾斜跑道上对飞机受力分析，由牛顿第二定律得 F-f-mgsinθ=ma2 其中 sinθ= 解得 a2=3.5m/s2 题型02 斜面模型 5．如图，长度L＝5 m、倾角θ＝53°的斜面固定在水平地面上，质量m＝1 kg的小物块从斜面顶端无初速度释放， ... ...