高中物理人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律同步训练题

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A.7 m/s B.14 m/s
C.10 m/sD.20 m/s
【解析】选B。设汽车刹车后滑动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得μmg=ma,解得a=μg。由匀变速直线运动速度与位移关系式=2ax,可得汽车刹车前的速度为v0==14 m/s,B项正确。
2.(多选)一个静止在水平面上的物体,质量为2 kg,受水平拉力F=6 N的作用从静止开始运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2(g取10 m/s2),则
( )
A.2 s末物体的速度为2 m/s
B.2 s内物体的位移为6 m
C.2 s内物体的位移为2 m
D.2 s内物体的平均速度为2 m/s
【解析】选A、C。物体竖直方向受到的重力与支持力平衡,合力为零,水平方向受到拉力F和滑动摩擦力f,则根据牛顿第二定律得F-f=ma,又f=μmg,联立解得,a=1 m/s2。所以2 s末物体的速度为vt=at=1×2 m/s=2 m/s,A正确;2 s内物体的位移为x= at2=2 m,B错误,C正确;2 s内物体的平均速度v== m/s=
1 m/s,D错误。
3.静止在光滑水平地面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力F推动下开始运动,
4 s末它的速度达到4 m/s,则F的大小为( )
A.2 N B.1 N C.4 N D.8 N
【解析】选A。在水平恒力F推动下物体做匀加速直线运动的加速度为a==
m/s2=1 m/s2。由牛顿第二定律得F=ma=2×1 N=2 N,故A项正确。
4.总质量为m=75 kg的滑雪者以初速度v0=8 m/s沿倾角为 θ=37° 的斜面向上自由滑行,已知雪橇与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,假设斜面足够长。sin37°=0.6,g取10 m/s2,不计空气阻力。试求:
(1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离;
(2)若滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行,求他滑到起点时的速度大小。
【解析】(1)上滑过程中,对滑雪者进行受力分析,如图所示,
滑雪者受重力mg、支持力N、摩擦力f作用,设滑雪者的加速度为a1。根据牛顿第二定律有:
mgsinθ+f=ma1,a1方向沿斜面向下。
在垂直于斜面方向有:N=mgcsθ
又摩擦力f=μN
由以上各式解得:a1=g(sinθ+μcs θ)=8 m/s2
滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动,速度减为零时的位移
x==4 m,即滑雪者沿斜面上滑的最大距离为4 m。
(2)滑雪者沿斜面下滑时,对其受力分析如图所示。
滑雪者受到重力mg、支持力N′及沿斜面向上的摩擦力f′,设加速度大小为a2。根据牛顿第二定律有:mgsinθ-f′=ma2,a2方向沿斜面向下。
在垂直于斜面方向有:N′=mgcsθ
又摩擦力f′=μN′
由以上各式解得:a2=g(sinθ-μcs θ)=4 m/s2
滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动,滑到出发点时的位移大小为4 m,速度大小为v==4 m/s。
答案:(1)4 m (2)4 m/s