高中物理第四章牛顿运动定律第7课时用牛顿定律解两类基本问题课时达标训练新人教必修.docx

第7课时 用牛顿定律解两类基本问题前基础预习l 牛顿第二定律的意义牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来.l 两类动力学问题已知物体的受力情况，分析确定物体的的运动情况.知道问题的受力情况，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再结合物体运动的初始条件，应用运动学公式，可以求出物体的运动情况任意时刻的位移和速度.受力情况F合求a，求得x、v0、v、t.已知物体的运动情况，分析求出物体所受的未知力情况.知道物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿运动定律推断或求出物体受到的合外力，从而得到需求的动力学物理量，如力、质量、动摩擦因素等.运动情况求a受力情况由以上两类问题的分析可知：加速度是由运动学过渡到运动学或由运动学过渡到动力学必经的桥梁堂达标练习？1A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙的水平面上，若两物体的质量mAmB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体滑行的最大距离xA与xB相比为( )AxAxBBxAxBCxAxBD不能确定思路点拨：本题已知了两个物体的质量关系及粗糙水平面的动摩擦因素相等，相当于知道了受力情况，要求的是运动情况.A 解析：物体在粗糙水平面上只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有：mg=ma，得a=g，可知加速度的大小与物体的质量无关，故aAaB.又两物体在粗糙水平面上均做初速度相同，末速度相同，加速度相同的匀减速直线运动，故位移相同，所以xAxB.？2如图所示，总质量为m=75kg的滑雪者以初速度v0=8m/s沿倾角为=37的斜面向上自由滑行，已知雪橇与斜面问动摩擦因数=0.25，假设斜面足够长不计空气阻力试求：（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思路点拨：滑雪者的运动分为两个过程，解题时注意物理量与过程的对应.解：（1）上滑过程中对人进行受力分析，滑雪者受重力mg，弹力FN，摩擦力f，并设滑雪者的加速度为a1，受力如图根据牛顿第二定律有：mgsin+f=ma1，a1的方向沿斜面向下 由平衡关系有：FN=mgcos根据动摩擦定律有：f=FN 由以上各式解得：a1=g（sin+cos）=8m/s滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，减速到零的位移为：即滑雪者上滑的最大距离为4m（2）滑雪者沿斜面下滑时，滑雪者收到的摩擦力沿斜面向上，受力如图设加速度大小为a2根据牛顿第二定律有：mgsin-f=ma2 由平衡关系有：FN=mgcos根据动摩擦定律有：f=FN 由以上各式解得：a2=g(sin-cos)=4m/s2 滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，滑到出发点的位移为：x=4m/s则滑雪者再次回到起点的速度为：v=答：（1）滑雪者沿斜面上滑的最大距离4m （2）滑雪者再次回到起点的速度为5.7m/s？3两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在00.4s时间内的v-t图象如图所示若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（）A和0.30sB3和0.30sC和0.28sD3和0.28s思路点拨：仅在两物体之间存在相互作用说明甲乙两物体受到的合外力等大、反向.B 解析：根据三角形相似得：，得t1=0.3s根据v-t图象的斜率等于加速度，得到：甲的加速度大小为a甲= m/s2，乙的加速度大小为a乙= m/s2=m/s2；据题，仅在两物体之间存在相互作用，根据牛顿第三定律得知，相互作用力大小相等，由牛顿第二定律F=ma得：两物体的加速度与质量成反比，则有质量之比为m甲：m乙=a乙：a甲=3：1后综合测验1.如图所示,三个完全相同的物块1,2,3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数都相同.现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在1和2上,用F的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速运动,令a1、a2、a3分别代表物块1,2,3的加速度,则( ).A .a1=a2=a3 B.a1=a2a3 C .a1a3a2 D .a1a2=a3 2假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，车匀速行驶，洒水时它的运动将是()A做变加速运动B做初速度不为零的匀加速直线运动C做匀减速运动D继续保持匀速直线运动3在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为()A7m/s B14 m/sC10m/s D20 m/s4用30N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20kg的物体，力F作用3s后消失，则第5s末物体的速度和加速度分别是()Av7.5m/s，a1.5 m/s2Bv4.5m/s，a1.5 m/s2Cv4.5m/s，a0Dv7.5m/s，a05某气枪子弹的出口速度达100m/s，若气枪的枪膛长0.5m，子弹的质量为20g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为()A1102 N B2102 NC2105 N D2104 N6行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 N B400 NC350 N D300 N7某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A自身所受重力的2倍B自身所受重力的5倍C自身所受重力的8倍D自身所受重力的10倍8如图所示，质量为m3kg的木块放在固定的倾角为30的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t2s时间物体沿斜面上升4m的距离，则推力F为(g取10m/s2)()A42 N B6 NC21 N D36 N9如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，且一直作用下去，作用时间相同，设小球从静止开始运动由此可判定()A小球向前运动，再返回停止B小球向前运动再返回不会停止C小球始终向前运动D小球向前运动一段时间后停止10物体以14.4m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，到最高点后再滑下，如图所示已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15，求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体沿斜面下滑的时间(已知sin370.6，cos370.8)11如图所示，在海滨游乐场里有一场滑沙运动某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来如果人和滑板的总质量m60kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为0.5，斜坡的倾角37(已知sin370.6，cos370.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，人从斜坡滑上水平滑道时没有速度损失，重力加速度g取10m/s2.(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？(2)若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L20m，则人从斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？参考答案与解析1.C2.A【解析】akg，洒水时质量m减小，则a变大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故A正确3.B4.C【解析】前3 s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：a m/s21.5 m/s2,3 s末物体的速度为vat1.53 m/s4.5 m/s；3 s后，力F消失，由牛顿第二定律可知加速度立即变为0，物体做匀速直线运动，所以5 s末的速度仍是3 s末的速度，即4.5 m/s，加速度为a0，故C正确5.B【解析】根据v22ax，得a m/s21104 m/s2，从而得高压气体对子弹的作用力Fma201031104 N2102 N.6.C【解析】汽车的速度v090 km/h25 m/s设汽车匀减速的加速度大小为a，则a5 m/s2对乘客应用牛顿第二定律可得：Fma705 N350 N，所以C正确7.B【解析】由自由落体规律可知：v22gH缓冲减速过程：v22ah由牛顿第二定律列方程Fmgma解得Fmg(1)5mg，故B正确8.D【解析】因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin mgcos ，所以tan ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式xat2得a2 m/s2，由牛顿第二定律得：Fmgsin mgcos ma，解得F36 N，故选D.9.C【解析】作出相应的小球的vt图象如图所示，小球的运动方向由速度的方向决定由图象可以看出，小球的速度方向始终没有变化，故小球始终向前运动，故选C.10.(1)14.4 m(2) s (2)下滑时加速度大小设为a2，由牛顿第二定律得：mgsin 37mgcos 37ma2解得a24.8 m/s2由xa2t2得下滑时间t s11.(1)2 m/s2(2)50 m【解析】(1)人在斜坡上受力如图所示，建立直角坐标系，设人在斜坡上滑下的加速度为a1，由牛