高中物理 牛顿运动定律（二）4_6 用牛顿运动定律解决问题（一）精选巩固训练1.doc

4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）1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/s2 Bv4.5 m/s，a1.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0 Dv7.5 m/s，a02. 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14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取 10 m/s2,则汽车刹车前的速度为()A.7 m/sB.14 m/s C.10 m/sD.20 m/s3(多选) 如图所示，质量为2 kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为xt2t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，取g10 m/s2，以下结论正确的是()A匀变速直线运动的初速度为1 m/s B物体的位移为12 m时速度为7 m/sC水平恒力F的大小为4 N D水平恒力F的大小为12 N4. 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引起的伤害，人们设计了安全带，假设乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A. 450 N B. 400 N C. 350 N D. 300 N5. 一质量为m1kg的物体在水平恒力F作用下沿直线水平运动，1s末撤去恒力F，其vt图象如图所示，则恒力F和物体所受阻力Ff的大小是()A. F8NB. F9N C. Ff2N D. Ff3N 6. 如图甲所示,放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用静止不动。现保持F1不变,使F2逐渐减小到零,再逐渐恢复到原来的大小,其大小变化图象如图乙所示,则在此过程中,能正确描述木块运动情况的图象是下图中的()7. 如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对地面上的人的压力大小为()A(Mm)gma B(Mm)gma C(Mm)g D(Mm)g8. 在冬季滑冰比赛中，假设滑冰运动员的总质量为55 kg，滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬冰的力都是110 N，每次蹬冰时间1 s，左右脚交替时，中间有0.5s的时间不蹬冰，忽略运动员滑行中受到的阻力，设运动员由静止开始直线滑行，求15 s末运动员的速度。9. 一个滑雪运动员，滑板和人总质量为m75kg，以初速度v08m/s沿倾角为37的斜坡向上自由滑行，已知滑板与斜坡间动摩擦因数0.25，假设斜坡足够长。不计空气阻力。试求：(1) 运动员沿斜坡上滑的最大距离。(2) 若运动员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。10. 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2,求:(1) 物体与水平面间的动摩擦因数;(2) 水平推力F的大小;(3) 010 s内物体运动位移的大小。11. 如图所示，水平传送带长L16 m，始终以v4 m/s的速度运动，现将一个小物体从传送带的左端由静止释放，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求物体从左端运动到右端所需的时间。12. 如图所示，传送带与地面倾角37，AB长为16 m，传送带以10 m/s的速度匀速运动在传送带上端A无初速度地释放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从A运动到B所需的时间(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)13. 如图，质量m2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L20 m用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t02 s拉至B处(已知cos 370.8，sin 370.6，取g10 m/s2)。(1) 求物体与地面间的动摩擦因数；(2) 用大小为30 N，与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。答案与解析1.【答案】C【解析】物体先在力F作用下做匀加速直线运动，加速度a m/s21.5 m/s2，vat4.5 m/s，撤去力F后，物体以4.5 m/s的速度做匀速直线运动。2.【答案】B3.【答案】ABD【解析】 根据xv0tat2t2t，知v01 m/s，a2 m/s2.故A正确。根据v2v2ax得，v m/s7 m/s，故B正确。根据牛顿第二定律得，Fmgma，解得Fmamg12 N，故C错误，D正确。4.【答案】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a m/s25 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得：Fma705 N350 N，所以选项C正确。5.【答案】BD【解析】 撤去恒力F后，物体在阻力作用下运动，由vt图象可知，13s内物体的加速度大小为3m/s2，由牛顿第二定律得Ffma，可知阻力Ff3N；由图象可知，在01s内其加速度为6m/s2，由牛顿第二定律得FFfma，可求得F9N，B、D正确。6.【答案】D7.【答案】A【解析】对竿上的人受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律得mgfma， 图甲 图乙则竿对人的摩擦力fm(ga)，由牛顿第三定律知人对竿的摩擦力 ffm(ga)，方向竖直向下，对竿受力分析如图乙所示。由受力平衡得地面上的人对竿的作用力FNMgf(Mm)gma，由牛顿第三定律得竿对地面上的人的压力FNFN(Mm)gma，A正确8.【答案】20 m/s【解析】由牛顿第二定律得运动员蹬冰时的加速度 a m/s22 m/s2 因为在15 s中运动员只10 s的时间加速，所以15 s末的速度vat210 m/s20 m/s 9. 【答案】(1)4m(2)5.7m/s【解析】(1)上滑过程中，对人进行受力分析，如图所示， (2) 滑雪者沿斜面下滑时，受力如图所示，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：mgsinfma2，a2方向沿斜面向下由平衡关系有：FNmgcos根据公式有：fFN由上列各式解得：a2g(sincos)4m/s2滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，滑到出发点的位移大小为x4m则滑雪者再次滑到出发点时速度大小：v4m/s5.7m/s10.【答案】(1) 0.2(2) 6 N(3) 46 m【解析】(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则a2= v2t-v20t2 = -2 m/s2 设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有Ff=ma2Ff=-mg联立得 =-a2g=0.2。(2) 设物体做匀加速直线运动的时间为t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则a1 = v1t-v10 t1 = 1 m/s2 根据牛顿第二定律,有F+Ff=ma1联立得 F = mg + ma1= 6 N。(3) 解法一:由匀变速直线运动位移公式,得 x=x1+x2=v10t1+12a1t12+v20t2+12a2t22=46 m。解法二:根据v-t图象围成的面积,得 x=v10+v1t2t1+12v20t2=46 m。11.【答案】5 s12.【答案】2 s【解析】开始时，物体的加速度为：a1gsin gcos 10 m/s2.因为5 mxAB和tan ，所以物体先以a1匀加速，再以a2匀加速，以a1匀加速的时间t1 s1 s.以a1匀加速的位移：x1a1t1012 m5 m.当物体与皮带共速后，物体的加速度为：a2gsin gcos 2 m/s2.以a2匀加速运动的位移为：x2xABx116 m5 m11 m，由x2v0t2a2t，得t21 s.所以物体从A运动到B的时间：tt1t21 s1 s2 s.13.【答案】(1)0.5(2)1.03 s (2)设F