46用牛顿运动定律解决问题一

1、46用牛顿运动定律解决问题一第4章61.一个物体在水平恒力尸的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平而上运动，经过时间/,速度变为，如果要使物体的速度变为2下列方法正确的是（）A.将水平恒力增加到2F,其他条件不变B.将物体质量减小一半，其他条件不变C.物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D.将时间增加到原来的2倍,其他条件不变答案:D解析：由牛顿第二走律：F - nm=ma , :.=”“，两 物体与粗糙水平而间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离心与皿相比为（）A. xz=XBOB.XAXBC.XAAB -D.不能确定答案:A解析:在滑行过程中，物体所受摩擦力提供加速度,设物

2、体与地面的动摩擦因数为“,则JA= =错误！二“g ,尸错课!=错谋！二,g.即=側：又据运动学公式：x二错误!可知两物体滑行的最大距离3.（重庆一中0910学年高一上学期期末）如图所示，小车上固泄着三角硬杆，杆的 端点处固定着一个质量为加的小球.当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大的过 程中，杆对小球的作用力的变化（用尺至凡变化表示）可能是下图中的（OO1沿杆方向）（）46用牛顿运动定律解决问题一答案:C解析:将F分解其竖直分星等于G.水平分呈从零开始逐渐增大所以选C.4.质量为1kg的物体静止在水平地而上，物体与地而间的动摩擦因数为02作用在物体上的水平拉力F与时间/的关系如图所示.

3、则物体在前12s内的位移为_. (g=l 0 m/S2)答案：1 00m解析:物体所受的滑动摩擦力心5尸2N在前6 S内通过的位移错误！错误/二36m6s末的速度匸12m/ s.物体在6 10S内的位移.Y2 = 12X 4m=48m物体在1012s内通过的位移X3=vh f ( 1 , 2 )=(12X2 - i!X4X22)m=16m./.总位移X = X十X2十小=10 0 m5.个滑雪人从静止开始沿山坡滑下(如下图所示)，山坡的倾角0=30。，滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.0 4 ,求5s内滑下来的路程和5s末的速度大小.答案:58m 23. 3m/s46用牛顿运动定律解决问题一解析：

4、以滑雪人为研究对象，受力情况如图所示46用牛顿运动定律解决问题一研究对象的运动状态为:垂直于山坡方向，处于平衡；沿山坡方向，做匀加速直线运动.将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向据牛顿第二定律列方程:FN加gcosDmgsin0-Ff= mu 由可得:二g ( s i n知c o s& )故x二 f (1.2) Jt2=错误!g (sin& - “cos。)t2二错误！X 10 X(错误！ _o.O 4X 错误!)X 52m=58m10X(f(lz2) - 004X f( r(3), 2 ) X5m/s=23.3nV S6架客机在垂直气流作用下失去控制，在10 s内高度下

5、降了1 700 m,但最终得到了 控制，(如图所示)未酿成事故若在竖直方向将飞机的运动看作初速为零的匀变速直线运动, 则当时飞机的加速度为多大?一个质量为60 kg的人坐在坐椅上，安全带对它的拉力为多 大？答案:34 nVs21 4 40N解析:对飞机下落过程分析由运动规律力二f (1,2)严代入数据可得，飞机下落过程中的加速度为“=34 ni/s2对人受力分析,由牛顿第二定律可彳导7.20 1 0年温哥华冬奥会短道速滑女子1000米决赛中,王濛以1分2 9秒夺得金牌，成 为中国首代人妝;居可得，飞机下隆过程中人受到的安全带的拉力为T= 1440N46用牛顿运动定律解决问题一位单届冬奥会获得三

6、枚金牌的选手，这也是她个人的第四枚冬奥会金牌.中国队也 包揽了本届冬奥会的短道速滑女子项目全部四枚金牌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(如下图所示)，左右脚向后蹬冰的力都是1 10 N,每次蹬46用牛顿运动定律解决问题一冰时间1 s,左右脚交替时，中间有0.5 s的时间不蹬冰，忽略运动员滑行中受的阻力，设 运动员由静止开始滑行，求15 s末运动员的速度.答案：20 nVs解析:由牛顿第二走律得运动员蹬冰时的加速度1 10a 二 = m/s2= 2 m/s，因为在15 s中运动员只10 S的时间加速，所以15 s末的速康v=at= 2X10 nVs=20 nV s

7、能力提升1.不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静 止于地而上,有一质量gl Okg的猴子从绳的另一端沿绳上爬，如右图所示，不计滑轮摩擦, 在重物不离开地而的条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g取10m/s2）（）XLA2 5 m/s2。C. 10 m/s2答案：B解析:本题的临界条件为F二Mg,以猴子为研究对象具受向上的拉力尸 和/由牛顿第二定律可知 F而尸故有F - mg 二/W所以最大加速度为a =5 nV S22如图所示讥、b是竖直而内三根固左的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环（图中未画岀），三个滑环分别从8、b、C处释放（初速为0）,用、/2、“

8、依次表示各滑环到达 所用的时间，贝lj（）山5 nVs2oD. 15 m/s246用牛顿运动定律解决问题一A.tt2t2t3Ct 2oo Dt =t2=3答案:D解析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面 方向的分力产生的，设轨迹与竖直方向夹角为久由牛顿第二走律知m gcos6 -加设圆心为0,半径为R .由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移x=2RCos0由运动学公式得x二错误!肿由联立解得心2错误！小圆环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故f I二”=t3.3.在水平地而上有质量为4kg的物体，物体在水平拉力F作用下由静止开始运动，10s后拉力减为F/3

9、,该物体的速度图象如下图所示，则水平拉力F=_ N,物体与地而间的动摩擦因数“=_ .答案：9N.0.1 2 5解析：由图象可知，在010S内，4二f(J u,Jr)=lm/ S 2根据牛顿第二定律:F-nig=ma(X)在1030s内,“2=错误！二错误!m / s2=-O.5m / s2根据牛顿第二走律：错谋！ -ng=mai解、得：F=9N ,u =0.125.46用牛顿运动定律解决问题一4.200 8年1月中旬以来，中国南方大部分地区和四北地区东部岀现了建国以来罕见的 持续大范用冰雪天气，受灾害天气影响最大的是正值春运期间的交通运输.究苴原因，主要 是大雪覆盖路而后.被车轮挤压，部分融

10、化为水，在严寒的天气下，又马上结成了冰;汽车在光 滑的冰而上行驶，刹车后难以停下.据测泄，汽车橡胶轮胎与普通路而间的动摩擦因数是0.7,与冰面间的动摩擦因数只有0. 1.对于没有安装防抱死(ABS)设施的普通汽车,在规左的速度 下急刹车后，车轮立即停止转动，汽车在普通的水平路而上滑行14m才能停下.那么，汽 车以同样的速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后滑行的距离是多少呢？答案：98m解析：设汽车初速度为,质呈为川,车胎与普通路面之间的动摩擦因数为“I ,减速的加速度大小为最大滑行距离为m由牛顿第二走律知,二”21由运动学公式得：02 - 1/错误!=加则汽车在普通路面上刹车滑行距离为X.二

11、1/错误!/2ig又设轮胎与冰面的动摩擦因数为“2,其刹车加速度为 X ,最大滑行距离为X2 ,则：由牛顿第二走律知:= ma2由画学公式得02 - 0 O a 1 ( 2,0 )=加述所以汽车在冰面上的最大滑行距离为X2= voal(2, 0)/2“凸由二式得:一二f ,)X2所以,Xi =错误!X =错误！X 1 4 m二98m.5如图所示，固泄光滑细杆与地面成一左倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度。随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s.求：(1)小环的质量加;(2)细杆与地而间的倾角a.46用牛顿运动定律解决问题一答案:(1

12、 )1 k g (2) 3 0解析:由o - r图象可解得：(匸错误!=错误!m/s2,前2s内由牛顿第二走律得旳-吨 si ra =mj 6如图所示，一质量为5 0 0kg的木箱放在质量为200 0 kg的平板车的后部，木箱到驾 驶室的距离L=.6m.已知木箱与木板间的动摩擦因数“=0.484,平板车在运动过程中所受 阻力是车和箱总重的0. 2 0倍平板车以叭=220m/ s的恒定速度行驶，突然驾驶员刹车，使车做匀减速运动，为不让木箱撞击驾驶室，g取1 0 m/s2,试求:从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大？(g取10m/s 2)答案:(1) 4.4s (2) 74