人教新课标用牛顿运动定律解决问题精简精炼 一等奖2

自主广场我夯基我达标、B两物体以相同的初速度滑到同一组粗糙水平面上，若两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xa与xb相比为（）=xB>xB<xBD.不能确定解析：在滑行过程中，物体中所受摩擦力提供加速度，设物体与水平面的动摩擦因数为μ，则aA===μg，aB===μg,即aA=aB；又据运动学公式x=可知两物体滑行的最大距离xA=xB.答案：A2.一光滑斜劈，在力F推动下向左匀加速运动，且斜劈上有一块恰好与斜面保持相对静止的木块，如图4-6-7所示，则木块所受合力的方向为（）图4-6-7A.水平向左B.水平向右C.沿斜面向下D.沿斜面向上解析：因为木块随斜劈一起向左做匀加速直线运动，故木块的加速度方向水平向左.根据牛顿第二定律，物体所受合外力提供加速度，则合外力与加速度方向一致，故木块A所受合外力方向水平向左.答案：A3.如图4-6-8所示，一物体m从某曲面上的Q点自由滑下，通过一粗糙的静止传送带后，落到地面上的P点.若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带也随之运动，再把该物块放在Q点自由下滑，则（）图4-6-8A.它仍落在P点B.它将落在P点左方C.它将落在P点右方D.无法确定落点解析：无论传送带动与不动,物体从Q点下落至传送带最左端时，速度相同，且物体在传送带上所受摩擦力均为滑动摩擦力，物体相对传送带向右运动，故摩擦力方向向左，又因为物体对传送带的压力和动摩擦因数在两种情况下都相同，故摩擦力相同，加速度相同，故两种情况下，物体的运动状态完全相同，运动轨迹也完全相同.答案：A4.水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t后撤去外力，又经时间3t物体停下，则物体受到的阻力应为_______________.解析：设物体所受阻力为Ff,在力F作用下，物体的加速度为a1;撤去F后，物体的加速度为a2,物体运动过程中的最大速度为v,则有力F作用时F-Ff=ma1①v=a1t②撤去力F后Ff=ma2③v=a2·3t④解①②③④得：Ff=.答案：5.将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图4-6-9所示，则物体所受空气阻力是重力的__________倍.图4-6-9解析：由图象可知：当物体向上运动时，加速度a1=11m/s2，物体受向下的空气阻力Ff和重力G作用,据牛顿第二定律得Ff+G=ma1①当物体向下运动时，加速度a2=9m/s2，物体所受重力G和空气阻力Ff方向相反，故G-Ff=ma2②代入数据，解①②得：Ff=G.答案：6.在升降机中的水平底板上放一质量为60kg的物体，如图4-6-10所示为升降机下降过程中的v-t图象，试通过计算作出底板对物体的支持力F随时间t的变化图象.（g取10m/s2）图4-6-10解析：速度图线显示了整个过程中的速度大小和变化规律，所以本题是已知运动求力的问题.运动过程分三个阶段：第一阶段，初速度为零的向下匀速运动，由图象得a1=m/s2=2m/s2由牛顿第二定律得mg-F1=ma1,F1=m(g-a1)=60×(10-2)N=480N第二阶段，匀速向下运动，物体处于平衡状态，由牛顿第二定律得mg-F2=0，即F2=mg=600N第三阶段，向下匀减速运动，由15—25s间的速度图象可知a3=m/s2=-1m/s2由牛顿第二定律得mg-F3=ma3F3=m(g-a3)=60×[10-(-1)]N=660N由以上分析作出0—25s时间内水平地板对物体的支持力F随时间变化的图象，如图所示.答案：见解析我综合我发展7.如图4-6-11所示，两个质量相同的物体1和2紧靠在一起，放在光滑的水平桌面上.如果它们分别受到水平推力F1和F2作用，而且F1>F2，则1施于2的作用力大小为（）图4-6-11C.(F1+F2)D.(F1-F2)解析：因两个物体同一方向以相同加速度运动，因此可把两个物体当作一个整体来分析.设每个物体质量为m，则整体质量为2m.对整体的受力分析如图甲所示，则有F1-F2=2ma，所以a=(F1-F2)/(2m).把1和2隔离，对2的受力分析如图乙所示（也可以对1进行受力分析，列式）.对2：FN-F2=maFN=ma+F2=m(F1-F2)/(2m)+F2=（F1+F2）/2此题也可以隔离两物体分别列式求解.答案：C8.如图4-6-12所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与劲度系数为k的弹簧相连,放置在光滑水平面上，现把两物体拉离平衡位置x距离处，然后放开，在返回平衡位置的运动过程中无相对运动，当物体距平衡位置为x/2时，A、B间的摩擦力大小是____.图4-6-12解析：当A、B整体离平衡距离为x/2时，对A、B整体有F=k·=(M+m)a①对物体A:Ff=ma②其中Ff为A、B间的摩擦力大小解①②得：Ff=.答案：9.如图4-6-13所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳.若人和车保持相对静止，绳的质量、绳与滑轮、车与地面的摩擦均不计，求车对人的摩擦力.图4-6-13解析：本题考查整体法和隔离法在解决动力学问题中的应用.设车对人的摩擦力向右，大小为F1，取人和车作为整体，由牛顿第二定律得2F=（m+M）a①对人运用牛顿第二定律：F-F1=ma②解①②得：F1=F当M=m时，F1=0当M>m时，F1>0，F1方向与假设方向一致，方向向右.当M<m时，F1<0，F1方向与假设方向相反，方向向左.答案：车对人的摩擦力为F1=F.当M=m时，为0；当M>m时,F1=F，方向向右；当M<m时,F1=F,方向向左.10.如图4-6-14所示，一物体放在倾角为θ的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑.若给物体一个沿斜面向上的初速度v0，则它能上升的最大路程是多少？图4-6-14解析：本题考查已知物体的受力，求解物体运动状态的知识.根据牛顿第二定律，已知物体的受力情况，可求出物体的加速度，再知道物体的初始条件，根据运动学公式，求解物体的运动情况，具体解题过程为：当物体匀速下滑时：μmgcosθ=mgsinθ①(其中μ为物体与斜面的动摩擦因数)当物体沿斜面向上运动时，沿斜面方向有mgsinθ+μmgcosθ=ma②设物体向上运动的最大距离为x，则v02=2ax③解①②③得：x=答案：我创新我超越11.一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图4-6-15所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度.他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动