1、6.用牛顿运动定律解决问题(一)(本栏目内容，在学生用书中分册装订！)1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，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车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)()A450 N B400 N C350 N D300 N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得：Fma705 N350 N，所以C正确答案：C2水平面上一质量为m的物体，在水
2、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，则物体受到的阻力为()A.B. C.D.解析：对物体由牛顿第二定律得力F作用时：FFfma1va1t撤去力F后：Ffma2va23t解以上四式得Ff，故B正确答案：B3光滑水平面上静止一个物体，现有水平恒力F作用在物体上，使物体的位移为x0时，立刻换成4F的力，作用相同时间，此刻物体的位移为()Ax0Bx0 C0 D2x0解析：以F方向为正方向，设开始阶段加速度为a，则后一阶段加速度为4a，由运动规律知x0at2，xatt4at2，xx0x.三个方程联立求得xx0，故A正确答案：A4A、B两物体以相同的初速度
3、滑到同一粗糙水平面上，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，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为()AxAxB BxAxBCxAxB D不能确定解析：在滑行过程中，物体受到的摩擦力提供物体做减速运动的加速度，设物体与地面的动摩擦因数为，则aAg，aBg.即aAaB.又据运动学公式x可知两物体滑行的最大距离xAxB.答案：A5.右图为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去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解析：作出相应的小球的v
4、t图象如图所示，物体的运动方向由速度的方向决定，由图象可以看出，小球始终向前运动，故选C.答案：C6如图甲所示，在粗糙程度相同的水平面上，物块A在水平向右的外力F作用下做直线运动，其速度时间图象如图乙所示下列判断正确的是()A在01 s内，外力F不断增大B在13 s内，外力F的大小恒定C在34 s内，外力F不断减小D在34 s内，外力F的大小恒定解析：从图象可得：第1 s内物体做匀加速直线运动；第2 s、3 s内做匀速运动；第4 s内做匀减速运动匀速或匀变速运动时，物体的受力都应是恒定的，故B、D正确答案：BD7.如图所示，质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下，从静止开始1 s内沿竖直
5、墙壁下滑3 m求：(g取10 m/s2)(1)物体运动的加速度大小；(2)物体受到的摩擦力大小；(3)物体与墙间的动摩擦因数解析：(1)由xat2，可得a m/s26 m/s2.(2)分析物体受力情况如图所示，其中Ff为物体所受摩擦力水平方向：物体所受合外力为零，FNF40 N竖直方向：取向下为正方向，由牛顿第二定律得mgFfma可得Ffmgma8 N.(3)物体与墙间的滑动摩擦力FfFN所以0.2答案：(1)6 m/s2(2)8 N(3)0.28.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一，如图所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离x与刹车前的车速v的关系曲线，已知紧急
6、刹车过程中车与地面间是滑动摩擦，据此可知，下列说法正确的是()A甲车与地面间的动摩擦因数较大，甲车的刹车性能好B乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好C以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好D甲车的刹车距离x随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好解析：如图可知，当甲、乙二车的初速度v0相同时，可发现x甲x乙，由x知，a甲a乙，即甲乙，可知选项B正确，其余选项皆错答案：B9.如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2
7、，则t1与t2之比为()A21B11C.1 D1解析：由“等时圆”模型结论有：tAPtCP，tPBtPD，所以t1tAPtPB，t2tCPtPB，知t1t2，B项正确答案：B10.水平传送带AB以v200 cm/s的速度匀速运动，如图所示，A、B相距0.011 km，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数0.2，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？(g取10 m/s2)解析：统一单位：v200 cm/s2 m/s，x0.011 km11 m，开始时，物体受的摩擦力Ffmg，由牛顿第二定律得物体的加速度ag0.210 m/s22 m/s2设经时间t，物体速度达到
8、2 m/s，由vat得t1s1 s此时间内的位移x1at212 m1 m此后物体做匀速运动，所用时间t2 s5 s故所求时间tt1t21 s5 s6 s答案：6 s11我国运动员何雯娜获得2008年奥运会蹦床比赛的冠军已知何雯娜的体重为49 kg，设她从3.2 m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1.2 s，离开蹦床后上升的高度为5 m，试求她对蹦床的平均作用力(g取10 m/s2)解析：当她从3.2 m高处下落到与蹦床接触的过程中做自由落体运动，由运动学公式v22gx得，她接触蹦床时的速度大小v1 m/s8 m/s她离开蹦床时的速度大小v2 m/s10 m/s取竖直向上为正方向，则由运动学公式
9、v2v1at得她的加速度大小为a m/s215 m/s2方向竖直向上她与蹦床接触的过程中受重力mg和蹦床对她的平均作用力F，由牛顿第二定律得Fmgma解得蹦床对她的平均作用力F1 225 N方向竖直向上由牛顿第三定律得她对蹦床的作用力FF1 225 N方向竖直向下答案：1 225 N方向竖直向下12.如图所示，有一质量m1 kg的物块，以初速度v6 m/s从A点开始沿水平面向右滑行物块运动中始终受到大小为2 N、方向水平向左的力F作用，已知物块与水平面间的动摩擦因数0.1.求：(g取10 m/s2)(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向；(2)物块向右运动到最远处时的位移大小；(3)物块经过多少时间回到出发点A？(结果保留2位有效数字)解析：“向右滑行，受到向左的力”物体先减速向右运动，后加速向左运动受力及运动情景图如图所示(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小Ffmg1 N物块向右运动时所受摩擦力的方向水平向左(2)物块向右运动时的加速度大小a13 m/s2物块向右运动到最远处时的位移x6 m(3)物块向右运动的时间t12 s物块返回时的加速度大小a21 m/s2物块返回过程时间满足xa2t得t22 s3.5 s物块回到出发点A的时间tt1t25.5 s答案：(1)1 N水平向左(2)6 m(3)5.5 s