1、用牛顿运动定律解决问题(一)2 提升练、课时跟踪一、选择题1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解析：选Aakg，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2某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，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 NB2102 NC2105 ND2104 N解析：选B由v22ax，得a m/s21104 m/s2，故
2、高压气体对子弹的作用力Fma201031104 N2102 N.3.(多选)有一种游戏，游戏者手持乒乓球拍托球移动，距离大者获胜若某人在游戏中沿水平面做匀加速直线运动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为，如图所示设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则()A运动员的加速度大小为gtan B球拍对球的作用力大小为mgC球拍对球的作用力大小为mgcos D运动员对球拍的作用力大小为解析：选AD球和运动员具有相同的加速度，对小球受力分析，如图甲所示：则小球所受的合力为mgtan ，根据牛顿第二定律得agtan ，故A正确；根据平行四边形定则知，球拍对球的作
3、用力N，故B、C错误；对球拍和球整体分析，整体的合力为(Mm)a，如图乙所示，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力F，故D正确4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()A7 m/sB14 m/sC10 m/sD20 m/s解析：选B设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得ag.由匀变速直线运动速度位移关系式v022ax，可得汽车刹车前的速度为：v0 m/s
4、14 m/s，因此B正确5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 NB400 NC350 ND300 N解析：选C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6某消防队员从一平台上跳下，下落2 m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
5、降了0.5 m，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倍解析：选B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Fmg5mg，故B正确7在太空中测量物体的质量时，当物体只受一个大小为F的恒力时，在t时间内物体从静止开始匀加速运动s距离，下列说法正确的是()At时间末物体的速度大小为B物体匀加速运动的加速度大小为C物体的质量为D物体的质量为解析：选C物体在恒力F作用下做匀加速运动，令加速度为a，末速度为v，则t时间末vat，位移为stt，联立可得v，a，故A、B
6、错误；根据牛顿第二定律可得Fma，则m，故C正确，D错误8如图所示，质量为m3 kg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t2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离，则推力F为(g取10 m/s2)()A42 NB6 NC21 ND36 N解析：选D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，故选项D正确9用相同材料做成的A、B两木块的质量
7、之比为32，初速度之比为23，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们()A滑行中的加速度之比为23B滑行的时间之比为11C滑行的距离之比为49D滑行的距离之比为32解析：选C根据牛顿第二定律可得mgma，所以滑行中的加速度为ag，所以加速度之比为11，A错误；根据公式t，可得，B错误；根据公式v22ax可得，C正确，D错误10.如图所示，一个物体由A点出发分别沿三条光滑轨道到达C1、C2、C3，则()A物体到达C1点时的速度最大B物体分别在三条轨道上的运动时间相同C物体到达C3的时间最短D在C3上运动的加速度最小解析：选C在沿斜面方向上，物体受重力沿斜面向下的分力，所以根据
8、牛顿第二定律得，物体运动的加速度agsin ，斜面倾角越大，加速度越大，所以C3上运动的加速度最大，根据几何知识可得：物体发生位移为x，物体的初速度为零，所以xat2解得t ，倾角越大，时间越短，物体到达C3的时间最短，根据v22ax得，v，知到达底端的速度大小相等，故C正确二、非选择题11.为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1s0)处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以初速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板；冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗训练要求当冰球到达挡板时，
9、运动员至少到达小旗处假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求：(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数；(2)满足训练要求的运动员的最小加速度解：(1)设冰球与冰面间的动摩擦因数为，则冰球在冰面上滑行的加速度a1g由速度与位移的关系知2a1 s0v12v02联立得.(2)设冰球运动的时间为t，则t又s1at2由得a.答案：(1)(2)12如图所示，地面上放一质量为m1 kg的物体，用大小为10 N与水平方向成37角的力F斜向下推物体，恰好使物体匀速前进；若用大小为10 N与水平方向成37角的力F斜向上拉该物体，使物体从静止开始运动，经过2 s撤去力F(g取
10、10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)物体和地面间的动摩擦因数是多少？(2)物体在地面上总共前进的距离是多少？解：(1)设物体与地面间的动摩擦因数为，斜向下推物体时受力分析如图1所示，水平方向Fcos 37f1FN1竖直方向Fsin 37mgFN1联立可解得0.5.(2)斜向上拉物体时受力分析如图2所示，由牛顿第二定律可得：Fcos f2ma1，其中f2FN2竖直方向Fsin FN2mg联立可得a16 m/s2.2 s末时物体速度为v，由运动学公式可得va1t12 m/s，通过的位移为x1a1t212 m.撤去力F，对物体受力分析，如图3所示，由牛顿第二定律得：f
11、3FN3ma2竖直方向FN3mg联立可得a25 m/s2，撤去力F后通过的位移为x214.4 m，所以物体通过的总位移为xx1x226.4 m.答案：(1)0.5(2)26.4 m13如图所示，可看成质点的小物块放在长木板正中央，长木板质量为M4 kg，长度为L2 m，小物块质量为m1 kg，长木板置于光滑水平地面上，小物块与长木板皆静止若将大小为F的水平恒力作用于小物块上，发现只有当F超过2.5 N时，才能让小物块与长木板产生相对滑动设小物块与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g10 m/s2.求：(1)小物块和长木板间的动摩擦因数；(2)若在小物块与长木板皆静止的情况下，将水
12、平恒力F4.5 N作用在小物块上，则经过多长时间小物块从长木板上掉下解析：(1)设小物块与长木板间的最大静摩擦力为f，当F2.5 N的水平恒力作用于小物块时，对整体由牛顿第二定律有F(Mm)a对木板，由牛顿第二定律有fMa由可得f2 N.小物块竖直方向上受力平衡，所受支持力Nmg，摩擦力fNmg得0.2.(2)当F4.5 N的水平恒力作用于木板时，两物体发生相对滑动，设物块与木板的加速度分别为a1、a2对物块，由牛顿第二定律有Ffma1解得a12.5 m/s2.对木板，由牛顿第二定律有fMa2解得a20.5 m/s2.由匀变速直线运动规律得，两物体在t时间内位移为s1a1t2s2a2t2物块刚滑下木板时，有s1s2L由得t1 s.答案：(1)0.2(2)1 s