1、4.5 牛顿运动定律的应用1.(2020济宁高一检测)如图所示给滑块一初速度v0使它沿倾角为30的光滑斜面向上做匀减速运动,若重力加速度为g,则当滑块速度大小减为时,滑块运动的时间可能是()A.B.C.D.【解析】选C。滑块运动的加速度为a=gsin30=g,方向沿斜面向下,若速度变为向上的,则所用时间为t= ,若速度变为向下的,则所用时间为t= ,故C正确,A、B、D错误。【加固训练】假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多,当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动,它还能继续滑动的距离约为()A.40 mB.20 mC.10 mD.5 m【解析】选B。a=g=1
2、0 m/s2,由v2=2ax得x= m=20 m,故选项B正确。2.水平面上一个质量为m的物体,在一水平恒力F作用下,由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2t物体停了下来。则物体受到的阻力应为()A.FB.C.D.【解析】选C。设阻力为f,由牛顿第二定律得:F-f=ma1,f=ma2,v=a1t,v=a22t,以上四式联立可得f=,故选项C正确。3.如图所示,迪拜哈利法塔是目前世界最高的建筑。游客乘坐世界最快观光电梯,从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需45 s,运行的最大速度为18 m/s。一位游客用便携式拉力传感器测得:在加速阶段质量为0.5 kg的物
3、体受到的竖直向上的拉力为5.45 N。电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10 m/s2)。(1)求电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间;(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等,求观景台的高度。【解析】(1)设加速阶段加速度为a,时间为t,由牛顿第二定律得:FT-mg=ma解得a=0.9 m/s2由v=at解得t=20 s。(2)加速阶段位移x1=at2匀速阶段位移x2=v(t总-2t)减速阶段位移x3=高度x=x1+x2+x3=450 m。答案:(1)0.9 m/s220 s(2)450 m4.如图所示,一位滑雪者,人与装备的总质量为75 kg,以2 m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为30,在5 s的时间内滑下的路程为60 m。求滑雪者与雪面的动摩擦因数是多少?【解析】以滑雪者为研究对象,建立如图所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律,有x=v0t+at2其中v0=2 m/s,t=5 s,x=60 m,则有a= m/s2=4 m/s2根据牛顿第二定律,有y方向:FN-mgcos=0x方向:mgsin-Ff=ma得FN=mgcosFf=m(gsin-a)其中,m=75 kg,=30,则有Ff=75 N,FN=650 N由Ff=FN得,=0.115答案:0.115
