1、专题09 与牛顿运动定律相关的实际问题一、2012高考题1（2012上海物理）如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数=0. 8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角=53的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小。2.(16分) （2012浙江理综）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示。在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”,“A鱼”竖直下潜hA后速度减小为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减小为零。“鱼” 在水中运动时，除受重力外
2、，还受到浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 10/9 倍，重力加速度为g, “鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计。求：（1）“A鱼”入水瞬间的速度vA；（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；（3）“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fAfB 。二、2012模拟题1（2012年5月湖北武汉模拟）如图甲、乙所示，在水平面上运动的小车内，有一质量为M的物体与两根劲度系数分别为k1、k2的弹簧连接。开始时两弹簧均未发生形变，不计物体与小车间的摩擦。当小车以加速度a向右做匀加速直线运动时，甲、乙两图中物体相对于小车的位移量分别为：A
3、A，B，C，D，2（2012洛阳月考）2010年11月，中国选手在亚运会上再创佳绩。举重运动是力量与技巧充分结合的体育项目，就“抓举”而言，其技术动作可分为预备，提杠铃，发力，下蹲支撑，起立 ，放下杠铃等六个步骤，如图所示照片表示了其中几个状态，现测得轮子在照片中的直径为1.0cm，在照片上用尺量出从发力到支撑，杠铃上升的距离为h1 =1.3cm，已知运动员所举杠铃的直径是45cm，质量为150kg，运动员从发力到支撑历时0.8s.g=10m/s2。（从发力到支撑过程：可简化为先匀加速上升达到最大速度，再竖直上抛达到最高点）试估算： (1)从发力到支撑这个过程中杠铃实际上升的高度h=？（2）从
4、发力到支撑这个过程中杠铃向上运动的最大速度？(3) 若将运动员发力时的作用力简化为恒力，则该恒力有多大？图33中央经济工作会议强调抓好粮食生产，进一步落实粮食安全责任，提高粮食最低收购价格，增加主要农产品储备。右图为粮食仓库中常用的皮带传输装置示意图。它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，AB两端相距3m；另一台倾斜，传送带与地面倾角=30，CD两端相距4.45m。BC相距很近。水平传送带以5m/s的速度沿顺时针方向转动。现将质量为10kg的一袋大米无初速度地放在A段，它随传送带到达B端后，速度大小不变地传到倾斜传送带的C点。米袋与两传送带之间的动摩擦因数均为=0.5，g取10m/s2，sin
5、37=0.6.cos37=0.8.（1） 若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带在CD上所能够上升的最大距离。（2） 若倾斜传送带CD以4m/s的速率顺时针方向转动。求米袋从C运动到D所用的时间。图10甲乙AAB4. （2012年5月北京海淀区查漏补缺）如图10甲所示，一根质量可以忽略不计的轻弹簧，劲度系数为k，下面悬挂一个质量为m的砝码A。手拿一块质量为M的木板B，用木板B托住A向上压缩弹簧到一定程度，如图乙所示。此时如果突然撤去木板B，则A向下运动的加速度a（ag）。现用手控制使B以加速度a/3向下做匀加速直线运动。（1）求砝码A做匀加速直线运动的时间。（2）求出这段运动过程的起始和终止时
6、刻手对木板B的作用力大小的表达式。5.(2012年4月20日湖北武汉调研测试)滑降赛是冬季奥运会高山滑雪项目中的一个小项。如图是简化后滑降赛的雪道示意图,一运动员脚踏长L=1.6 m的滑雪板从倾角为30的雪道上由静止开始匀加速下滑，滑雪板先后穿过用旗杆插成的两个旗门A，B,所用时间分别为t1=0. 4 s和t2 =0.1s已知滑雪板与雪道之间的动摩擦因数=/15，重力加速度g = 10 m/s2,求两个旗门A B之间的距离s。6（16分）（2012年5月福建厦门模拟）如图所示,隧道是高速公路上的特殊路段也是事故多发路段之一。某日，一轿车A因故恰停在隧道内离隧道入口50米的位置。此时另一轿车B正
7、以v0=90km/h的速度匀速向隧道口驶来，轿车B的驾驶员在进入隧道口时才发现停在前方的轿车A并立即采取制动措施。假设该驾驶员反应时间t1=0.57s,轿车制动系统响应时间(开始踏下制动踏板到实际制动)t2=0.03s,轿车制动时制动力恒为自身重力的0.75倍,g取10m/s2.试通过计算说明该轿车B会不会与停在前面的轿车A相撞?若会相撞，那么撞前瞬间轿车B速度大小为多少?若不会相撞，那么停止时与轿车A的距离为多少？. 7.（15分）（2012年3月山东省淄博市一模）如图所示，传送带的水平部分AB长为L=5m，以v0=4m/s的速度顺时针转动，水平台面BC与传送带平滑连接于B点，BC长S=1m
8、，台面右边有高为h=0.5m的光滑曲面CD，与BC部分相切于C点。一质量m=1kg的工件（视为质点），从A点无初速度释放，工件与传送带及台面BC间的动摩擦因数均为=0.2，g=10m/s2，求(1)工件运动到B点时的速度大小；(2)通过计算说明，工件能否通过D点到达平台DE上。7.（15分）图甲图乙8拓展训练可以增强员工的团队意识和协作精神。图甲是拓展训练中的跨越高空断桥示意图。队员跨越断桥后，在保险绳拉力作用下降落地面。假设保险绳中串联一个拉力传感器，在队员下落过程中，传感器显示的拉力如图所示。已知队员下落过程先加速然后匀速再最后落地速度为零，F1-F2 F2-F3。求：（1）队员的质量；（2）队员下落过程的最大加速度；（3）断桥据地面的高度；(4)画出队员下落过程的速度图像。
