1、第四章 牛顿运动定律 课时6 用牛顿运动定律解决问题(一)一、选择题(每小题8分，共48分)1用30 N的水平外力F，拉一个静止放在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是()Av4.5 m/s，a1.5 m/s2 Bv7.5 m/s，a1.5 m/s2 Cv4.5 m/s，a0 Dv7.5 m/s，a0解析：a Fm3020 m/s2 1.5 m/s2，vat 1.53 m/s4.5 m/s.因为水平面光滑，因此 5 s 末物体速度为 4.5 m/s，加速度 a0.答案：C图 1 2如图1所示，长木板的右端与桌边相齐，木板与桌面间的动摩
2、擦因数为，今施一水平恒力F将木板推离桌面，在长木板翻转之前，木板的加速度大小变化是()A逐渐增大 B逐渐减小 C保持不变D先增大后减小 解析：在木板翻转之前，摩擦力不变，木板合力不变，加速度不变 答案：C 3A、B两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动，两个物体与水平面间的动摩擦因数相同，且mA3mB，则它们所能滑行的距离xA、xB的关系为()A xAxBBxA3xBC xA13xBD xA9xB解析：根据牛顿第二定律知，两物体加速度 ag，且初速度相同，根据运动学公式 v22ax，知 xv22a，xAxB.答案：A 4如图2所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N，完全相同的弹簧秤甲和乙系
3、住一个质量为1 kg的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是()图 2A 2 m/s2B4 m/s2C 6 m/s2D8 m/s2解析：此时物体受合力 F 合4 N，所以 aF合m 4 m/s2.答案：B 5如图3所示为一光滑的斜面小车，若斜面的倾角为，则使斜面上的物体能与斜面小车共同运动的加速度是()图 3 A向左gsinB向右g C向左gtanD向左gcos 解析：以物体为研究对象，受力分析如图4所示，则F合mgtanma，得agtan，且方向向左图 4答案：C图 5 6如图5所
4、示，质量分别为m1和m2的人和车置于光滑水平面上，人用水平力F拉绳，图中两段绳子都处于水平方向，不计滑轮、绳子的质量及摩擦，人与车保持相对静止，则车的加速度为()A 0 B.Fm1C.Fm1 m2D.2Fm1 m2解析：以人和车为研究对象，在水平方向受到两绳拉力 2F 的作用，由牛顿第二定律可知它们的加速度 a2Fm1 m2.答案：D 二、非选择题(共52分)7(8分)某步枪子弹的出口速度达1000m/s，若步枪的枪膛长0.5 m子弹的质量为20 g，则高压气体对子弹的平均作用力为_N.答案：2.0104 8(8分)某司机遇到紧急情况急速刹车，使车在1.25 s内迅速停下，若刹车前的车速为16
5、 m/s，司机的质量为60 kg，刹车过程中，汽车其他部分对司机的阻力是司机体重的0.5 倍，则 安 全 带 对 司 机 的 作 用 力 为_(g取10 m/s2)答案：738 N 9(10分)一木箱静止在水平地面上，装货物后质量为50 kg，木箱与地面间的动摩擦因数为0.2，某人以200 N的力推箱，推力的方向与水平面成30角斜向下(g取10 m/s2)求：(1)木箱的加速度(2)第2 s末木箱的速度 解析：取木箱来研究，木箱受力情况如图6所示，其中F为推力，mg为重力，FN为支持力，F为滑动摩擦力 建立直角坐标系xOy，并取加速度a的方向为x轴的正方向图 6(1)将推力F沿x轴、y轴两个方
6、向进行分解得：FxFcos30 FyFsin30.根据牛顿第二定律有 在水平方向上：F合xFxFma.在 竖 直 方 向 上 由 平 衡 条 件 得：FN Fsin30mg0又因为 FFN.联立解得：aFcos30 mg Fsin30m代入数据得 a1.1 m/s2.(2)第 2 s 末速度为 v2at1.12 m/s 2.2 m/s答案：(1)1.1 m/s2(2)2.2 m/s 10(12分)质量m30 kg的电动自行车，在F180 N的水平向左的牵引力的作用下，沿水平面从静止开始运动自行车运动中受到的摩擦力F恒为150 N，在开始运动后的第5 s末撤消牵引力F.求从开始运动到最后停止，总
7、共通过的路程解析：电动自行车在牵引力 F 和摩擦力 F作用下先做加速运动，5 s末撤去 F，则只在 F作用下做减速运动由牛顿第二定律得：在加速阶段 FFma1，在减速阶段Fma2，由 x112a1t2，v1a1t 及 x2 v212a2解得电动自行车通过的总路程 xx1x215 m.答案：15 m图 7 11(14分)(2010安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图7所示g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小答案：(1)设物体做匀减速直线运动的时间为 t2、初速度为 v20、末速度为 v2t，加速度为 a2，则a2v2t v20t22 m/s2设物体所受的摩擦力为 Ff，根据牛顿第二定律，有Ff ma2Ffmg联立得a2g 0.2(2)设物体做匀加速直线运动的时间为 t1、初速度为 v10、末速度为 v1t、加速度为 a1，则 a1v1t v10t11 m/s2根据牛顿第二定律，有FFfma1联立得F mg ma16 N(3)解法一：由匀变速直线运动位移公式，得x x1x2v10t112a1t21v20t212a2t2246 m解法二：根据 vt 图像围成的面积，得x(v10v1t2t112v20t2)46 m
