牛顿运动定律的综合应用

-1-牛顿运动定律的综合应用【双基训练】1．用30N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20kg的物体，力F作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是()A．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝02．A、B两物体以相同的初速度在一水平面上滑动，两个物体与水平面间的动摩擦因数相同，且mA＝3mB，则它们能滑动的最大距离xA和xB的关系为()A．xA＝xBB．xA＝3xBC．xA＝13xBD．xA＝9xB3.一个质量为3kg的物体，被放置在倾角为α＝30°的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，物体加速度最大的是(g取10m/s2)()A．甲图B．乙图C．丙图D．无法确定4.雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如下图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是()5．如图所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是()A．在竖直方向上，车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡B．在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力C．若车厢的加速度变小，车厢壁对物块的弹力不变D．若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力也变大【能力提升】6.(多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmgB．物体最终的速度为v1-2-C．开始阶段物体做匀加速直线运动D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右7.(多选)如图所示，光滑斜面CA、DA、EA都以AB为底边．三个斜面的倾角分别为75°、45°、30°.物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是()A．物体沿DA滑到底端时具有最大速率B．物体沿EA滑到底端所需时间最短C．物体沿CA下滑，加速度最大D．物体沿DA滑到底端所需时间最短8.用平行于斜面的力推动一个质量为m的物体沿着倾斜角为α的光滑斜面由静止向上运动，当物体运动到斜面的中点时撤去推力，物体恰能滑到斜面顶点，由此可以判定推力F的大小必定是()A．2mgcosαB．2mgsinαC．2mg(1－sinα)D．2mg(1＋sinα)9．如图所示，质量为60kg的运动员的两脚各用750N的水平力蹬着两竖直墙壁匀速下滑，若他从离地12m高处无初速匀加速下滑2s可落地，则此过程中他的两脚蹬墙的水平力均应等于(g＝10m/s2)()A．150NB．300NC．450ND．600N10．质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图所示，a、b分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v－t图象，则拉力和摩擦力之比为()A．9∶8B．3∶2C．2∶1D．4∶311.如图所示，水平恒力F＝20N，把质量m＝0.6kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6m．木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2s到达地面．(取g＝10m/s2)求：(1)木块下滑的加速度a的大小；(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数．12.研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场-3-的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m．减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g＝10m/s2.求：(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间．(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少．甲(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．乙13.如图所示，质量M=lkg，长L=lm的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μl=0．1，在木板的左端放置一个质量m=lkg．大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0．4，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m／s2，若在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，求经过多长时间铁块运动到木板的右端?14.传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为l＝5m，传送带在电动机的带动下以v＝2.5m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ=32，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10m/s2)-4-(1)传送带将小物体送达B点所用时间；(2)小物体到达B点的速度参考答案1．C2．A3．A4．C5．A6．BC7．CD8．B9．B10.B8.【解析】有推力F时，a＝F－mgsinαm，撤去F后，a′＝gsina，由v2＝2ax，有：a＝a′，即：F－mgsinαm＝gsinα，F＝2mgsinα，故B正确。11.解:(1)由H＝12at2得a＝2Ht2＝2×622m/s2＝3m/s2.(2)木块受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有mg－Ff＝ma，FN＝F又Ff＝μFN，解得μ＝mg－aF＝0.6×10－320＝0.21.【答案】(1)3m/s2(2)0.2112.解:根据匀速直线运动和匀变速直线运动的规律、牛顿第二定律解题．(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20m/s，末速度vt＝0，位移s＝25m，由运动学公式得v20＝2as①-5-t＝va②联立①②式，代入数据得a＝8m/s2③t＝2.5s．④(2)设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为Δt，由运动学公式得L＝v0t′＋s⑤Δt＝t′－t0⑥联立⑤⑥式，代入数据得Δt＝0.3s．⑦(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作用力的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得F＝ma⑧由平行四边形定则得F20＝F2＋(mg)2⑨联立③⑧⑨式，代入数据得F0mg＝415.【答案】(1)8m/s22.5s(2)0.3s(3)41513.解:铁块mmgFa21木板MgmMmga)(122判断22212121tataL由以上三式解得st114.（1）5.2s;(2)1m/s。